Abiadura handiko PCBetako bideen diseinuan, puntu hauei arreta jarri behar zaie

In abiadura handiko HDI PCB diseinua, diseinuaren bidez faktore garrantzitsua da. Zulo batek, zuloaren inguruko pad-eremu batek eta POWER geruzaren isolamendu-eremu batek osatzen dute, normalean hiru motatan banatuta daudenak: zulo itsuak, lurperatutako zuloak eta zeharkako zuloak. PCB diseinu-prozesuan, bideen kapazitate parasitoaren eta induktantzia parasitarioaren analisiaren bidez, abiadura handiko PCB bideen diseinuan zenbait neurri laburbiltzen dira.

ipcb

Gaur egun, abiadura handiko PCB diseinua oso erabilia da komunikazioetan, ordenagailuetan, grafikoetan eta irudien prozesamenduan eta beste esparru batzuetan. Goi-teknologiako balio erantsiko produktu elektronikoen diseinu guztiek energia-kontsumo baxua, erradiazio elektromagnetiko baxua, fidagarritasun handia, miniaturizazioa eta pisu arina bezalako ezaugarriak bilatzen dituzte. Aurreko helburuak lortzeko, diseinuaren bidez abiadura handiko PCB diseinuan faktore garrantzitsua da.

1. Via
Via faktore garrantzitsua da geruza anitzeko PCB diseinuan. Via bat hiru zatiz osatuta dago batez ere, bat zuloa da; bestea zuloaren inguruko pad eremua da; eta hirugarrena POWER geruzaren isolamendu-eremua da. Bide-zuloaren prozesua bide-zuloaren hormaren gainazal zilindrikoan metalezko geruza bat xaflatzea da, deposizio kimikoaren bidez, erdiko geruzekin konektatu behar den kobrezko papera eta goiko eta beheko aldeak konektatzeko. bidezko zuloak pad arruntetan egiten dira. Forma zuzenean lotu daiteke goiko eta beheko alboetako lerroekin, edo lotu gabe. Viasek konexio elektrikoen, finkatzeko edo kokatzeko gailuen papera bete dezake.

Bideak, oro har, hiru kategoriatan banatzen dira: zulo itsuak, lurperatutako zuloak eta zeharkako zuloak.

Zulo itsuak zirkuitu inprimatuaren plakaren goiko eta beheko gainazaletan daude eta sakonera jakin bat dute. Gainazaleko lerroa eta azpiko barruko lerroa lotzeko erabiltzen dira. Zuloaren sakonerak eta zuloaren diametroak normalean ez dute ratio jakin bat gainditzen.

Lurperatutako zuloa zirkuitu inprimatuko plakaren barruko geruzan dagoen konexio-zuloari dagokio, zirkuitu plakaren gainazalera hedatzen ez dena.

Bide itsuak eta lurperatutako bideak zirkuitu-plakaren barruko geruzan daude, laminatu aurretik zeharkako zuloak osatzeko prozesu baten bidez osatzen dena, eta barruko hainbat geruza gainjar daitezke bideen eraketan.

Zirkuitu-plaka osoa zeharkatzen duten zulo zuloak barne-interkonexiorako edo osagai baten instalazioa kokatzeko zulo gisa erabil daitezke. Zuloak prozesuan inplementatzeko errazagoak direnez eta kostu txikiagoa dutenez, oro har, zirkuitu inprimatuak zuloak erabiltzen dituzte.

2. Viasen kapazitate parasitoa
Bideak berak lurrerako kapazitate parasitoa du. Bidearen lurreko geruzan isolamendu-zuloaren diametroa D2 bada, bidezko padaren diametroa D1, PCBaren lodiera T eta plakako substratuaren konstante dielektrikoa ε bada, orduan kapazitate parasitoa. via antzekoa da:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Zirkuituaren bidezko zuloaren kapazitate parasitoaren eragin nagusia seinalearen igoera denbora luzatzea eta zirkuituaren abiadura murriztea da. Zenbat eta txikiagoa izan kapazitate-balioa, orduan eta txikiagoa izango da efektua.

3. Viasen induktantzia parasitoa
Bideak berak induktantzia parasitoa du. Abiadura handiko zirkuitu digitalen diseinuan, bidearen induktantzia parasitoak eragindako kaltea sarritan handiagoa da kapazitate parasitoaren eragina baino. Bidearen serie parasitoen induktantziak bypass kondentsadorearen funtzioa ahulduko du eta potentzia sistema osoaren iragazte-efektua ahulduko du. L bidearen induktantziari egiten dio erreferentzia, h bidearen luzera eta d erdiko zuloaren diametroa bada, bidearen induktantzia parasitarioa antzekoa da:

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

Formulatik ikus daiteke bidearen diametroak eragin txikia duela induktantzian, eta bidearen luzerak du eraginik handiena induktantzian.

4. Teknologiaren bidez ez bidezkoa
Bideak ez diren bide itsuak eta lurperatuak daude.

Teknologia bidez ez dagoenean, bide itsuen eta lurperatutako bideen aplikazioak PCBaren tamaina eta kalitatea asko murrizten ditu, geruza kopurua murrizten du, bateragarritasun elektromagnetikoa hobetzen du, produktu elektronikoen ezaugarriak areagotu, kostuak murrizten ditu eta gainera. diseinua errazago eta azkarragoa da. PCB diseinu eta prozesamendu tradizionalean, zuloen bidez arazo asko ekar ditzakete. Lehenik eta behin, espazio eraginkor kopuru handia hartzen dute, eta, bigarrenik, zulo ugari biltzen dira leku bakarrean, eta horrek oztopo handia sortzen du geruza anitzeko PCBaren barruko kableatuarentzat. Zulo hauek kableatzeko behar den espazioa hartzen dute, eta intentsiboki pasatzen dira elikadura-iturritik eta lurretik. Alanbre-geruzaren gainazalak potentzia-lurreko hari-geruzaren inpedantzia-ezaugarriak suntsituko ditu eta potentzia-lurreko hari-geruza ez da eraginkorra izango. Eta zulatzeko ohiko metodo mekanikoa zulorik gabeko teknologiaren lan karga 20 aldiz handiagoa izango da.

PCB diseinuan, pad eta bideen tamaina pixkanaka txikitu bada ere, taula geruzaren lodiera proportzionalki murrizten ez bada, zuloaren aspektu-erlazioa handitu egingo da eta zuloaren aspektu-erlazioa handitu egingo da. fidagarritasuna. Laser zulaketa-teknologia aurreratuaren eta plasma lehorreko grabatu-teknologiaren heldutasunarekin, sar daitezkeen zulo itsu txikiak eta lurperatutako zulo txikiak aplika daitezke. Sartzen ez diren bide horien diametroa 0.3 mm-koa bada, parasito-parametroak jatorrizko ohiko zuloaren 1/10 inguru izango dira, PCBaren fidagarritasuna hobetzen duena.

Teknologia bidez ez dagoenez, PCBan bide handi gutxi daude, eta horrek aztarnentzako leku gehiago eman dezake. Gainerako espazioa eremu handietako blindajeetarako erabil daiteke EMI/RFI errendimendua hobetzeko. Aldi berean, geratzen den espazio gehiago ere erabil daiteke barruko geruzarako gailua eta sareko gakoen kableak partzialki babesteko, errendimendu elektriko onena izan dezan. Biderik gabeko bideen erabilerak gailuaren pinak haizatzea errazten du, dentsitate handiko pin gailuak bideratzea erraztuz (adibidez, BGA paketaturiko gailuak), kablearen luzera laburtuz eta abiadura handiko zirkuituen denbora-baldintzak betez. .

5. PCB arrunteko hautapenaren bidez
PCB diseinu arruntean, bidearen kapazitate parasitoak eta induktantzia parasitoak eragin txikia dute PCB diseinuan. 1-4 geruzako PCB diseinurako, 0.36 mm / 0.61 mm / 1.02 mm (zulatutako zuloa / pad / POWER isolamendu eremua aukeratzen da oro har) ) Vias hobeak dira. Baldintza bereziak dituzten seinale-lerroetarako (adibidez, linea elektrikoak, lurreko lineak, erloju-lerroak, etab.), 0.41 mm/0.81 mm/1.32 mm-ko bideak erabil daitezke edo beste tamaina bateko bideak hauta daitezke benetako egoeraren arabera.

6. Abiadura handiko PCB diseinuaren bidez
Vias-en ezaugarri parasitoen gaineko azterketaren bidez, abiadura handiko PCB diseinuan, itxuraz sinpleak diren bideek maiz eragin negatibo handiak ekartzen dizkiote zirkuituaren diseinuari. Bideen efektu parasitoek eragindako ondorio kaltegarriak murrizteko, honako hau egin daiteke diseinuan:

(1) Aukeratu zentzuzko bat tamainaren bidez. Geruza anitzeko dentsitate orokorreko PCB diseinurako, hobe da 0.25 mm / 0.51 mm / 0.91 mm (zulatutako zuloak / pads / POWER isolamendu eremua) bidez erabiltzea; dentsitate handiko PCB batzuentzat, 0.20 mm/0.46 mm/0.86 mm-ko bidez ere erabil daitezke, bidezkoak ez direnak ere proba ditzakezu; potentzia edo lurreko bideetarako, inpedantzia murrizteko tamaina handiagoa erabiltzea kontuan hartu dezakezu;

(2) POWER isolamendu-eremua zenbat eta handiagoa izan, orduan eta hobeto, PCBko bidezko dentsitatea kontuan hartuta, oro har D1=D2 0.41;

(3) Saiatu PCBko seinaleen arrastoen geruzak ez aldatzen, hau da, vias minimizatzea;

(4) PCB meheagoa erabiltzeak bidearen bi parasito parametroak murrizteko lagungarria da;

(5) Potentzia eta lurreko pinak inguruko zuloen bidez egin behar dira. Bide-zuloaren eta pinaren arteko beruna zenbat eta laburragoa izan, orduan eta hobeto, induktantzia handituko baitute. Aldi berean, potentzia eta lurreko kableek ahalik eta lodienak izan behar dute inpedantzia murrizteko;

(6) Jarri lurrerako bide batzuk seinale-geruzaren bideetatik gertu seinaleari distantzia laburreko begizta bat emateko.

Jakina, gai zehatzak zehatz-mehatz aztertu behar dira diseinatzerakoan. Kostua eta seinalearen kalitatea modu integralean kontuan hartuta, abiadura handiko PCB diseinuan, diseinatzaileek beti espero dute zuloa zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta hobeto, kable-leku gehiago taulan utzi ahal izateko. Gainera, zenbat eta txikiagoa izan bide-zuloa, berea Zenbat eta kapazitate parasitoa txikiagoa izan, orduan eta egokiago abiadura handiko zirkuituetarako. Dentsitate handiko PCB diseinuan, bidezkoak ez diren bideen erabilerak eta bideen tamaina murrizteak kostua handitzea ere ekarri du, eta bideen tamaina ezin da mugagabe murriztu. PCB fabrikatzaileen zulaketa eta galvanizazio prozesuek eragiten dute. Muga teknikoak kontuan hartu behar dira abiadura handiko PCBen diseinuan.