site logo

При проектирането на проводници във високоскоростни печатни платки трябва да се обърне внимание на следните точки

In високоскоростна HDI печатна платка дизайн, чрез дизайна е важен фактор. Състои се от дупка, зона за подложка около отвора и изолационна зона на слоя POWER, които обикновено се разделят на три типа: слепи дупки, заровени дупки и проходни дупки. В процеса на проектиране на печатни платки, чрез анализа на паразитния капацитет и паразитната индуктивност на междинните връзки, са обобщени някои предпазни мерки при проектирането на високоскоростни печатни платки.

ipcb

Понастоящем високоскоростният дизайн на печатни платки се използва широко в комуникациите, компютрите, обработката на графики и изображения и други области. Всички високотехнологични електронни продукти с добавена стойност преследват функции като ниска консумация на енергия, ниско електромагнитно излъчване, висока надеждност, миниатюризация и леко тегло. За да се постигнат горните цели, чрез дизайна е важен фактор в дизайна на високоскоростни печатни платки.

1. Чрез
Via е важен фактор в дизайна на многослойни печатни платки. Преходът се състои главно от три части, едната е дупката; другата е зоната на подложката около дупката; и третата е зоната на изолация на слоя POWER. Процесът на междинния отвор е да се покрие слой метал върху цилиндричната повърхност на стената на отвора на междинния отвор чрез химическо отлагане, за да се свърже медното фолио, което трябва да бъде свързано със средните слоеве, и горната и долната страна на през отвора са направени в обикновени подложки. Формата може да бъде директно свързана с линиите от горната и долната страна, или да не е свързана. Проходните отвори могат да играят ролята на електрическо свързване, фиксиране или позициониране.

Вътрешните отвори обикновено се разделят на три категории: слепи дупки, заровени дупки и проходни дупки.

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 и диаметърът на отвора обикновено не надвишават определено съотношение.

Заровен отвор се отнася до отвора за свързване, разположен във вътрешния слой на печатната платка, който не се простира до повърхността на платката.

Слепите и затрупаните междинни отвори са разположени във вътрешния слой на печатната платка, който се завършва чрез процес на образуване на отвори преди ламинирането, като няколко вътрешни слоя могат да се припокриват по време на образуването на отвора.

Проходните отвори, които преминават през цялата платка, могат да се използват за вътрешно свързване или като отвор за позициониране на компонент. Тъй като проходните отвори са по-лесни за изпълнение в процеса и по-ниска цена, обикновено печатните платки използват проходни отвори.

2. Паразитен капацитет на виаси
Самият вход има паразитен капацитет към земята. Ако диаметърът на изолационния отвор на земния слой на междинния отвор е D2, диаметърът на междинната подложка е D1, дебелината на печатната платка е T и диелектричната константа на субстрата на платката е ε, тогава паразитният капацитет на via е подобен на:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Основният ефект от паразитния капацитет на междинния отвор върху веригата е да удължи времето на нарастване на сигнала и да намали скоростта на веригата. Колкото по-малка е стойността на капацитета, толкова по-малък е ефектът.

3. Паразитна индуктивност на ВИАС
Самият вход има паразитна индуктивност. При проектирането на високоскоростни цифрови схеми вредата, причинена от паразитната индуктивност на междинния проводник, често е по-голяма от влиянието на паразитния капацитет. Паразитната последователна индуктивност на прехода ще отслаби функцията на байпасния кондензатор и ще отслаби филтриращия ефект на цялата енергийна система. Ако L се отнася до индуктивността на отвора, h е дължината на междинния отвор, а d е диаметърът на централния отвор, паразитната индуктивност на отвора е подобна на:

L=5.08h[ln(4h/d) 1]

От формулата се вижда, че диаметърът на отвора има малко влияние върху индуктивността, а дължината на отвора има най-голямо влияние върху индуктивността.

4. Непреходно чрез технология
Непреходните междинни връзки включват слепи и затрупани отворове.

При технологията, която не е чрез посредничество, приложението на слепи и затрупани междинни връзки може значително да намали размера и качеството на печатната платка, да намали броя на слоевете, да подобри електромагнитната съвместимост, да увеличи характеристиките на електронните продукти, да намали разходите и също така да направи дизайнът работи по-просто и бързо. При традиционния дизайн и обработка на печатни платки, дупките могат да доведат до много проблеми. Първо, те заемат голямо количество ефективно пространство, и второ, голям брой проходни отвори са плътно опаковани на едно място, което също създава огромна пречка за окабеляването на вътрешния слой на многослойната печатна платка. Тези проходни отвори заемат пространството, необходимо за окабеляването, и те интензивно преминават през захранването и земята. Повърхността на слоя на проводника също ще унищожи характеристиките на импеданса на слоя за захранващ заземяващ проводник и ще направи слоя за захранващ заземен проводник неефективен. А конвенционалният механичен метод на пробиване ще бъде 20 пъти по-голям от натовареността на непроходната технология.

В дизайна на печатни платки, въпреки че размерът на подложките и входните отвори постепенно намалява, ако дебелината на слоя на платката не се намали пропорционално, съотношението на страните на проходния отвор ще се увеличи, а увеличаването на съотношението на проходния отвор ще намалее надеждността. Със зрелостта на модерната технология за лазерно пробиване и технологията за плазмено сухо ецване е възможно да се прилагат непроникващи малки слепи дупки и малки заровени дупки. Ако диаметърът на тези непроникващи отвори е 0.3 мм, паразитните параметри ще бъдат около 1/10 от оригиналния конвенционален отвор, което подобрява надеждността на печатната платка.

Поради непреходната технология на платката има няколко големи отвора, които могат да осигурят повече място за следи. Останалото пространство може да се използва за целите на екраниране на голяма площ, за да се подобри производителността на EMI/RFI. В същото време може да се използва и повече оставащо пространство за вътрешния слой, за частично екраниране на устройството и ключовите мрежови кабели, така че да има най-добра електрическа производителност. Използването на непреходни виаси улеснява раздуването на изводите на устройството, което улеснява маршрутизирането на устройства с щифтове с висока плътност (като устройства с BGA опаковани), скъсява дължината на окабеляването и отговаря на изискванията за синхронизиране на високоскоростните вериги .

5. Чрез избор в обикновена печатна платка
При обикновения дизайн на печатни платки паразитният капацитет и паразитната индуктивност на прехода имат малък ефект върху дизайна на печатни платки. За дизайна на 1-4 слоя печатни платки, 0.36 мм/0.61 мм/1.02 мм (обикновено се избира пробита дупка/подложка/POWER изолационна зона) ) Проходните отвори са по-добри. За сигнални линии със специални изисквания (като електропроводи, заземителни линии, тактови линии и др.), могат да се използват 0.41 мм/0.81 мм/1.32 мм преходни връзки или могат да бъдат избрани преходни връзки с други размери според действителната ситуация.

6. 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 ВИС 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) Изберете разумен чрез размер. За многослоен дизайн на печатни платки с обща плътност е по-добре да използвате 0.25 mm/0.51 mm/0.91 mm (пробити дупки/подложки/POWER изолационна зона) отвори; за някои печатни платки с висока плътност, 0.20 mm/0.46 могат да се използват и mm/0.86 mm отворове, можете също да опитате непреходни отворове; за захранване или заземяване, можете да обмислите използването на по-голям размер за намаляване на импеданса;

(2) Колкото по-голяма е зоната на изолация на МОЩНОСТ, толкова по-добре, като се има предвид плътността на междинните връзки върху печатната платка, обикновено D1=D2 0.41;

(3) Опитайте се да не променяте слоевете на сигналните следи на печатната платка, което означава да сведете до минимум ВИАС;

(4) Използването на по-тънка печатна платка е благоприятна за намаляване на двата паразитни параметъра на междинния проводник;

(5) Изводите за захранване и заземяване трябва да бъдат направени през отвори в близост. Колкото по-къс е проводникът между междинния отвор и щифта, толкова по-добре, защото те ще увеличат индуктивността. В същото време захранващите и заземяващите проводници трябва да са възможно най-дебели, за да се намали импеданса;

(6) Поставете няколко заземяващи отвора близо до междинните отвори на сигналния слой, за да осигурите контур на къси разстояния за сигнала.

Разбира се, при проектирането трябва да се анализират подробно конкретни въпроси. Отчитайки изчерпателно както цената, така и качеството на сигнала, при високоскоростния дизайн на печатни платки, 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 по-малък е паразитният капацитет, толкова по-подходящ е за високоскоростни вериги. В дизайна на печатни платки с висока плътност, използването на непреходни отворове и намаляването на размера на междинните връзки също доведоха до увеличаване на разходите и размерът на междинните връзки не може да бъде намаляван за неопределено време. То се влияе от процесите на пробиване и галванично покритие на производителите на печатни платки. При проектирането на високоскоростни печатни платки трябва да се обърне балансирано внимание на техническите ограничения.