Որքա՞ն գիտեք PCB նախագծման անցքի մասին

Միջոցով անցքի (VIA) կարևոր մասն է բազմաշերտ PCB, և հորատման անցքերի արժեքը սովորաբար կազմում է PCB տախտակի պատրաստման արժեքի 30% – 40%: Պարզ ասած, PCB- ի յուրաքանչյուր անցք կարելի է անվանել անցքի անցք: Ֆունկցիոնալ առումով փոսը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի. Մեկը օգտագործվում է շերտերի միջև էլեկտրական միացման համար. Մյուսը օգտագործվում է սարքի ամրագրման կամ դիրքավորման համար:

ipcb

Գործընթացի առումով այս անցքերն ընդհանուր առմամբ բաժանվում են երեք կատեգորիայի ՝ մասնավորապես կույր միջով, թաղված միջով և միջով: Կույր անցքերը տեղակայված են ՏՊԱԳՐՎԱ circuit տպատախտակի վերևի և ներքևի մակերևույթների վրա և ունեն որոշակի խորություն `մակերևութային շղթան ներքևի ներքին շղթային միացնելու համար: Սովորաբար անցքերի խորությունը չի գերազանցում որոշակի հարաբերակցությունը (բացվածք): Թաղված անցքերը տպագիր տպատախտակի ներքին շերտի միացման անցքեր են, որոնք չեն տարածվում տպագիր տպատախտակի մակերեսին: Երկու տեսակի փոսերը տեղակայված են տպատախտակի ներքին շերտում, որն ավարտվում է շերտավորվելուց առաջ անցքով ձուլման գործընթացով, իսկ մի քանի ներքին շերտեր կարող են համընկնել անցքի ձևավորման ժամանակ: Երրորդ տեսակը, որը կոչվում է անցքեր, անցնում է ամբողջ տպատախտակի միջով և կարող է օգտագործվել ներքին փոխկապակցման համար կամ որպես բաղադրիչների անցքերի տեղադրման և տեղադրման համար: Քանի որ միջանցքն ավելի հեշտ է իրականացնել գործընթացում, ծախսերն ավելի ցածր են, ուստի տպագիր տպատախտակները օգտագործում են այն, այլ ոչ թե անցքերի մյուս երկու տեսակները: Հետևյալ անցքերն առանց հատուկ բացատրության պետք է համարվեն անցքերի միջով:

Որքա՞ն գիտեք PCB նախագծման անցքի մասին

Դիզայնի տեսանկյունից, անցքը հիմնականում բաղկացած է երկու մասից, մեկը `մեջտեղում, իսկ մյուսը` հորատման անցքի շուրջը, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում: Այս երկու մասերի չափերը որոշում են անցքի չափը: Ակնհայտ է, որ բարձր արագությամբ, բարձր խտությամբ PCB- ի նախագծման ժամանակ դիզայները միշտ ցանկանում է, որ անցքը հնարավորինս փոքր լինի, այս նմուշը կարող է թողնել ավելի շատ էլեկտրագծերի տարածք, բացի այդ, որքան փոքր է անցքը, այնքան էլ իր մակաբուծական հզորությունը ավելի փոքր է, ավելի շատ հարմար է բարձր արագությամբ միացման համար: Բայց փոսի չափը նվազում է, միևնույն ժամանակ բերում է ծախսերի ավելացում, և անցքի չափը չի կարող կրճատվել առանց սահմանափակման, այն սահմանափակվում է հորատմամբ (հորատմամբ) և երեսպատմամբ (երեսապատմամբ) և այլ տեխնոլոգիայով. Որքան փոքր է անցքը, այնքան ավելի երկար տևում է հորատումը, այնքան ավելի հեշտ է շեղվել կենտրոնից. Երբ փոսի խորությունը փոսի տրամագծից ավելի քան 6 անգամ է, անհնար է երաշխավորել անցքի պատի միատեսակ պղնձապատումը: Օրինակ, 6 շերտանի PCB տախտակի ներկայիս նորմալ հաստությունը (անցքի խորության միջոցով) մոտ 50 միլիոն է, ուստի PCB արտադրողների կողմից հորատման նվազագույն տրամագիծը կարող է հասնել միայն 8 միլիոնի: Փոսի մակաբույծ տարողունակությունն ինքնին գոյություն ունի գետնին, եթե մեկուսացման անցքի տրամագիծը D2 է, անցքի բարձիկի տրամագիծը ՝ D1, PCB տախտակի հաստությունը ՝ T, իսկ հիմքի դիէլեկտրական կայունությունը ՝ ε, փոսի մակաբուծական հզորությունը մոտավորապես. C = 1.41εTD1/ (D2-D1)

Շղթայի վրա մակաբուծական հզորության հիմնական ազդեցությունը ազդանշանի բարձրացման ժամանակի երկարացումն ու միացման արագության նվազեցումն է: Օրինակ, PCB տախտակի համար, որի հաստությունը 50 մլն է, եթե անցքի ներքին տրամագիծը 10 մլն է, պահոցի տրամագիծը `20 մլն, իսկ պահոցի և պղնձի հատակի միջև հեռավորությունը` 32 մլն, մենք կարող ենք մոտավորությամբ մոտենալ մակաբուծական հզորությանը: անցքի վրա ՝ օգտագործելով վերը նշված բանաձևը. C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, հզորության այս մասով առաջացած աճի ժամանակի տատանումն է ՝ T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28 պպ: Այս արժեքներից պարզ է դառնում, որ չնայած մեկ անցքից մակաբույծ հզորության ազդեցությունը աճի հետաձգման վրա ակնհայտ չէ, դիզայներները պետք է զգույշ լինեն, եթե շերտերից շերտ փոխելու համար օգտագործվում են բազմաթիվ անցքեր:

Բարձր արագությամբ թվային սխեմաների նախագծման ժամանակ մակաբույծ ինդուկտիվության պարազիտային անցքը անցքի միջով հաճախ ավելի մեծ է, քան մակաբուծական հզորության ազդեցությունը: Նրա մակաբույծ շարքերի ինդուկտիվությունը կթուլացնի շրջանցման հզորության ներդրումը և կնվազեցնի ամբողջ էներգահամակարգի զտման արդյունավետությունը: Մենք կարող ենք պարզապես հաշվարկել միջանցքային մոտարկման մակաբույծ ինդուկտիվությունը ՝ օգտագործելով հետևյալ բանաձևը. L = 5.08h [ln (4h/d) +1], որտեղ L- ը վերաբերում է անցքերի ինդուկտիվությանը, անցք, իսկ D- ը կենտրոնական անցքի տրամագիծն է: Հավասարումից երևում է, որ անցքի տրամագիծը փոքր ազդեցություն ունի ինդուկտիվության վրա, մինչդեռ անցքի երկարությունը ամենամեծ ազդեցությունն ունի ինդուկտիվության վրա: Դեռևս օգտագործելով վերը նշված օրինակը, անցքից դուրս ինդուկտիվությունը կարող է հաշվարկվել որպես L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh: Եթե ​​ազդանշանի բարձրացման ժամանակը 1ns է, ապա համարժեք դիմադրության չափը `XL = πL/T10-90 = 3.19 ω: Այս դիմադրողականությունը չի կարող անտեսվել բարձր հաճախականության հոսանքի առկայության դեպքում: Մասնավորապես, շրջանցող կոնդենսատորը պետք է անցնի երկու անցքով `մատակարարման շերտը կազմավորմանը միացնելու համար, այդպիսով կրկնապատկելով անցքի մակաբույծ ինդուկտիվությունը:

Փոսի մակաբույծ բնութագրերի վերը բերված վերլուծության միջոցով մենք կարող ենք տեսնել, որ բարձր արագությամբ PCB նախագծման մեջ թվացյալ պարզ անցքը հաճախ մեծ բացասական ազդեցություն է թողնում սխեմայի նախագծման վրա: Փոսի մակաբույծ ազդեցության բացասական հետևանքները նվազեցնելու համար մենք կարող ենք նախագծում հնարավորինս շատ բան անել. 1. Արժեքի և ազդանշանի որակի երկու ասպեկտներից ընտրեք անցքի ողջամիտ չափը: Օրինակ, MEMORY մոդուլի PCB- ի դիզայնի 6-10 շերտերի համար ավելի լավ է անցքի միջով ընտրել 10/20mil (հորատում/պահոց), փոքր խիտ որոշ փոքր չափի տախտակի համար կարող եք նաև օգտագործել 8/18mil միջոցով: փոս. Ներկայիս տեխնոլոգիայով դժվար կլիներ օգտագործել ավելի փոքր անցքեր: Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման կամ անցքերի միջոցով գրունտի մետաղալարերի համար կարելի է համարել, որ ավելի մեծ չափեր են կիրառվում `դիմադրողականությունը նվազեցնելու համար:

2. Վերոնշյալ երկու բանաձևերը ցույց են տալիս, որ ավելի բարակ PCB տախտակների օգտագործումը օգնում է անցքերի միջոցով նվազեցնել երկու մակաբուծական պարամետրերը:

3. PCB- ի տախտակի վրա ազդանշանային լարերը չպետք է հնարավորինս փոխեն շերտը, այսինքն `փորձեք չօգտագործել ավելորդ անցքեր:

4. Էլեկտրամատակարարման կապերը և գետինը պետք է փորվեն մոտակայքում: Որքան կարճ լինի կապը կապերի և անցքերի միջև, այնքան լավ, քանի որ դրանք կհանգեցնեն ինդուկտիվության բարձրացման: Միևնույն ժամանակ, հոսանքի և գրունտի լարերը պետք է հնարավորինս հաստ լինեն, որպեսզի նվազեցնեն դիմադրողականությունը:

5. Ազդանշանային շերտի փոփոխման անցքերի մոտ տեղադրեք որոշ հիմնավորման անցքեր, որպեսզի ապահովեք ազդանշանի մոտակա հանգույցը: Դուք նույնիսկ կարող եք շատ լրացուցիչ հողային անցքեր տեղադրել PCB- ի վրա: Իհարկե, դուք պետք է ճկուն լինեք ձեր ձևավորման մեջ: Վերևում քննարկված անցքերի մոդելը մի իրավիճակ է, երբ յուրաքանչյուր շերտում կան բարձիկներ: Երբեմն, մենք կարող ենք կրճատել կամ նույնիսկ հեռացնել բարձիկներ որոշ շերտերում: Հատկապես այն դեպքում, երբ անցքի խտությունը շատ մեծ է, դա կարող է հանգեցնել պղնձի շերտում կտրված շղթայի ակոսի ձևավորմանը, նման խնդիրը լուծելու համար, բացի անցքի տեղը տեղափոխելուց, կարող ենք դիտարկել նաև անցքը պղնձի շերտում `պահոցի չափը նվազեցնելու համար: