Ien. De basis konsept fan vias

Via is ien fan de wichtige komponinten fan mearlaach PCB, en de kosten fan boarjen meastal rekkens foar 30% oan 40% fan PCB manufacturing kosten. Simply sette, elk gat op de PCB kin neamd wurde in fia.

Ut it eachpunt fan funksje kinne fias wurde ferdield yn twa kategoryen: men wurdt brûkt foar elektryske ferbinings tusken lagen; de oare wurdt brûkt foar fixing of posisjonearring apparaten.

Yn termen fan proses, dizze fias wurde oer it algemien ferdield yn trije kategoryen, nammentlik bline fias, begroeven fias en troch fias. Bline gatten lizze op ‘e boppe- en ûnderflakken fan’ e printe circuit board en hawwe in bepaalde djipte. Se wurde brûkt om de oerflakline en de ûnderlizzende binnenline te ferbinen. De djipte fan it gat meastal net mear as in bepaalde ferhâlding (aperture). Begroeven gat ferwiist nei de ferbining gat leit yn ‘e binnenste laach fan’ e printe circuit board, dat net útwreidzje nei it oerflak fan it circuit board. De boppeneamde twa soarten gatten lizze yn ‘e binnenste laach fan it circuit board, en wurde foltôge troch in troch-gat foarmjen proses foar laminaasje, en ferskate ynderlike lagen meie wurde oerlaapje ûnder de foarming fan de fia. It tredde type hjit in troch gat, dat penetrates de hiele circuit board en kin brûkt wurde foar ynterne interconnection of as in komponint mounting posysjonearring gat. Omdat it troch gat is makliker te fieren yn it proses en de kosten is leger, meast printe circuit boards brûke it ynstee fan de oare twa soarten fia gatten. De folgjende fia gatten, útsein as oars oantsjutte, wurde beskôge as fia gatten.

Ut in ûntwerp eachpunt, in fia is benammen gearstald út twa dielen, ien is it boorgat yn ‘e midden, en de oare is it pad gebiet om’ e drill gat. De grutte fan dizze twa dielen bepaalt de grutte fan ‘e fia. Fansels, yn hege snelheid, hege tichtheid PCB design, ûntwerpers altyd hoopje dat de lytsere de fia gat is, it better, sadat mear wiring romte kin wurde oerbleaun op it boerd. Dêrneist, de lytsere de fia gat, de parasitêre capacitance fan syn eigen. De lytser it is, hoe mear geskikt it is foar hege-snelheid circuits. De fermindering fan ‘e gatgrutte bringt lykwols ek in ferheging fan kosten, en de grutte fan’ e fia kin net ûnbepaald fermindere wurde. It wurdt beheind troch proses technologyen lykas boarjen en plating: hoe lytser it gat, de drill Hoe langer it gat duorret, hoe makliker it is om fan ‘e middenposysje ôf te wykjen; en doe’t de djipte fan it gat grutter is as 6 kear de diameter fan it boarre gat, kin net garandearre wurde dat it gat muorre kin wurde uniformly plated mei koper. Bygelyks, de dikte (troch gat djipte) fan in normale 6-laach PCB board is oer 50Mil, sadat de minimale boarring diameter dat PCB fabrikanten kinne leverje kin allinnich berikke 8Mil.

Twadder, de parasitêre kapasiteit fan ‘e fia

De fia sels hat in parasitêre kapasiteit nei grûn. As it bekend is dat de diameter fan it isolaasjegat op ‘e grûnlaach fan’ e fia D2 is, is de diameter fan ‘e fiapad D1, de dikte fan it PCB-boerd is T, en de dielektrike konstante fan it boerdsubstraat is ε, de grutte fan ‘e parasitêre kapasiteit fan’ e fia is sawat: C = 1.41εTD1 / (D2-D1) De parasitêre kapasiteit fan ‘e fia sil de sirkwy de opkomsttiid fan it sinjaal ferlingje en de snelheid fan it circuit ferminderje. Bygelyks, foar in PCB mei in dikte fan 50Mil, as in fia mei in binnendiameter fan 10Mil en in paddiameter fan 20Mil wurdt brûkt, en de ôfstân tusken it pad en it grûnkopergebiet is 32Mil, dan kinne wy ​​de fia benaderje mei help fan de boppesteande formule De parasitêre capacitance is rûchwei: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.032-0.020) = 0.517 pF, de opkomst tiid feroaring feroarsake troch dit diel fan de kapasitânsje is: T10-90 = 2.2C (Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. It kin sjoen wurde út dizze wearden dat hoewol it effekt fan ‘e opkomstfertraging feroarsake troch de parasitêre kapasiteit fan in inkele fia net dúdlik is, as de fia meardere kearen brûkt wurdt yn it spoar om te wikseljen tusken lagen, moat de ûntwerper noch beskôgje foarsichtich.

Tredde, de parasitêre induktinsje fan ‘e fia

Lykas binne d’r parasitêre induktinsjes tegearre mei de parasitêre kapasitânsje fan ‘e fias. Yn it ûntwerp fan hege snelheid digitale circuits is de skea feroarsake troch de parasitêre induktinsje fan ‘e fias faak grutter dan de ynfloed fan’ e parasitêre kapasitânsje. De induktânsje fan ‘e parasitêre searje sil de bydrage fan’ e bypasskondensator ferswakke en it filtereffekt fan it heule machtsysteem ferswakke. Wy kinne de ûngefear parasitêre induktânsje fan in fia gewoan berekkenje mei de folgjende formule: L=5.08h[ln(4h/d)+1] wêrby’t L ferwiist nei de induktânsje fan ‘e fia, h is de lingte fan ‘e fia, en d is it sintrum De diameter fan it gat. It kin sjoen wurde út de formule dat de diameter fan de fia hat in lytse ynfloed op de inductance, en de lingte fan de fia hat de grutste ynfloed op de inductance. Noch mei help fan it boppesteande foarbyld, de inductance fan de fia kin berekkene as: L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) + 1] = 1.015 nH. As de opkomsttiid fan it sinjaal 1ns is, dan is syn lykweardige impedânsje: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Sokke impedânsje kin net langer negearre wurde as heechfrekwinsjestreamen passe. Spesjaal omtinken moat betelle wurde oan it feit dat de bypasskondensator troch twa fias moat passe by it ferbinen fan it krêftfleantúch en it grûnfleantúch, sadat de parasitêre induktinsje fan ‘e fias eksponentiell sil tanimme.

Fjirde, fia ûntwerp yn hege snelheid PCB

Troch de boppesteande analyze fan de parasitêre skaaimerken fan vias, kinne wy ​​sjen dat yn hege-snelheid PCB design, skynber ienfâldige fias faak bringe grutte negative effekten oan circuit design. Om de neidielige effekten te ferminderjen feroarsake troch de parasitêre effekten fan ‘e fias, kinne it folgjende dien wurde yn it ûntwerp:

1. Ut it perspektyf fan kosten en sinjaal kwaliteit, selektearje in ridlike grutte fia. Bygelyks, foar de 6-10 laach ûnthâld module PCB design, it is better om te brûken 10/20Mil (boarre / pad) vias. Foar guon boerden mei hege tichtheid, kinne jo ek besykje 8/18Mil te brûken. gat. Under hjoeddeistige technyske omstannichheden is it lestich om lytsere fias te brûken. Foar macht of grûn fias, kinne jo beskôgje in gebrûk in gruttere grutte te ferminderjen impedance.

2. De twa formules besprutsen hjirboppe kin konkludearre wurde dat it brûken fan in tinner PCB is befoarderlik foar it ferminderjen fan de twa parasitêr parameters fan de fia.

3. Besykje net te feroarjen de lagen fan it sinjaal spoaren op de PCB board, dat wol sizze, besykje net te brûken ûnnedige fias.

4. De krêft en grûn pins moatte wurde boarre buert, en de lieding tusken de fia en de pin moat wêze sa koart mooglik, omdat se sille tanimme de inductance. Tagelyk moatte de krêft- en grûnliedingen sa dik mooglik wêze om de impedânsje te ferminderjen.

5. Plak wat grûn fias tichtby de fias fan it sinjaal laach foar in foarsjen de tichtstbye lus foar it sinjaal. It is sels mooglik om in grut oantal oerstallige grûn fias op de PCB board. Fansels moat it ûntwerp fleksibel wêze. It fia-model dat earder besprutsen is, is it gefal wêr’t d’r pads op elke laach binne. Soms kinne wy ​​​​de pads fan guon lagen ferminderje of sels fuortsmite. Benammen as de tichtens fan fias is hiel heech, it kin liede ta de foarming fan in brek Groove dy’t skiedt de lus yn de koperen laach. Om dit probleem op te lossen, neist it ferpleatsen fan ‘e posysje fan’ e fia, kinne wy ​​ek beskôgje om de fia op ‘e koperen laach te pleatsen. De padgrutte wurdt fermindere.