Unu. U cuncettu basi di vias

Via hè unu di i cumpunenti impurtanti di PCB multistratu, è u costu di a perforazione di solitu cuntene 30% à 40% di u costu di fabricazione di PCB. Simply put, ogni burato nantu à u PCB pò esse chjamatu via.

Da u puntu di vista di u funziunamentu, vias pò esse divisu in dui categurie: unu hè usatu per ligami elettricu trà strati; l’altru hè utilizatu per i dispusitivi di fissazione o pusizioni.

In termini di prucessu, sti vias sò generalmente divisu in trè categurie, vale à dì vias cecu, vias enterrati è via vias. I buchi ciechi sò situati nantu à a superficia superiore è inferiore di u circuitu stampatu è anu una certa prufundità. Sò usati per cunnette a linea di a superficia è a linea interna sottostante. A prufundità di u pirtusu di solitu ùn trapassa un certu rapportu (apertura). U buried hole si riferisce à u pirtusu di cunnessione situatu in a capa interna di u circuitu stampatu, chì ùn si estende micca à a superficia di u circuitu. I dui tipi di buchi sopra citati sò situati in a capa interna di u circuit board, è sò cumpletati da un prucessu di furmazione di buchi à traversu prima di laminazione, è parechji strati internu ponu esse sovrapposti durante a furmazione di via. U terzu tipu hè chjamatu un foru attraversu, chì penetra in tuttu u circuitu di circuitu è ​​pò esse usatu per l’interconnessione interna o cum’è un foru di posizionamentu di muntatura di cumpunenti. Perchè u pirtusu attraversu hè più faciule da implementà in u prucessu è u costu hè più bassu, a maiò parte di i circuiti stampati l’utilizanu invece di l’altri dui tipi di buchi. I seguenti fori passanti, salvu s’ellu ùn hè micca specificatu altrimenti, sò cunsiderati cum’è fori passanti.

Da un puntu di vista di disignu, una via hè principalmente cumpostu di dui parti, unu hè u pirtusu drill in u mezu, è l ‘altru hè u spaziu pad attornu à u pirtusu drill. A dimensione di sti dui parti determina a dimensione di a via. Ovviamente, in u disignu di PCB d’alta velocità è d’alta densità, i diseggiani speranu sempre chì u più chjucu u foru di via hè, u megliu, perchè più spaziu di cablaggio pò esse lasciatu nantu à u bordu. Inoltre, u più chjucu u bule di via, a capacità parasita di u so propiu. U più chjucu hè, u più adattatu per i circuiti d’alta veloce. Tuttavia, a riduzzione di a dimensione di u pirtusu porta ancu un aumentu di u costu, è a dimensione di a via ùn pò micca esse ridutta indefinitu. Hè ristretta da e tecnulugia di prucessu, cum’è a perforazione è u plating: u più chjucu u pirtusu, u drill. Più longu u pirtusone dura, u più faciule hè di svià da a pusizione centrale; è quandu a prufundità di u pirtusu supera 6 volte u diametru di u pirtusu, ùn pò micca esse garantitu chì u muru di u pirtusu pò esse uniformi di ramu. Per esempiu, u spessore (attraversu a prufundità di u foru) di una scheda PCB normale di 6 strati hè di circa 50Mil, cusì u diametru minimu di perforazione chì i pruduttori di PCB ponu furnisce solu 8Mil.

Siconda, a capacità parasita di a via

A via stessa hà una capacità parassita à a terra. S’ellu hè cunnisciutu chì u diametru di u foru di isolamentu nantu à a strata di terra di a via hè D2, u diametru di u pad di via hè D1, u spessore di a scheda PCB hè T, è a constante dielettrica di u sustrato di u bordu hè ε, a grandezza di u capacitance parasite di u via hè apprussimativamente: C=1.41εTD1/(D2-D1) U capacitance parasite di u via farà u circuitu per allargà u tempu di crescita di u signale è riduce a vitezza di u circuitu. Per esempiu, per un PCB cù un spessore di 50Mil, se una via cù un diametru internu di 10Mil è un diametru di pad di 20Mil hè aduprata, è a distanza trà u pad è l’area di cobre in terra hè 32Mil, allora pudemu approssimativamente a via. aduprendu a formula sopra A capacità parassita hè apprussimatamente: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.032-0.020) = 0.517pF, u cambiamentu di u tempu di crescita causatu da questa parte di a capacità hè: T10-90 = 2.2C (Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Si pò vede da questi valori chì, ancu s’è l’effettu di u ritardu di crescita causatu da a capacità parassita di una sola via ùn hè micca evidenti, se a via hè aduprata parechje volte in a traccia per cambià trà strati, u designer deve sempre cunsiderà. cun cura.

Terzu, l’induttanza parassita di a via

In listessu modu, ci sò inductances parassiti cù a capacità parasita di i vias. In u disignu di circuiti digitale high-vitezza, u dannu causatu da l’induttanza parasita di i vias hè spessu più grande di l’impattu di a capacità parasita. A so inductance di serie parassita debilitarà a cuntribuzione di u condensatore di bypass è debilitarà l’effettu di filtrazione di tuttu u sistema di putere. Pudemu solu calculà l’induttanza parassita apprussimata di una via cù a seguente formula: L=5.08h[ln(4h/d)+1] induve L si riferisce à l’induttanza di a via, h hè a lunghezza di a via, è d hè u centru U diamitru di u pirtusu. Pò esse vistu da a formula chì u diametru di a via hà una piccula influenza nantu à l’inductance, è a durata di a via hà a più grande influenza in l’induttanza. Sempre utilizendu l’esempiu di sopra, l’induttanza di a via pò esse calculata cum’è: L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) + 1] = 1.015 nH. Si le temps de montée du signal est 1ns, alors son impédance équivalente est : XL=πL/T10-90=3.19Ω. Tali impedenza ùn pò più esse ignorata quandu passanu currenti d’alta freccia. Attenzioni particulari deve esse pagatu à u fattu chì u capacitor bypass deve passà per dui vias quandu cunnessu u pianu di putere è u pianu di terra, cusì chì l’induttanza parasita di i vias cresce in modu esponenziale.

Quartu, via u disignu in PCB d’alta velocità

Attraversu l ‘analisi supra di i carattiristichi parasite di vias, pudemu vede chì in u disignu di PCB d’alta velocità, vias apparentemente simplici spessu portanu grandi effetti negativi à u disignu di circuiti. Per riduce l’effetti avversi causati da l’effetti parassiti di i vias, in u disignu pò esse fattu u seguente:

1. Da a perspettiva di u costu è a qualità di u signale, selezziunate una dimensione raghjone via. Per esempiu, per u disignu di u modulu di memoria di 6-10 strati PCB, hè megliu aduprà 10/20Mil (perforatu / pad) vias. Per certi tavulini d’alta densità, pudete ancu pruvà à aduprà 8/18Mil. pirtusu. In e cundizioni tecniche attuali, hè difficiule d’utilizà vias più chjuche. Per via di putenza o di terra, pudete cunsiderà aduprà una dimensione più grande per riduce l’impedenza.

2. I dui formule discututi sopra pò esse cunclusu chì l’usu di un PCB diluente hè favurèvule à riduce i dui paràmetri parasiti di a via.

3. Pruvate micca di cambià i strati di e tracce di signale nantu à u PCB, vale à dì, pruvate micca di utilizà vias innecessarii.

4. I pins putenza è ground deve esse drilled vicinu, è u piombu trà u via è u pin deve esse cortu cum’è pussibule, perchè ch’elli vi cresce u inductance. À u listessu tempu, i cunduttori di putenza è di terra duveranu esse u più grossi pussibule per riduce l’impedenza.

5. Pone qualchi vias grounded vicinu à i vias di a strata di signale per furnisce u ciclu più vicinu per u signale. Hè ancu pussibule di mette un gran numaru di vias di terra redundante nantu à a scheda PCB. Di sicuru, u disignu deve esse flexible. U mudellu via discutitu prima hè u casu induve ci sò pads nantu à ogni capa. A volte, pudemu riduce o ancu sguassà i pads di certi strati. In particulare quandu a densità di vias hè assai alta, pò purtà à a furmazione di un groove di rottura chì separa u ciclu in a capa di cobre. Per risolve stu prublema, in più di trasfurmà a pusizione di a via, pudemu ancu cunsiderà di mette a via nantu à a strata di ramu. A dimensione di u pad hè ridutta.