এক. ভিয়াসের মৌলিক ধারণা

Via এর গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির মধ্যে একটি মাল্টিলেয়ার পিসিবি, এবং ড্রিলিং খরচ সাধারণত PCB উৎপাদন খরচের 30% থেকে 40% হয়ে থাকে। সহজ কথায়, PCB-এর প্রতিটি ছিদ্রকে একটি মাধ্যমে বলা যেতে পারে।

ফাংশনের দৃষ্টিকোণ থেকে, ভায়াসকে দুটি ভাগে ভাগ করা যায়: একটি স্তরগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক সংযোগের জন্য ব্যবহৃত হয়; অন্যটি ফিক্সিং বা পজিশনিং ডিভাইসের জন্য ব্যবহৃত হয়।

প্রক্রিয়ার পরিপ্রেক্ষিতে, এই ভিয়াগুলিকে সাধারণত তিনটি বিভাগে বিভক্ত করা হয়, যথা অন্ধ ভিয়া, সমাহিত ভিয়া এবং ভিয়াস। অন্ধ গর্তগুলি মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের উপরের এবং নীচের পৃষ্ঠে অবস্থিত এবং একটি নির্দিষ্ট গভীরতা রয়েছে। তারা পৃষ্ঠ লাইন এবং অন্তর্নিহিত অভ্যন্তরীণ লাইন সংযোগ করতে ব্যবহৃত হয়। গর্তের গভীরতা সাধারণত একটি নির্দিষ্ট অনুপাত (অ্যাপারচার) অতিক্রম করে না। সমাহিত গর্ত বলতে মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডের ভিতরের স্তরে অবস্থিত সংযোগ ছিদ্রকে বোঝায়, যা সার্কিট বোর্ডের পৃষ্ঠ পর্যন্ত প্রসারিত হয় না। উপরে উল্লিখিত দুটি ধরণের গর্ত সার্কিট বোর্ডের ভিতরের স্তরে অবস্থিত, এবং ল্যামিনেশনের আগে একটি থ্রু-হোল গঠন প্রক্রিয়া দ্বারা সম্পন্ন হয় এবং মাধ্যমে তৈরির সময় বেশ কয়েকটি অভ্যন্তরীণ স্তর ওভারল্যাপ করা হতে পারে। তৃতীয় প্রকারকে থ্রু হোল বলা হয়, যা পুরো সার্কিট বোর্ডে প্রবেশ করে এবং অভ্যন্তরীণ আন্তঃসংযোগের জন্য বা একটি উপাদান মাউন্টিং পজিশনিং হোল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। যেহেতু থ্রু হোল প্রক্রিয়ায় প্রয়োগ করা সহজ এবং খরচ কম, বেশিরভাগ মুদ্রিত সার্কিট বোর্ড এটি ব্যবহার করে অন্য দুটি ধরণের মাধ্যমে গর্তের পরিবর্তে। গর্ত মাধ্যমে নিম্নলিখিত, অন্যথায় নির্দিষ্ট না হলে, গর্ত মাধ্যমে হিসাবে বিবেচনা করা হয়.

ডিজাইনের দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি ভিয়া প্রধানত দুটি অংশ নিয়ে গঠিত, একটি হল মাঝখানে ড্রিল গর্ত এবং অন্যটি ড্রিল গর্তের চারপাশে প্যাড এলাকা। এই দুটি অংশের আকার মাধ্যমের আকার নির্ধারণ করে। স্পষ্টতই, উচ্চ-গতির, উচ্চ-ঘনত্বের PCB ডিজাইনে, ডিজাইনাররা সর্বদা আশা করেন যে গর্তটি যত ছোট হবে, তত ভাল, যাতে বোর্ডে আরও বেশি তারের জায়গা রাখা যায়। উপরন্তু, ছোট via গর্ত, তার নিজস্ব পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স. এটি যত ছোট, উচ্চ-গতির সার্কিটের জন্য এটি তত বেশি উপযুক্ত। যাইহোক, গর্তের আকার হ্রাস করা খরচও বৃদ্ধি করে এবং মাধ্যমের আকার অনির্দিষ্টকালের জন্য হ্রাস করা যায় না। এটি ড্রিলিং এবং প্লেটিংয়ের মতো প্রক্রিয়া প্রযুক্তি দ্বারা সীমাবদ্ধ: গর্ত যত ছোট, ড্রিল গর্তটি যত বেশি সময় নেয়, কেন্দ্রের অবস্থান থেকে বিচ্যুত হওয়া তত সহজ হয়; এবং যখন গর্তের গভীরতা ড্রিল করা গর্তের ব্যাসের 6 গুণ বেশি হয়, তখন এটি নিশ্চিত করা যায় না যে গর্তের প্রাচীরটি তামা দিয়ে সমানভাবে প্রলেপ দেওয়া যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি সাধারণ 6-স্তর PCB বোর্ডের পুরুত্ব (গর্তের গভীরতার মাধ্যমে) প্রায় 50Mil, তাই PCB নির্মাতারা যে ন্যূনতম ড্রিলিং ব্যাস সরবরাহ করতে পারে তা কেবলমাত্র 8Mil এ পৌঁছাতে পারে।

দ্বিতীয়ত, মাধ্যমের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স

এর মাধ্যমেই মাটিতে একটি পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স রয়েছে। যদি এটি জানা যায় যে via-এর স্থল স্তরের বিচ্ছিন্নতা গর্তের ব্যাস হল D2, via প্যাডের ব্যাস হল D1, PCB বোর্ডের পুরুত্ব হল T, এবং বোর্ড সাবস্ট্রেটের অস্তরক ধ্রুবক হল ε, মাধ্যমের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের আকার আনুমানিক: C=1.41εTD1/(D2-D1) মাধ্যমের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স সার্কিটকে সিগন্যালের উত্থানের সময়কে দীর্ঘায়িত করতে এবং সার্কিটের গতি কমিয়ে দেবে। উদাহরণস্বরূপ, 50Mil এর পুরুত্বের একটি PCB-এর জন্য, যদি 10Mil এর অভ্যন্তরীণ ব্যাস এবং 20Mil এর একটি প্যাড ব্যাস সহ একটি via ব্যবহার করা হয়, এবং প্যাড এবং গ্রাউন্ড কপার এরিয়ার মধ্যে দূরত্ব 32Mil হয়, তাহলে আমরা এর মাধ্যমে আনুমানিক উপরের সূত্রটি ব্যবহার করে পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স মোটামুটি: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, ক্যাপাসিট্যান্সের এই অংশের কারণে বৃদ্ধির সময় পরিবর্তন হল: T10-90=2.2C(Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps এই মানগুলি থেকে দেখা যায় যে যদিও একক মাধ্যমের পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে উত্থান বিলম্বের প্রভাব স্পষ্ট নয়, যদি স্তরগুলির মধ্যে স্যুইচ করার জন্য ট্রেসে একাধিকবার ভিয়া ব্যবহার করা হয় তবে ডিজাইনারকে এখনও বিবেচনা করা উচিত। সাবধানে

তৃতীয়ত, মাধ্যমের পরজীবী আবেশ

একইভাবে, ভিয়াসের পরজীবী ক্যাপ্যাসিট্যান্সের সাথে পরজীবী ইনডাক্টেন্স রয়েছে। উচ্চ-গতির ডিজিটাল সার্কিটগুলির নকশায়, ভিয়াসের পরজীবী আবেশের কারণে সৃষ্ট ক্ষতি প্রায়শই পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্সের প্রভাবের চেয়ে বেশি। এর পরজীবী সিরিজের আবেশ বাইপাস ক্যাপাসিটরের অবদানকে দুর্বল করে দেবে এবং পুরো পাওয়ার সিস্টেমের ফিল্টারিং প্রভাবকে দুর্বল করে দেবে। আমরা সহজভাবে নিম্নলিখিত সূত্রের সাহায্যে a via-এর আনুমানিক পরজীবী আবেশ গণনা করতে পারি: L=5.08h[ln(4h/d)+1] যেখানে L বলতে বোঝায় via-এর প্রবর্তন, h হল মাধ্যমের দৈর্ঘ্য এবং d কেন্দ্র হল গর্তের ব্যাস। সূত্র থেকে দেখা যায় যে মাধ্যমের ব্যাস আবেশের উপর একটি ছোট প্রভাব ফেলে, এবং মাধ্যমের দৈর্ঘ্য আবেশের উপর সর্বাধিক প্রভাব ফেলে। এখনও উপরের উদাহরণটি ব্যবহার করে, মাধ্যমের প্রবর্তন হিসাবে গণনা করা যেতে পারে: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH। যদি সংকেতের উত্থানের সময় 1ns হয়, তাহলে এর সমতুল্য প্রতিবন্ধকতা হল: XL=πL/T10-90=3.19Ω। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোত পাস করার সময় এই ধরনের প্রতিবন্ধকতাকে আর উপেক্ষা করা যায় না। পাওয়ার প্লেন এবং গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে সংযোগ করার সময় বাইপাস ক্যাপাসিটরটিকে দুটি ভিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে হবে, যাতে ভিয়াসের পরজীবী আবেশ দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায় সেদিকে বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত।

চতুর্থ, হাই-স্পিড পিসিবিতে ডিজাইনের মাধ্যমে

ভিয়াসের পরজীবী বৈশিষ্ট্যগুলির উপরোক্ত বিশ্লেষণের মাধ্যমে, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে উচ্চ-গতির PCB ডিজাইনে, আপাতদৃষ্টিতে সাধারণ ভায়া প্রায়শই সার্কিট ডিজাইনে দুর্দান্ত নেতিবাচক প্রভাব নিয়ে আসে। ভিয়াসের পরজীবী প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট প্রতিকূল প্রভাব হ্রাস করার জন্য, নকশায় নিম্নলিখিতগুলি করা যেতে পারে:

1. খরচ এবং সংকেত মানের দৃষ্টিকোণ থেকে, এর মাধ্যমে একটি যুক্তিসঙ্গত আকার নির্বাচন করুন। উদাহরণস্বরূপ, 6-10 স্তরের মেমরি মডিউল PCB ডিজাইনের জন্য, 10/20Mil (ড্রিলড/প্যাড) ভিয়াস ব্যবহার করা ভাল। কিছু উচ্চ-ঘনত্বের ছোট-আকারের বোর্ডের জন্য, আপনি 8/18Mil ব্যবহার করার চেষ্টা করতে পারেন। গর্ত. বর্তমান প্রযুক্তিগত অবস্থার অধীনে, ছোট ভিয়া ব্যবহার করা কঠিন। পাওয়ার বা গ্রাউন্ড ভিয়াসের জন্য, আপনি প্রতিবন্ধকতা কমাতে একটি বড় আকার ব্যবহার করে বিবেচনা করতে পারেন।

2. উপরে আলোচিত দুটি সূত্র থেকে উপসংহারে আসা যেতে পারে যে একটি পাতলা পিসিবি ব্যবহার মাধ্যমের দুটি পরজীবী পরামিতি হ্রাস করার জন্য সহায়ক।

3. PCB বোর্ডে সংকেত ট্রেসগুলির স্তরগুলি পরিবর্তন না করার চেষ্টা করুন, অর্থাৎ, অপ্রয়োজনীয় ভিয়াস ব্যবহার না করার চেষ্টা করুন৷

4. পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড পিন কাছাকাছি ড্রিল করা উচিত, এবং মাধ্যমে এবং পিনের মধ্যে সীসা যতটা সম্ভব সংক্ষিপ্ত হওয়া উচিত, কারণ তারা আবেশ বাড়াবে। একই সময়ে, প্রতিবন্ধকতা কমাতে পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড লিডগুলি যতটা সম্ভব পুরু হওয়া উচিত।

5. সিগন্যালের জন্য নিকটতম লুপ প্রদান করতে সিগন্যাল স্তরের ভিয়াসের কাছাকাছি কিছু গ্রাউন্ডেড ভায়া রাখুন। পিসিবি বোর্ডে প্রচুর পরিমাণে অপ্রয়োজনীয় গ্রাউন্ড ভিয়াস স্থাপন করাও সম্ভব। অবশ্যই, নকশা নমনীয় হতে হবে। আগে আলোচিত মাধ্যমে মডেলটি হল সেই ক্ষেত্রে যেখানে প্রতিটি স্তরে প্যাড রয়েছে। কখনও কখনও, আমরা কিছু স্তরের প্যাড কমাতে বা সরিয়ে ফেলতে পারি। বিশেষ করে যখন ভায়াসের ঘনত্ব খুব বেশি হয়, এটি একটি বিরতি খাঁজ তৈরি করতে পারে যা তামার স্তরে লুপকে আলাদা করে। এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য, মাধ্যমের অবস্থান সরানোর পাশাপাশি, আমরা তামার স্তরের উপর ভিয়া স্থাপনের কথাও বিবেচনা করতে পারি। প্যাডের আকার ছোট হয়।