One Zulaketaren oinarrizko kontzeptua

Zulo zeharkatzailea (VIA) zati garrantzitsua da Multzoa PCB, eta zuloak zulatzearen kostua normalean PCB plakak egitearen kostuaren% 30 eta% 40 bitartekoa da. Besterik gabe esanda, PCB bateko zulo guztiei pasako zulo deitu dakieke. Funtzioari dagokionez, zuloa bi kategoriatan bana daiteke: bata geruzen arteko konexio elektrikoan erabiltzen da; Bestea gailua finkatzeko edo kokatzeko erabiltzen da. Prozesuari dagokionez, zeharkako zulo hauek hiru kategoriatan banatzen dira orokorrean, hau da, bide itsua, bide bidez lurperatuta. Zulo itsuak PRINTED zirkuitu plakaren goiko eta beheko gainazaletan daude eta sakonera jakin bat dute gainazaleko zirkuitua beheko barne zirkuituarekin konektatzeko. Zuloen sakonerak normalean ez du erlazio jakin bat (irekidura) gainditzen. Lurperatutako zuloak zirkuitu inprimatuaren barneko geruzako konexio zuloak dira, zirkuitu inprimatuaren azalera hedatzen ez direnak. Bi zulo motak zirkuituaren taularen barruko geruzan kokatzen dira, laminazio aurretik zulo zeharkako moldaketa prozesuak osatzen baitu, eta barruko hainbat geruza gainjarri daitezke zulo zeharkatzailea eratzerakoan. Hirugarren mota, zulo pasagarriak izenekoa, zirkuitu plaka osoan zehar ibiltzen da eta barne interkonexioetarako edo osagaien zuloak muntatzeko eta kokatzeko erabil daiteke. Zulo pasabidea prozesuan errazago ezartzen denez, kostua txikiagoa da, beraz, zirkuitu inprimatu gehienek erabiltzen dute, beste bi zulo pasabideek baino. Honako zuloetan zehar, azalpen berezirik gabe, zuloetan zehar hartuko dira.

PCB zuloaren oinarrizko kontzeptuaren bidez eta zulo metodoaren sarrera bidez

Diseinuaren ikuspegitik, zeharkako zuloa bi zatiz osatuta dago batez ere, bata erdian dagoen zulagailua da, eta bestea zulagailuaren zuloaren inguruko gunea. Bi zati horien tamainak zehazten du zulo pasagarriaren tamaina. Bistan denez, abiadura handiko eta dentsitate handiko PCBen diseinuan, diseinatzaileak beti nahi du zuloa ahalik eta txikiena, lagin honek kableatzeko espazio gehiago utz dezake. Gainera, zuloa zenbat eta txikiagoa izan, bere kapazitate parasitoa txikiagoa da, gehiago egokia abiadura handiko zirkuituetarako. Zuloaren tamaina murrizteak kostua handitzea dakar aldi berean, eta zuloaren tamaina ezin da mugarik gabe murriztu; zulaketa (zulaketa) eta estaldura (estaldura) eta bestelako teknologiaren bidez mugatzen da: zenbat eta txikiagoa izan zuloa, zenbat eta denbora gehiago luzatu, orduan eta errazagoa da erdiko posiziotik aldentzea; Zuloaren sakonera zuloaren diametroa baino 6 aldiz handiagoa denean, ezinezkoa da zuloaren hormaren kobrezko estaldura uniformea ​​bermatzea. Adibidez, 6 geruzako PCB taula normalaren lodiera (zulo zeharkako sakonera) 50Mil bada, PCB fabrikatzaileek eman dezaketen zulo diametro minimoa 8Mil da. Laser bidezko zulaketa teknologiaren garapenarekin, zulaketaren tamaina ere gero eta txikiagoa izan daiteke. Orokorrean, zuloaren diametroa 6Mil baino txikiagoa edo berdina da, mikro zulo deitzen diogu. Mikro zuloak HDI (dentsitate handiko Interkonexio egitura) diseinuan erabili ohi dira. Mikrohole teknologiari esker, zuloa zuzenean padean kolpatu daiteke (VIA-in-pad), zirkuituaren errendimendua asko hobetzen du eta kableen espazioa aurrezten du.

Transmisio-linearen zulo pasagarria inpedantziaren etenaldiaren etenaldia da, eta horrek seinalearen isla eragingo du. Orokorrean, zeharkako zuloaren inpedantzia baliokidea transmisio linearena baino% 12 baxuagoa da. Adibidez, 50ohm transmisio linearen inpedantzia 6 ohm jaitsiko da zeharkako zulotik igarotzean (espezifikoa zulo iragankorraren tamainarekin eta plakaren lodierarekin ere lotuta dago, baina ez erabateko beherakadarekin). Hala ere, inpedantzia zuloan zehar eteteak eragindako islapena oso txikia da eta bere islapen koefizientea hau da: (44-50) / (44 + 50) = 0.06. Zuloak eragindako arazoak gaixotasun eta induktantzia parasitoen eraginean oinarritzen dira.

Kapazitantzia eta induktantzia parasitoak zuloan barrena

Parasitazko gaitasun kaltegarria zuloan bertan dago. Ezartzeko geruzan zuloaren soldaduraren erresistentzia-zonaren diametroa D2 bada, soldaduraren diametroa D1 da, PCB taularen lodiera T da, eta substratuaren konstante dielektrikoa ε da, ahalmen parazitala zuloa gutxi gorabehera C = 1.41εTD1 / (D2-D1) da.

Kapazitazio parasitoak zirkuituan duen efektu nagusia seinalea igotzeko denbora luzatzea eta zirkuituaren abiadura murriztea da. Adibidez, 50Mil-ko lodiera duen PCB taula batentzat, zulo zeharkako pad-aren diametroa 20Mil bada (zuloaren diametroa 10Mil da) eta soldadura blokearen diametroa 40Mil bada, ahalmen parazitala gutxi gorabehera goiko formularen bidez egindako zuloa: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.040-0.020) = 0.31pF kapazitateak eragindako igoera denbora aldaketa hau da honakoa: T10-90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2 × 0.31x (50/2) = 17.05ps Balio hauetatik abiatuta, ikus daiteke atzerapen igotzearen eta moteltzearen efektua zeharkako bakarreko kapazitate parasitoak eragindakoa dela. zuloa ez da oso agerikoa, zehar-zuloa geruzen artean hainbat aldiz aldatzeko erabiltzen bada, zehar-zulo ugari erabiliko dira. Kontuz zure diseinuan. Diseinu praktikoan, kapazitate parasitoa murriztu daiteke zuloaren eta kobrea jartzeko zona (anti-pad) arteko distantzia handituz edo pad-aren diametroa murriztuz. Abiadura handiko zirkuitu digitalaren diseinuan, zeharkako zuloaren induktantzia parasitarioa gaixotasun parasitarioarena baino kaltegarriagoa da. Bere serie induktantzia parasitoak saihesbidearen kapazitantziaren ekarpena ahuldu eta potentzia sistema osoaren iragazte eraginkortasuna murriztuko du. Zulo zeharkako hurbilketa baten induktantzia parasitarioa kalkulatu dezakegu formula enpiriko hau erabiliz: L = 5.08h [ln (4h / d) +1]

L zuloaren induktantziari dagokionez, H zuloaren luzera da eta D erdiko zuloaren diametroa. Ekuazioan ikus daiteke zuloaren diametroak eragin txikia duela induktantzian, eta zuloaren luzerak induktantzian du eraginik handiena. Aurreko adibidea erabiliz, zulotik ateratzen den induktantzia honela kalkula daiteke:

L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh Seinalea igotzeko denbora 1ns bada, inpedantziaren tamaina baliokidea da: XL = πL / T10-90 = 3.19 ω. Inpedantzia hori ezin da alde batera utzi maiztasun handiko korrontearen aurrean. Bereziki, saihesbide kondentsadoreak bi zuloetatik igaro behar du hornidura geruza formazioarekin konektatzeko, horrela zuloaren induktantzia parasitarioa bikoiztu egiten da.

Hiru, zuloa nola erabili

Goiko zuloen ezaugarri parasitoen gaineko analisiaren bidez, ikus dezakegu abiadura handiko PCBen diseinuan itxurazko zulo iragankorrek efektu negatibo handiak ekartzen dituztela zirkuituaren diseinuan. Zuloaren efektu parasitoaren efektu kaltegarriak murrizteko, diseinuan honako hau egiten saiatu gaitezke:

1. Kostua eta seinalearen kalitatea kontuan hartuta, arrazoizko zuloen tamaina hautatzen da. Beharrezkoa izanez gero, kontuan hartu zuloen tamaina desberdinak erabiltzea. Adibidez, energia edo lurreko kableetarako, kontuan hartu inpedantzia murrizteko tamaina handiagoak erabiltzea eta seinaleen kableatzea, berriz, zulo txikiagoak erabiltzea. Jakina, zuloen tamaina txikitzen den neurrian, dagokion kostua handituko da.

2. Goian eztabaidatutako bi formulek erakusten dute PCB plaka meheagoak erabiltzeak zulaketen bi parametro parasitoak murrizten laguntzen duela.

3. PCB plakako seinaleen kableatuak ez ditu geruzak ahal den neurrian aldatu behar, hau da, ez erabili beharrezkoak ez diren zuloak ahal den neurrian.

4. Energia iturriaren eta lurraren pinak zulo hurbilenean zulatu behar dira, eta zuloaren eta pinen arteko beruna ahalik eta motzena izan behar da. Hainbat zulo zeharkatzeko paraleloan har daitezke induktantzia baliokidea murrizteko.

5. Lurreko zulo batzuk seinaleen geruzatze zuloen ondoan jartzen dira seinaleari hurbileneko begizta emateko. PCBan lurreko zulo gehigarri asko ere jar ditzakezu. Noski, zure diseinuan malgua izan behar duzu. Goian aztertu dugun zulo zeharkako eredua geruza bakoitzean pad-ak daudela da. Batzuetan, geruza batzuetan konpresak murriztu edo kendu ditzakegu. Batez ere zuloaren dentsitatea oso handia denean, kobre geruzan ebakitako zirkuituaren zirrikitua sortzea ekar dezake, zuloaren kokapena mugitzeaz gain arazo hori konpontzeko, zuloa ere kontuan har dezakegu. kobre geruzan pad-aren tamaina murrizteko.

6. Dentsitate handiagoa duten PCB abiadura handiko plaketarako, mikro zuloak har daitezke kontuan.