едно. Основната концепция за ВИАС

Via е един от важните компоненти на многослойна печатна платка, а разходите за пробиване обикновено представляват 30% до 40% от производствените разходи за печатни платки. Просто казано, всяка дупка на печатната платка може да се нарече вход.

От гледна точка на функцията, междинните връзки могат да бъдат разделени на две категории: едната се използва за електрически връзки между слоевете; другият се използва за фиксиране или позициониране на устройства.

По отношение на процеса, тези междинни връзки обикновено се разделят на три категории, а именно слепи, заровени и междинни. Слепите отвори са разположени на горната и долната повърхност на печатната платка и имат определена дълбочина. Използват се за свързване на повърхностната линия и долната вътрешна линия. Дълбочината на отвора обикновено не надвишава определено съотношение (апертура). Заровен отвор се отнася до отвора за свързване, разположен във вътрешния слой на печатната платка, който не се простира до повърхността на платката. Споменатите по-горе два вида отвори са разположени във вътрешния слой на платката и са завършени чрез процес на формиране на проходен отвор преди ламинирането, като няколко вътрешни слоя могат да се припокриват по време на образуването на междинния отвор. Третият тип се нарича проходен отвор, който прониква в цялата платка и може да се използва за вътрешно свързване или като отвор за позициониране на компонент. Тъй като проходният отвор е по-лесен за изпълнение в процеса и цената е по-ниска, повечето печатни платки го използват вместо другите два вида проходни отвори. Следните междинни отвори, освен ако не е посочено друго, се считат за междинни отвори.

От гледна точка на дизайна, отворът се състои главно от две части, едната е дупката за пробиване в средата, а другата е зоната на подложката около пробивания отвор. Размерът на тези две части определя размера на отвора. Очевидно при високоскоростния дизайн на печатни платки с висока плътност дизайнерите винаги се надяват, че колкото по-малък е отворът, толкова по-добре, така че да може да се остави повече място за окабеляване на платката. Освен това, колкото по-малък е междинният отвор, толкова е и паразитният капацитет. Колкото по-малък е, толкова по-подходящ е за високоскоростни вериги. Въпреки това, намаляването на размера на отвора също води до увеличаване на разходите и размерът на отвора не може да бъде намаляван безкрайно. То е ограничено от технологични процеси като пробиване и покритие: колкото по-малък е отворът, толкова свредло Колкото по-дълго отнема отвора, толкова по-лесно е да се отклони от централната позиция; и когато дълбочината на отвора надвишава 6 пъти диаметъра на пробития отвор, не може да се гарантира, че стената на отвора може да бъде равномерно покрита с мед. Например, дебелината (дълбочина на отвора) на нормална 6-слойна печатна платка е около 50Mil, така че минималният диаметър на пробиване, който производителите на печатни платки могат да осигурят, може да достигне само 8Mil.

Второ, паразитният капацитет на отвора

Самият вход има паразитен капацитет към земята. Ако е известно, че диаметърът на изолационния отвор на заземителния слой на отвора е D2, диаметърът на междинната подложка е D1, дебелината на платката е T и диелектричната константа на субстрата на платката е ε, размерът на паразитния капацитет на прехода е приблизително: C=1.41εTD1/(D2-D1) Паразитният капацитет на междинния отвор ще накара веригата да удължи времето за нарастване на сигнала и да намали скоростта на веригата. Например, за печатна платка с дебелина 50Mil, ако се използва междинно съединение с вътрешен диаметър 10Mil и диаметър на тампона от 20Mil и разстоянието между подложката и заземената медна област е 32Mil, тогава можем да приблизим междинното съединение използвайки горната формула Паразитният капацитет е приблизително: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, промяната във времето на нарастване, причинена от тази част от капацитета, е: T10-90=2.2C(Z0 /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. От тези стойности може да се види, че въпреки че ефектът от забавянето на нарастването, причинено от паразитния капацитет на единично междинно свързване, не е очевиден, ако междинният канал се използва няколко пъти в трасето за превключване между слоевете, дизайнерът все пак трябва да вземе предвид внимателно.

Трето, паразитната индуктивност на прехода

По същия начин има паразитни индуктивности заедно с паразитния капацитет на отвора. При проектирането на високоскоростни цифрови схеми вредата, причинена от паразитната индуктивност на междинните връзки, често е по-голяма от въздействието на паразитния капацитет. Неговата паразитна последователна индуктивност ще отслаби приноса на байпасния кондензатор и ще отслаби филтриращия ефект на цялата енергийна система. Можем просто да изчислим приблизителната паразитна индуктивност на междинния отвор със следната формула: L=5.08h[ln(4h/d)+1] където L се отнася за индуктивността на междинния отвор, h е дължината на междинния преход и d е център Диаметърът на отвора. От формулата се вижда, че диаметърът на отвора има малко влияние върху индуктивността, а дължината на отвора има най-голямо влияние върху индуктивността. Все още използвайки горния пример, индуктивността на прехода може да се изчисли като: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Ако времето на нарастване на сигнала е 1ns, тогава неговият еквивалентен импеданс е: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Такъв импеданс вече не може да се игнорира, когато преминават високочестотни токове. Специално внимание трябва да се обърне на факта, че байпасният кондензатор трябва да премине през два отвора при свързване на захранващата плоскост и заземяващата равнина, така че паразитната индуктивност на промените ще се увеличи експоненциално.

Четвърто, чрез дизайн във високоскоростни печатни платки

Чрез горния анализ на паразитните характеристики на ВИС, можем да видим, че при високоскоростния дизайн на печатни платки, привидно простите междинни връзки често носят големи отрицателни ефекти върху дизайна на веригата. За да се намалят неблагоприятните ефекти, причинени от паразитните въздействия на ВИАС, в дизайна може да се направи следното:

1. От гледна точка на цената и качеството на сигнала, изберете разумен размер чрез. Например, за дизайна на печатната платка на модула с памет от 6-10 слоя е по-добре да използвате 10/20Mil (пробити/подложки) отвори. За някои малки дъски с висока плътност можете също да опитате да използвате 8/18Mil. дупка. При сегашните технически условия е трудно да се използват по-малки отворове. За захранване или заземяване можете да обмислите използването на по-голям размер за намаляване на импеданса.

2. Двете формули, обсъдени по-горе, може да се заключи, че използването на по-тънка печатна платка е благоприятна за намаляване на двата паразитни параметъра на междинния проводник.

3. Опитайте се да не променяте слоевете на сигналните следи на платката, тоест опитайте се да не използвате ненужни ВИАС.

4. Изводите за захранване и заземяване трябва да бъдат пробити наблизо, а проводникът между отвора и щифта трябва да е възможно най-къс, защото ще увеличат индуктивността. В същото време захранващите и заземяващите проводници трябва да са възможно най-дебели, за да се намали импеданса.

5. Поставете няколко заземени отвора близо до отвора на сигналния слой, за да осигурите най-близкия контур за сигнала. Възможно е дори да поставите голям брой излишни заземяващи проводници на платката на печатната платка. Разбира се, дизайнът трябва да бъде гъвкав. Обсъденият по-рано модел на via е случаят, когато има подложки на всеки слой. Понякога можем да намалим или дори да премахнем подложките на някои слоеве. Особено когато плътността на отвора е много висока, това може да доведе до образуването на жлеб за прекъсване, който разделя контура в медния слой. За да решим този проблем, в допълнение към преместването на позицията на междинния отвор, можем също да помислим за поставяне на междинния отвор върху медния слой. Размерът на подложката е намален.