Մեկ Պերֆորացիայի հիմնական հասկացությունը

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: 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:

PCB անցքի հիմնական հայեցակարգի միջոցով և անցքի մեթոդի ներդրման միջոցով

Դիզայնի տեսանկյունից միջանցքային անցքը հիմնականում կազմված է երկու մասից, մեկը մեջտեղում գտնվող հորատման անցքն է, իսկ մյուսը փորվածքի անցքի շուրջ գտնվող բարձիկի հատվածն է: 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 անցքի չափի կրճատումը միևնույն ժամանակ բերում է ծախսերի ավելացման, և անցքի չափը չի կարող կրճատվել առանց սահմանի, այն սահմանափակվում է հորատման (փորված) և երեսպատման (ծածկման) և այլ տեխնոլոգիայով. որքան փոքր է անցքը, ավելի երկար ժամանակ է պահանջվում հորատման համար, այնքան ավելի հեշտ է շեղվել կենտրոնի դիրքից. Երբ փոսի խորությունը փոսի տրամագծից ավելի քան 6 անգամ է, անհնար է երաշխավորել անցքի պատի միատեսակ պղնձապատումը: Օրինակ, եթե սովորական 6-շերտ PCB տախտակի հաստությունը (անցքերի խորությունը) 50 մլն է, ապա հատակի նվազագույն տրամագիծը, որը կարող են ապահովել PCB արտադրողները, 8 մլն է: Լազերային հորատման տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ, հորատման չափը կարող է լինել ավելի փոքր և փոքր: Ընդհանրապես, անցքի տրամագիծը փոքր կամ հավասար է 6 Միլլի, մենք այն անվանում ենք միկրո անցք: Միկրոհորերը հաճախ օգտագործվում են HDI (բարձր խտության փոխկապակցման կառուցվածք) նախագծում: Միկրոհորի տեխնոլոգիան թույլ է տալիս փոսին ուղղակիորեն հարվածել բարձիկի վրա (VIA-in-pad), ինչը մեծապես բարելավում է սխեմայի աշխատանքը և խնայում էլեկտրագծերի տարածքը:

Էլեկտրահաղորդման գծի անցքը ընդմիջման անընդհատության ընդմիջման կետ է, որը կհանգեցնի ազդանշանի արտացոլմանը: Ընդհանուր առմամբ, անցքի համարժեք դիմադրողականությունը մոտ 12% -ով ցածր է հաղորդման գծից: Օրինակ, 50 օմ հաղորդման գծի դիմադրությունը կնվազի 6 օմ-ով, երբ այն անցնի անցքի միջով (կոնկրետը կապված է նաև անցքի չափի և թիթեղի հաստության հետ, բայց ոչ բացարձակ նվազում): Այնուամենայնիվ, անցքի միջոցով դիմադրողականության անընդհատության հետևանքով արտացոլումը իրականում շատ փոքր է, և դրա արտացոլման գործակիցը `(44-50)/(44+50) = 0.06: Անցքի առաջացրած խնդիրներն ավելի շատ ուղղված են մակաբուծական հզորության և ինդուկտիվության ազդեցությանը։

Մակաբուծական հզորություն և ինդուկտիվություն անցքի միջով

Մակաբույծ թափառող հզորությունը գոյություն ունի բուն անցքի մեջ: Եթե ​​երեսարկման շերտի վրա անցքի եռակցման դիմադրության գոտու տրամագիծը D2 է, եռակցման պահոցի տրամագիծը `D1, PCB- ի տախտակի հաստությունը` T, իսկ հիմքի դիէլեկտրական կայունությունը `ε, մակաբույծ հզորությունը` փոսը մոտավորապես C=1.41εTD1/ (D2-D1) է։

Շղթայի վրա մակաբուծական հզորության հիմնական ազդեցությունը ազդանշանի բարձրացման ժամանակի երկարացումն ու միացման արագության նվազեցումն է: Օրինակ, 50 Mils հաստությամբ PCB տախտակի համար, եթե անցքի բարձիկի տրամագիծը 20 Mils է (հորատանցքի տրամագիծը 10 Mils), իսկ զոդման բլոկի տրամագիծը 40 Mils, մենք կարող ենք մոտավոր հաշվարկել մակաբույծի հզորությունը: անցքը վերը նշված բանաձևով. C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF հզորության պատճառով առաջացած բարձրացման ժամանակի փոփոխությունը մոտավորապես հետևյալն է. T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps Այս արժեքներից երևում է, որ թեև աճող ձգձգման և դանդաղեցման էֆեկտը պայմանավորված է մեկ միջանցքի մակաբուծական հզորությամբ. փոսն այնքան էլ ակնհայտ չէ, եթե անցքը բազմակի անգամ օգտագործվում է շերտերի միջև անցնելու համար, կկիրառվեն բազմաթիվ անցքեր: Designգույշ եղեք դիզայնի մեջ: Գործնական նախագծման դեպքում մակաբուծական հզորությունը կարող է կրճատվել `անցքի և պղնձի երեսարկման գոտու միջև հեռավորությունը մեծացնելու միջոցով (հակաթիթեղ) կամ նվազեցնելով բարձիկի տրամագիծը: Բարձր արագությամբ թվային սխեմաների նախագծման դեպքում միջանցքի մակաբույծ ինդուկտիվությունն ավելի վնասակար է, քան մակաբուծական հզորությունը: Նրա մակաբույծ շարքերի ինդուկտիվությունը կթուլացնի շրջանցման հզորության ներդրումը և կնվազեցնի ամբողջ էներգահամակարգի զտման արդյունավետությունը: Մենք կարող ենք պարզապես հաշվարկել միջանցքային մոտարկման մակաբուծական ինդուկտիվությունը ՝ օգտագործելով հետևյալ էմպիրիկ բանաձևը. L = 5.08 ժ [ln (4 ժ/օր) +1]

Որտեղ L- ն վերաբերում է անցքի ինդուկտիվությանը, H- ը փոսի երկարությունն է, իսկ D- ն `կենտրոնական անցքի տրամագիծը: 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 կարելի է հաշվարկել հետևյալ կերպ.

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh Եթե ազդանշանի բարձրացման ժամանակը 1ns է, ապա համարժեք դիմադրության չափն է` 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:

Երեքը, թե ինչպես օգտագործել փոսը

Միջանցքների մակաբուծական բնութագրերի վերոնշյալ վերլուծության միջոցով մենք կարող ենք տեսնել, որ բարձր արագությամբ PCB նախագծման մեջ թվացյալ պարզ անցքերը հաճախ մեծ բացասական ազդեցություն են թողնում սխեմայի նախագծմանը: Փոսի մակաբույծ ազդեցության բացասական հետևանքները նվազեցնելու համար մենք կարող ենք նախագծում կատարել հետևյալը.

1. Հաշվի առնելով արժեքը և ազդանշանի որակը, ընտրվում է անցքի ողջամիտ չափը: Անհրաժեշտության դեպքում մտածեք տարբեր չափերի անցքերի օգտագործման մասին: Օրինակ, հոսանքի կամ հողային մալուխների համար օգտագործեք ավելի մեծ չափսեր՝ դիմադրողականությունը նվազեցնելու համար, իսկ ազդանշանային լարերի համար՝ ավելի փոքր անցքեր: Անշուշտ, քանի որ անցքի չափը փոքրանում է, համապատասխան արժեքը կավելանա։

2. Վերևում քննարկված երկու բանաձևերը ցույց են տալիս, որ ավելի բարակ PCB տախտակների օգտագործումը օգնում է նվազեցնել ծակոցների երկու մակաբուծական պարամետրերը:

3. PCB տախտակի վրա ազդանշանային լարերը հնարավորինս չպետք է փոխեն շերտերը, այսինքն՝ հնարավորինս մի օգտագործեք ավելորդ անցքեր:

4. Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման և հողի գամասեղները պետք է հորատվեն մոտակա փոսում, իսկ անցքի և կապանքների միջև կապը պետք է լինի հնարավորինս կարճ: Մի քանի անցքեր կարելի է դիտարկել զուգահեռաբար՝ համարժեք ինդուկտիվությունը նվազեցնելու համար:

5. Ազդանշանի շերտավորման անցքերի մոտ տեղադրվում են որոշ գրունտային անցքեր, որպեսզի ապահովեն 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:

6. Բարձր արագությամբ PCB տախտակների համար ավելի մեծ խտությամբ կարելի է հաշվի առնել միկրո անցքեր: