Բարձր արագությամբ PCB-ներում վիաների նախագծման ժամանակ անհրաժեշտ է ուշադրություն դարձնել հետևյալ կետերին

In բարձր արագությամբ HDI PCB դիզայնը, դիզայնի միջոցով կարևոր գործոն է: Այն բաղկացած է փոսից, անցքի շուրջ բարձիկից և POWER շերտի մեկուսիչ հատվածից, որոնք սովորաբար բաժանվում են երեք տեսակի՝ կույր անցքեր, թաղված անցքեր և անցքեր: PCB-ի նախագծման գործընթացում, միջանցքների մակաբուծական հզորության և մակաբուծական ինդուկտիվության վերլուծության միջոցով, ամփոփվում են որոշ նախազգուշական միջոցներ բարձր արագությամբ PCB-ների նախագծման ժամանակ:

ipcb

Ներկայումս գերարագ PCB դիզայնը լայնորեն կիրառվում է կապի, համակարգիչների, գրաֆիկայի և պատկերների մշակման և այլ ոլորտներում: Բարձր տեխնոլոգիաների ավելացված արժեքով էլեկտրոնային արտադրանքի բոլոր նմուշները հետապնդում են այնպիսի հատկանիշներ, ինչպիսիք են էներգիայի ցածր սպառումը, ցածր էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը, բարձր հուսալիությունը, փոքրացումը և թեթև քաշը: Վերոնշյալ նպատակներին հասնելու համար դիզայնը կարևոր գործոն է բարձր արագությամբ PCB նախագծման մեջ:

1. Միջոցով
Via-ն կարևոր գործոն է բազմաշերտ PCB նախագծման մեջ: A via-ն հիմնականում բաղկացած է երեք մասից, մեկը փոսն է. մյուսը անցքի շուրջը պահոցն է. և երրորդը POWER շերտի մեկուսացման տարածքն է: Անցքի անցքի գործընթացն այն է, որ միջանցքի անցքի պատի գլանաձև մակերեսի վրա մետաղի շերտը շարվում է քիմիական նստվածքով, որպեսզի միացվի պղնձե փայլաթիթեղը, որը պետք է միացվի միջին շերտերին և վերին և ստորին կողմերին: անցքը վերածվում է սովորական բարձիկների: Ձևը կարող է ուղղակիորեն կապված լինել վերին և ստորին կողմերի գծերի հետ կամ չմիացնել: Vias-ը կարող է խաղալ էլեկտրական միացման, ամրագրման կամ դիրքավորման սարքերի դերը:

Վիաները սովորաբար բաժանվում են երեք կատեգորիաների՝ կույր անցքեր, թաղված անցքեր և անցքեր:

Կույր անցքերը գտնվում են տպագիր տպատախտակի վերին և ստորին մակերեսների վրա և ունեն որոշակի խորություն: Դրանք օգտագործվում են մակերեսային գիծը և հիմքում ընկած ներքին գիծը միացնելու համար: Անցքի խորությունը և անցքի տրամագիծը սովորաբար չեն գերազանցում որոշակի հարաբերակցությունը:

Թաղված անցքը վերաբերում է միացման անցքին, որը գտնվում է տպագիր տպատախտակի ներքին շերտում, որը չի տարածվում տպատախտակի մակերեսի վրա:

Կույր միջանցքները և թաղված երթուղիները երկուսն էլ գտնվում են տպատախտակի ներքին շերտում, որն ավարտվում է միջանցքային անցքերի ձևավորման գործընթացով մինչև շերտավորումը, և մի քանի ներքին շերտեր կարող են համընկնել միջանցքների ձևավորման ժամանակ:

Անցքերի միջով, որոնք անցնում են ամբողջ տպատախտակի միջով, կարող են օգտագործվել ներքին փոխկապակցման կամ որպես բաղադրիչի տեղադրման տեղակայման անցք: Քանի որ անցքերի միջոցով ավելի հեշտ է իրականացնել գործընթացում և ավելի ցածր գնով, սովորաբար տպագիր տպատախտակները օգտագործում են անցքերի միջով:

2. Վիզերի մակաբուծական հզորություն
Ինքնին վիան ունի մակաբույծ հզորություն դեպի գետնին: Եթե ​​via-ի գետնի շերտի վրա մեկուսիչ անցքի տրամագիծը D2 է, միջանցքի տրամագիծը D1 է, PCB-ի հաստությունը T է, իսկ տախտակի հիմքի դիէլեկտրական հաստատունը ε է, ապա պարազիտային հզորությունը via-ն նման է.

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Շղթայի վրա անցքի մակաբուծական հզորության հիմնական ազդեցությունը ազդանշանի բարձրացման ժամանակի երկարացումն է և շղթայի արագության նվազեցումը: Որքան փոքր է հզորության արժեքը, այնքան փոքր է ազդեցությունը:

3. Վիասների մակաբուծական ինդուկտիվություն
Ինքնին վիան ունի մակաբույծ ինդուկտիվություն: Բարձր արագությամբ թվային սխեմաների նախագծման ժամանակ վիայի մակաբուծական ինդուկտիվության պատճառած վնասը հաճախ ավելի մեծ է, քան մակաբուծական հզորության ազդեցությունը: Via-ի մակաբույծ շարքի ինդուկտիվությունը կթուլացնի շրջանցող կոնդենսատորի ֆունկցիան և կթուլացնի ողջ էներգահամակարգի զտիչ ազդեցությունը: Եթե ​​L-ն վերաբերում է via-ի ինդուկտիվությանը, ապա h-ն վիայի երկարությունն է, իսկ d-ը կենտրոնական անցքի տրամագիծն է, ապա via-ի մակաբույծ ինդուկտիվությունը նման է.

L=5.08ժ;ln(4ժ/օր) 1½

Բանաձևից երևում է, որ վիայի տրամագիծը փոքր ազդեցություն ունի ինդուկտիվության վրա, իսկ վիայի երկարությունը ամենամեծ ազդեցությունն ունի ինդուկտիվության վրա։

4. Ոչ տեխնոլոգիայի միջոցով
Ոչ երթուղիները ներառում են կույր երթուղիներ և թաղված երթուղիներ:

Տեխնոլոգիաների միջոցով կույր միջանցքների և թաղված միջանցքների կիրառումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել PCB-ի չափն ու որակը, նվազեցնել շերտերի քանակը, բարելավել էլեկտրամագնիսական համատեղելիությունը, բարձրացնել էլեկտրոնային արտադրանքի բնութագրերը, նվազեցնել ծախսերը և նաև դիզայնի աշխատանքը ավելի պարզ և արագ: Ավանդական PCB նախագծման և մշակման մեջ անցքերի միջով կարող են շատ խնդիրներ առաջանալ: Նախ, նրանք զբաղեցնում են մեծ քանակությամբ արդյունավետ տարածք, և երկրորդը, մեծ թվով անցքեր խիտ փաթեթավորված են մեկ տեղում, ինչը նաև հսկայական խոչընդոտ է ստեղծում բազմաշերտ PCB-ի ներքին շերտի լարերի համար: Այս անցքերը զբաղեցնում են էլեկտրահաղորդման համար անհրաժեշտ տարածքը և ինտենսիվորեն անցնում են էլեկտրամատակարարման և գետնի միջով: Լարային շերտի մակերեսը նույնպես կկործանի հոսանքի հողային մետաղալարերի շերտի դիմադրողականության բնութագրերը և կդարձնի հոսանքի հողային մետաղալարերի շերտը անարդյունավետ: Իսկ հորատման սովորական մեխանիկական մեթոդը 20 անգամ գերազանցում է ոչ անցքային տեխնոլոգիայի ծանրաբեռնվածությունը:

PCB-ի նախագծման մեջ, թեև բարձիկների և միջանցքների չափերը աստիճանաբար նվազել են, եթե տախտակի շերտի հաստությունը համամասնորեն չնվազի, ապա միջանցքի հարաբերակցությունը կմեծանա, իսկ անցքի կողմի հարաբերակցության մեծացումը կնվազի: հուսալիությունը։ Լազերային հորատման առաջադեմ տեխնոլոգիայի և պլազմայի չոր փորագրման տեխնոլոգիայի հասունության շնորհիվ հնարավոր է կիրառել ոչ թափանցող փոքր կույր անցքեր և փոքր թաղված անցքեր: Եթե ​​այս չթափանցող միջանցքների տրամագիծը 0.3 մմ է, ապա մակաբույծի պարամետրերը կկազմեն նախնական սովորական անցքի մոտ 1/10-ը, ինչը բարելավում է PCB-ի հուսալիությունը:

Տեխնոլոգիաների ոչ ներթափանցման պատճառով PCB-ի վրա կան մի քանի մեծ մուտքեր, որոնք կարող են ավելի շատ տարածք ապահովել հետքերի համար: Մնացած տարածքը կարող է օգտագործվել մեծ տարածքի պաշտպանական նպատակների համար՝ EMI/RFI-ի աշխատանքը բարելավելու համար: Միևնույն ժամանակ, ավելի շատ մնացած տարածքը կարող է օգտագործվել նաև ներքին շերտի համար՝ մասամբ պաշտպանելու սարքը և հիմնական ցանցային մալուխները, որպեսզի այն ունենա լավագույն էլեկտրական կատարումը: Անուղղակի միջանցքների օգտագործումը հեշտացնում է սարքի քորոցները դուրս հանելը, ինչը հեշտացնում է բարձր խտության փին սարքերի ուղղորդումը (օրինակ՝ BGA փաթեթավորված սարքերը), կրճատում է լարերի երկարությունը և բավարարում բարձր արագությամբ սխեմաների ժամանակային պահանջները: .

5. Ընտրության միջոցով սովորական PCB-ում
Սովորական PCB նախագծման մեջ մակաբույծային հզորությունը և մակաբույծային ինդուկտիվությունը քիչ ազդեցություն ունեն PCB-ի դիզայնի վրա: 1-4 շերտով PCB դիզայնի համար 0.36 մմ/0.61 մմ/1.02 մմ (փորված անցքը/փակոց/POWER մեկուսացման տարածքը հիմնականում ընտրված է) ) մուտքերը ավելի լավն են: Հատուկ պահանջներ ունեցող ազդանշանային գծերի համար (օրինակ՝ էլեկտրահաղորդման գծեր, վերգետնյա գծեր, ժամացույցի գծեր և այլն), կարող են օգտագործվել 0.41 մմ/0.81 մմ/1.32 մմ երթուղիներ կամ այլ չափերի երթուղիներ՝ ըստ փաստացի իրավիճակի:

6. Դիզայնի միջոցով բարձր արագությամբ PCB-ում
Vias-ի մակաբուծական բնութագրերի վերը նշված վերլուծության միջոցով մենք կարող ենք տեսնել, որ բարձր արագությամբ PCB-ի նախագծման մեջ պարզ թվացող մուտքերը հաճախ մեծ բացասական ազդեցություն են ունենում շղթայի նախագծման վրա: Շրջանակների մակաբուծական ազդեցությունների հետևանքով առաջացած անբարենպաստ հետևանքները նվազեցնելու համար դիզայնում կարելի է անել հետևյալը.

(1) Ընտրեք ողջամիտ չափի միջոցով: Բազմաշերտ ընդհանուր խտության PCB նախագծման համար ավելի լավ է օգտագործել 0.25 մմ/0.51 մմ/0.91 մմ (փորված անցքեր/բարձիկներ/POWER մեկուսացման տարածք): որոշ բարձր խտության PCB-ների համար կարող են օգտագործվել նաև 0.20 մմ/0.46 մմ/0.86 մմ միջանցքներ, կարող եք նաև փորձել առանց միջանցքի միջանցքներ; Էլեկտրաէներգիայի կամ վերգետնյա անցումների համար կարող եք հաշվի առնել ավելի մեծ չափսերի օգտագործումը՝ դիմադրությունը նվազեցնելու համար.

(2) Որքան մեծ է POWER-ի մեկուսացման տարածքը, այնքան լավ՝ հաշվի առնելով PCB-ի միջոցով խտությունը, ընդհանուր առմամբ D1=D2 0.41;

(3) Փորձեք չփոխել ազդանշանային հետքերի շերտերը PCB-ի վրա, ինչը նշանակում է նվազագույնի հասցնել մուտքերը.

(4) Ավելի բարակ PCB-ի օգտագործումը նպաստում է via-ի երկու պարազիտային պարամետրերի կրճատմանը.

(5) Էլեկտրաէներգիայի և հողային կապերը պետք է կատարվեն մոտակայքում գտնվող անցքերի միջոցով: Որքան կարճ լինի միջանցքի անցքի և քորոցի միջև եղած կապը, այնքան լավ, քանի որ դրանք կբարձրացնեն ինդուկտիվությունը: Միևնույն ժամանակ, հոսանքի և հողային հաղորդալարերը պետք է լինեն հնարավորինս հաստ, որպեսզի նվազեցնեն դիմադրությունը.

(6) Ազդանշանի շերտի միջանցքների մոտ տեղադրեք մի քանի հողակցիչ՝ ազդանշանի համար կարճ հեռավորության հանգույց ապահովելու համար:

Իհարկե, նախագծելիս կոնկրետ հարցերը պետք է մանրամասն վերլուծվեն: Հաշվի առնելով և՛ ծախսերը, և՛ ազդանշանի որակը համակողմանիորեն, բարձր արագությամբ PCB դիզայնի մեջ, դիզայներները միշտ հույս ունեն, որ որքան փոքր է անցքի անցքը, այնքան լավ, որպեսզի ավելի շատ լարերի տեղ մնա տախտակի վրա: Բացի այդ, որքան փոքր է անցքը, իր սեփականը Որքան փոքր է մակաբույծի հզորությունը, այնքան ավելի հարմար է բարձր արագությամբ սխեմաների համար: Բարձր խտության PCB-ի նախագծման մեջ ոչ միջանցքների օգտագործումը և մուտքերի չափի կրճատումը բերել են նաև արժեքի բարձրացման, և մուտքերի չափը չի կարող անորոշ ժամանակով կրճատվել: Դրա վրա ազդում են PCB արտադրողների հորատման և էլեկտրալվացման գործընթացները: Տեխնիկական սահմանափակումները պետք է հավասարակշռված հաշվի առնվեն բարձր արագությամբ PCB-ների նախագծման ժամանակ: