Sa usa ka. Ang batakang konsepto sa vias

Ang Via usa sa mga importanteng sangkap sa multilayer nga PCB, ug ang gasto sa drilling kasagarang mokabat sa 30% ngadto sa 40% sa gasto sa paggama sa PCB. Sa yanong pagkasulti, ang matag buslot sa PCB matawag nga via.

Gikan sa punto sa panglantaw sa function, vias mahimong bahinon ngadto sa duha ka mga kategoriya: ang usa gigamit alang sa electrical koneksyon tali sa mga sapaw; ang lain gigamit alang sa pag-ayo o pagpahimutang sa mga aparato.

Sa termino sa proseso, kini nga mga vias kasagarang gibahin sa tulo ka mga kategorya, nga mao ang blind vias, gilubong nga vias ug pinaagi sa vias. Ang buta nga mga buho nahimutang sa ibabaw ug sa ubos nga bahin sa giimprinta nga circuit board ug adunay usa ka giladmon. Gigamit kini sa pagkonektar sa linya sa ibabaw ug sa nagpahiping sulod nga linya. Ang giladmon sa lungag kasagaran dili molapas sa usa ka ratio (aperture). Ang gilubong nga lungag nagtumong sa lungag sa koneksyon nga nahimutang sa sulod nga layer sa giimprinta nga circuit board, nga dili moabot sa ibabaw sa circuit board. Ang gihisgutan sa ibabaw nga duha ka matang sa mga lungag nahimutang sa sulod nga layer sa circuit board, ug nahuman pinaagi sa usa ka through-hole forming process sa wala pa ang lamination, ug daghang mga sulod nga layer ang mahimong magsapaw sa panahon sa pagporma sa via. Ang ikatulo nga tipo gitawag nga through hole, nga musulod sa tibuok circuit board ug mahimong gamiton para sa internal interconnection o isip component mounting positioning hole. Tungod kay ang through hole mas sayon ​​nga ipatuman sa proseso ug ang gasto mas ubos, kadaghanan sa mga printed circuit boards naggamit niini imbes sa laing duha ka matang sa via holes. Ang mosunud pinaagi sa mga lungag, gawas kung gipiho, giisip nga pinaagi sa mga lungag.

Gikan sa usa ka disenyo nga punto sa panglantaw, ang usa ka via kay gilangkuban sa duha ka bahin, ang usa mao ang drill hole sa tunga, ug ang usa mao ang pad area sa palibot sa drill hole. Ang gidak-on niining duha ka bahin nagtino sa gidak-on sa via. Dayag nga, sa high-speed, high-density nga disenyo sa PCB, ang mga tigdesinyo kanunay nga naglaum nga ang mas gamay nga agianan sa lungag, mas maayo, aron mas daghang wiring space ang mahibilin sa board. Dugang pa, ang mas gamay nga pinaagi sa lungag, ang parasitic capacitance sa iyang kaugalingon. Ang mas gamay niini, mas angay kini alang sa high-speed nga mga sirkito. Bisan pa, ang pagkunhod sa gidak-on sa lungag nagdala usab sa pagtaas sa gasto, ug ang gidak-on sa via dili mapakunhod hangtod sa hangtod. Gipugngan kini sa mga teknolohiya sa proseso sama sa drilling ug plating: mas gamay ang lungag, ang drill Kung mas dugay ang lungag, mas sayon ​​​​ang pagtipas gikan sa sentro nga posisyon; ug kung ang giladmon sa lungag molapas sa 6 ka pilo sa diyametro sa drilled hole, dili makagarantiya nga ang bungbong sa lungag mahimong uniporme nga gitabonan sa tumbaga. Pananglitan, ang gibag-on (pinaagi sa giladmon sa lungag) sa usa ka normal nga 6-layer nga PCB board mga 50Mil, mao nga ang labing gamay nga diyametro sa drilling nga mahatag sa mga tiggama sa PCB mahimo ra makaabut sa 8Mil.

Ikaduha, ang parasitic capacitance sa via

Ang pinaagi mismo adunay usa ka parasitic nga kapasidad sa yuta. Kung nahibal-an nga ang diametro sa lungag sa pag-inusara sa yuta nga layer sa via mao ang D2, ang diametro sa via pad mao ang D1, ang gibag-on sa PCB board mao ang T, ug ang dielectric nga kanunay sa substrate sa board mao ang ε, ang gidak-on sa parasitic capacitance sa via mao ang gibana-bana nga: C=1.41εTD1/(D2-D1) Ang parasitic capacitance sa via maoy hinungdan sa sirkito sa pagpalugway sa pagtaas sa oras sa signal ug pagpakunhod sa gikusgon sa circuit. Pananglitan, alang sa usa ka PCB nga adunay gibag-on nga 50Mil, kung ang usa ka via nga adunay sulud nga diametro sa 10Mil ug usa ka diametro sa pad nga 20Mil gigamit, ug ang gilay-on tali sa pad ug sa yuta nga tumbaga nga lugar mao ang 32Mil, nan mahimo naton banabanaon ang via gamit ang pormula sa ibabaw Ang parasitic capacitance halos: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, ang pagbag-o sa oras sa pagtaas tungod niini nga bahin sa capacitance mao ang: T10-90=2.2C(Z0 /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Makita gikan sa kini nga mga kantidad nga bisan kung ang epekto sa pagtaas sa paglangan nga gipahinabo sa parasitic capacitance sa usa ka via dili klaro, kung ang via gigamit daghang beses sa pagsubay sa pagbalhin sa taliwala sa mga sapaw, ang tigdesinyo kinahanglan nga maghunahuna gihapon. pag-ayo.

Ikatulo, ang parasitic inductance sa via

Sa susama, adunay mga parasitic inductance kauban ang parasitic capacitance sa vias. Sa disenyo sa high-speed digital circuits, ang kadaot nga gipahinabo sa parasitic inductance sa vias kasagaran mas dako kay sa epekto sa parasitic capacitance. Ang parasitic series inductance niini makapahuyang sa kontribusyon sa bypass capacitor ug makapahuyang sa epekto sa pagsala sa tibuok nga sistema sa kuryente. Makalkulo lang nato ang gibanabana nga parasitic inductance sa usa pinaagi sa mosunod nga pormula: L=5.08h[ln(4h/d)+1] diin ang L nagtumong sa inductance sa via, h ang gitas-on sa via, ug d mao ang sentro Ang diametro sa lungag. Makita gikan sa pormula nga ang diametro sa via adunay gamay nga impluwensya sa inductance, ug ang gitas-on sa via adunay labing dako nga impluwensya sa inductance. Gigamit gihapon ang pananglitan sa ibabaw, ang inductance sa via mahimong kalkulado nga: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Kung ang pagtaas sa oras sa signal mao ang 1ns, nan ang katumbas nga impedance mao ang: XL = πL / T10-90 = 3.19Ω. Ang ingon nga impedance dili na mabalewala kung ang mga high-frequency nga sulog moagi. Ang espesyal nga pagtagad kinahanglan ibayad sa kamatuoran nga ang bypass capacitor kinahanglan nga moagi sa duha ka vias sa dihang magkonektar sa power plane ug sa ground plane, aron ang parasitic inductance sa vias modaghan sa exponentially.

Ikaupat, pinaagi sa disenyo sa high-speed PCB

Pinaagi sa pag-analisar sa ibabaw sa mga parasitic nga kinaiya sa vias, atong makita nga sa high-speed nga disenyo sa PCB, ang daw yano nga vias kasagarang magdala ug dakong negatibong epekto sa disenyo sa sirkito. Aron makunhuran ang dili maayo nga mga epekto nga gipahinabo sa mga parasitic nga epekto sa vias, ang mga musunud mahimo sa disenyo:

1. Gikan sa panglantaw sa gasto ug signal kalidad, pagpili sa usa ka makatarunganon nga gidak-on pinaagi sa. Pananglitan, alang sa 6-10 layer memory module PCB design, mas maayo nga gamiton ang 10/20Mil (drilled/pad) vias. Alang sa pipila ka mga high-density nga gagmay nga gidak-on nga mga tabla, mahimo usab nimo sulayan ang paggamit sa 8/18Mil. lungag. Ubos sa kasamtangan nga teknikal nga kondisyon, lisud ang paggamit sa mas gagmay nga vias. Alang sa gahum o ground vias, mahimo nimong ikonsiderar ang paggamit sa usa ka mas dako nga gidak-on aron makunhuran ang impedance.

2. Ang duha ka mga pormula nga gihisgutan sa ibabaw mahimong makahinapos nga ang paggamit sa usa ka thinner PCB mao ang maayo sa pagkunhod sa duha ka parasitic lantugi sa via.

3. Sulayi nga dili usbon ang mga lut-od sa mga pagsubay sa signal sa PCB board, nga sa ato pa, sulayi nga dili mogamit sa wala kinahanglana nga vias.

4. Ang gahum ug yuta nga mga lagdok kinahanglan nga drilled sa duol, ug ang tingga tali sa via ug sa lagdok kinahanglan nga ingon ka mubo kutob sa mahimo, tungod kay sila sa pagdugang sa inductance. Sa parehas nga oras, ang gahum ug mga lead sa yuta kinahanglan nga ingon ka baga kutob sa mahimo aron makunhuran ang impedance.

5. Ibutang ang pipila ka grounded vias duol sa vias sa signal layer aron mahatagan ang labing duol nga loop alang sa signal. Posible pa gani nga ibutang ang daghang gidaghanon sa mga sobra nga yuta vias sa PCB board. Siyempre, ang disenyo kinahanglan nga flexible. Ang via model nga gihisgutan sa sayo pa mao ang kaso diin adunay mga pad sa matag layer. Usahay, mahimo natong pakunhuran o tangtangon ang mga pad sa pipila ka mga lut-od. Ilabi na kung ang densidad sa vias taas kaayo, kini mahimong mosangpot sa pagporma sa usa ka break groove nga nagbulag sa loop sa tumbaga nga layer. Aron masulbad kini nga problema, dugang sa pagbalhin sa posisyon sa via, mahimo usab natong ikonsiderar ang pagbutang sa via sa tumbaga nga layer. Ang gidak-on sa pad gipakunhod.