Bir Perforasiya haqqında əsas anlayış

Delik vasitəsilə (VIA) vacib bir hissəsidir Çox qatlı PCBvə qazma deliklərinin dəyəri, adətən, PCB lövhə istehsalının 30% -dən 40% -ə qədərini təşkil edir. Sadə dillə desək, bir PCB üzərindəki hər çuxura keçid dəliyi deyilə bilər. Funksiya baxımından çuxur iki kateqoriyaya bölünə bilər: biri təbəqələr arasındakı elektrik bağlantısı üçün istifadə olunur; Digəri cihazın fiksasiyası və ya yerləşdirilməsi üçün istifadə olunur. Proses baxımından, bu deşiklər ümumiyyətlə üç kateqoriyaya bölünür, yəni kor vasitəsilə, gömülməklə və keçməklə. Kör deşiklər ÇAPLANMIŞ devre kartının üst və alt səthlərində yerləşir və səthi dövrəni aşağıdakı daxili dövrə bağlamaq üçün müəyyən bir dərinliyə malikdir. Deliklərin dərinliyi ümumiyyətlə müəyyən bir nisbətdən (diyafram) keçmir. Gömülü deşiklər, çap lövhəsinin səthinə uzanmayan çap lövhəsinin daxili təbəqəsindəki birləşdirici deliklərdir. İki növ çuxur, laminatlamadan əvvəl delikdən qəlibləmə prosesi ilə tamamlanan elektron lövhənin daxili qatında yerləşir və keçid çuxurunun əmələ gəlməsi zamanı bir neçə daxili təbəqə üst-üstə düşə bilər. Üçüncü tip, deşiklər adlanır, bütün elektron lövhədən keçir və daxili əlaqələr üçün və ya komponentlər üçün deşiklərin quraşdırılması və yerləşdirilməsi kimi istifadə edilə bilər. Keçid çuxurunun prosesdə həyata keçirilməsi daha asan olduğu üçün dəyəri daha aşağıdır, buna görə digər iki növ delikdən çox çaplı lövhələr istifadə olunur. Xüsusi izah edilmədən, deşiklərdən keçənlər, deşiklər hesab olunur.

PCB, deşik əsas konsepsiyası və deşik üsulu ilə

Dizayn nöqteyi-nəzərindən keçirici çuxur əsasən iki hissədən ibarətdir, biri ortada olan qazma deliyi, digəri isə qazma çuxurunun ətrafındakı yastıq sahəsidir. Bu iki hissənin ölçüsü keçid çuxurunun ölçüsünü təyin edir. Aydındır ki, yüksək sürətli, yüksək sıxlıqlı PCB dizaynında, dizayner həmişə çuxurun mümkün qədər kiçik olmasını istəyir, bu nümunə daha çox məftil boşluğu buraxa bilər, əlavə olaraq çuxur nə qədər kiçik olsa, öz parazitar tutumu daha kiçikdir, daha çox yüksək sürətli dövrə üçün uyğundur. Ancaq çuxurun ölçüsünün azalması həm xərclərin artmasına səbəb olur, həm də çuxurun ölçüsü məhdudiyyətsiz azaldıla bilməz, qazma (qazma) və üzlük (örtük) və digər texnologiya ilə məhdudlaşır: çuxur nə qədər kiçik olsa qazma vaxtı daha uzun olarsa, mərkəz mövqeyindən kənara çıxmaq bir o qədər asan olar; Çuxurun dərinliyi çuxurun diametrindən 6 dəfə çox olduqda, çuxur divarının vahid mis örtüyünə zəmanət vermək mümkün deyil. Məsələn, normal 6 qatlı bir PCB lövhəsinin qalınlığı (çuxur dərinliyi) 50 Mildirsə, PCB istehsalçılarının təmin edə biləcəyi minimum çuxur diametri 8 Mildir. Lazer qazma texnologiyasının inkişafı ilə qazma ölçüsü də daha kiçik və daha kiçik ola bilər. Ümumiyyətlə, çuxurun diametri 6Mils-dən az və ya bərabərdir, biz buna mikro deşik deyirik. Mikrodəliklər tez-tez HDI (yüksək sıxlıqlı Interconnect strukturu) dizaynında istifadə olunur. Microhole texnologiyası, çuxurun birbaşa yastığa (VIA-in-pad) vurulmasına imkan verir ki, bu da dövrə performansını xeyli yaxşılaşdırır və məftil boşluğuna qənaət edir.

İletim xəttindəki deşik, siqnalın əks olunmasına səbəb olan impedansın kəsilmə nöqtəsidir. Ümumiyyətlə, keçid çuxurunun ekvivalent empedansı ötürücü xəttdən təxminən 12% aşağıdır. Məsələn, 50ohm ötürmə xəttinin empedansı çuxurdan keçdikdə 6 ohm azalacaq (spesifik də keçidin ölçüsü və boşqab qalınlığı ilə bağlıdır, lakin mütləq azalma deyil). Lakin, empedansın delikdən kəsilməsinin səbəb olduğu əks əslində çox kiçikdir və əks etdirmə əmsalı yalnız: (44-50)/(44+50) = 0.06. Deliyin yaratdığı problemlər daha çox parazitar tutum və endüktansın təsirinə yönəlib.

Delikdən parazitar tutum və endüktans

Parazit qaçaq tutumu çuxurun özündə mövcuddur. Döşəmə təbəqəsindəki çuxurun qaynaq müqavimət zonasının diametri D2, qaynaq yastığının diametri D1, PCB lövhəsinin qalınlığı T və substratın dielektrik sabitliyi ε, parazitar tutum çuxur təxminən C=1.41εTD1/ (D2-D1).

Parazitar tutumun dövrə əsas təsiri siqnalın yüksəlmə müddətini uzatmaq və dövrə sürətini azaltmaqdır. Məsələn, qalınlığı 50Mil olan bir PCB lövhəsi üçün, delikdən keçən yastığın diametri 20Mil (quyunun diametri 10Mils) və lehim blokunun diametri 40Mil olarsa, biz parazit tutumunu təxmin edə bilərik. yuxarıdakı düstura görə deşik: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF, tutumun səbəb olduğu yüksəlmə vaxtının dəyişməsi təxminən aşağıdakı kimidir: T10-90 = 2.2c (Z0/2) = 2.2 × 0.31x (50/2) = 17.05ps Bu dəyərlərdən göründüyü kimi, artan gecikmə və yavaşlamanın təsiri tək parazit tutumunun səbəb olduğu çuxur çox açıq deyil, əgər keçid çuxuru bir neçə dəfə təbəqələr arasında keçid üçün istifadə edilərsə, çoxlu deşiklərdən istifadə ediləcəkdir. Dizaynınızda diqqətli olun. Praktik dizaynda, çuxur və mis döşənmə zonası (anti-pad) arasındakı məsafəni artırmaqla və ya yastığın diametrini azaltmaqla parazitar tutum azaldıla bilər. Yüksək sürətli rəqəmsal dövrənin dizaynında, keçidin parazit endüktansı parazitar tutumdan daha zərərlidir. Parazitar seriyalı endüktans, bypass tutumunun qatqısını zəiflədəcək və bütün güc sisteminin filtrasiya effektivliyini azaldacaq. Aşağıdakı empirik düsturdan istifadə edərək bir deşik yaxınlaşmasının parazitar endüktansını sadəcə hesablaya bilərik: L = 5.08h [ln (4h/d) +1]

L çuxurun endüktansına aiddir, H çuxurun uzunluğu, D isə mərkəzi çuxurun diametridir. Tənlikdən görünə bilər ki, çuxurun diametri endüktansa az təsir edir, çuxurun uzunluğu isə indüktansa ən böyük təsir göstərir. Yuxarıdakı nümunədən istifadə edərək, çuxurdan çıxan endüktans aşağıdakı kimi hesablana bilər:

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh Əgər siqnalın yüksəlmə vaxtı 1ns-dirsə, o zaman ekvivalent empedans ölçüsü belədir: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Yüksək tezlikli cərəyan olduqda bu empedansı göz ardı etmək olmaz. Xüsusilə, bypass kondansatörü, tədarük qatını meydana gəlməyə bağlamaq üçün iki çuxurdan keçməli və beləliklə çuxurun parazitar endüktansını iki qat artırmalıdır.

Üçüncüsü, çuxuru necə istifadə etmək olar

Çuxurların parazitar xüsusiyyətlərinin yuxarıdakı təhlili sayəsində, yüksək sürətli PCB dizaynında, sadə görünən deliklərin tez-tez dövrə dizaynına böyük mənfi təsirlər gətirdiyini görə bilərik. Çuxurun parazitar təsirinin mənfi təsirlərini azaltmaq üçün dizaynda aşağıdakıları etməyə cəhd edə bilərik:

1. Qiymət və siqnal keyfiyyəti nəzərə alınmaqla ağlabatan bir çuxur ölçüsü seçilir. Gerekirse, müxtəlif ölçülü deliklər istifadə etməyi düşünün. Məsələn, güc və ya torpaq kabelləri üçün empedansı azaltmaq üçün daha böyük ölçülərdən istifadə etməyi, siqnal naqilləri üçün isə daha kiçik deşiklərdən istifadə etməyi düşünün. Təbii ki, çuxur ölçüsü azaldıqca, müvafiq xərclər artacaq.

2. Yuxarıda müzakirə olunan iki düstur, daha incə PCB lövhələrinin istifadəsinin perforasiyaların iki parazitar parametrini azaltmağa kömək etdiyini göstərir.

3. PCB lövhəsindəki siqnal naqilləri mümkün qədər təbəqələri dəyişməməlidir, yəni mümkün qədər lazımsız deşiklərdən istifadə etməməlidir.

4. Elektrik təchizatı və zəminin sancaqları ən yaxın çuxurda qazılmalı və çuxurla sancaqlar arasındakı qurğuşun mümkün qədər qısa olmalıdır. Ekvivalent endüktansı azaltmaq üçün paralel olaraq çoxlu deşiklər nəzərdən keçirilə bilər.

5. Siqnalın ən yaxın döngəsini təmin etmək üçün bəzi torpaq delikləri siqnal qatlama deliklərinin yaxınlığında yerləşdirilir. PCB -yə bir çox əlavə torpaq deşikləri də qoya bilərsiniz. Əlbəttə ki, dizaynınızda çevik olmalısınız. Yuxarıda müzakirə olunan delikli model, hər təbəqədə yastıqların olduğu bir vəziyyətdir. Bəzən, bəzi təbəqələrdəki yastıqları azalda və ya hətta silə bilərik. Xüsusilə çuxurun sıxlığı çox böyük olduğu təqdirdə, mis təbəqədə kəsilmiş bir dövrə yivinin meydana gəlməsinə səbəb ola bilər, çuxurun yerini dəyişdirməklə yanaşı belə bir problemi həll etmək üçün dəliyi nəzərdən keçirə bilərik. yastığın ölçüsünü azaltmaq üçün mis qatında.

6. Yüksək sıxlığa malik yüksək sürətli PCB lövhələri üçün mikro deşiklər nəzərdə tutula bilər.