Siji Konsep dhasar perforasi

Liwat bolongan (VIA) minangka bagean penting saka PCB Multilayer, lan biaya bolongan pengeboran biasane ana 30% nganti 40% saka biaya nggawe papan PCB. Cukup, saben bolongan ing PCB bisa diarani bolongan pass. Ing babagan fungsi, bolongan kasebut bisa dipérang dadi rong kategori: siji digunakake kanggo sambungan listrik ing antarane lapisan; Liyane digunakake kanggo fiksasi utawa posisi piranti. Ing babagan proses, bolongan liwat iki umume dipérang dadi telung kategori, yaiku blind via, dikubur liwat lan liwat. Bolongan wuta ana ing sisih ndhuwur lan ngisor papan sirkuit PRINTED lan duwe ambane tartamtu kanggo nyambungake sirkuit permukaan menyang sirkuit njero ngisor. Ambane bolongan biasane ora ngluwihi rasio (aperture) tartamtu. Bolongan sing dikubur yaiku bolongan sambungan ing lapisan njero papan sirkuit cetak sing ora nganti tekan permukaan papan sirkuit cetak. Rong jinis bolongan kasebut ana ing lapisan njero papan sirkuit, sing diisi proses cetakan liwat-bolongan sadurunge laminasi, lan sawetara lapisan njero bisa uga tumpang tindih nalika nggawe bolongan liwat. Jinis kaping telu, diarani bolongan, mbukak liwat kabeh papan sirkuit lan bisa digunakake kanggo interkoneksi internal utawa minangka bolongan sing dipasang lan nemokake komponen. Amarga bolongan liwat luwih gampang dileksanakake ing proses, biayane luwih murah, mula umume papan sirkuit cetak digunakake, tinimbang rong jinis liwat bolongan liyane. Ing ngisor iki liwat bolongan, tanpa panjelasan khusus, bakal dianggep kaya bolongan.

PCB liwat konsep dhasar bolongan lan liwat introduksi metode bolongan

Saka sudut pandang desain, bolongan liwat biasane digawe saka rong bagean, siji yaiku bolongan bor ing tengah, lan liyane minangka area pad ing sekitar bolongan bor. Ukuran rong bagean kasebut nemtokake ukuran bolongan liwat. Temenan, ing desain PCB kanthi kecepatan dhuwur lan kepadatan dhuwur, desainer pengin pengin bolongan sekecil mungkin, sampel iki bisa ninggalake papan kabel luwih akeh, saliyane, bolongan sing luwih cilik, kapasitansi parasit dhewe luwih cilik, luwih akeh cocog kanggo sirkuit kanthi kecepatan tinggi. Nanging pangirangan ukuran bolongan ing wektu sing padha nggawa kenaikan biaya, lan ukuran bolongan kasebut ora bisa dikurangi tanpa watesan, diwatesi kanthi ngebur (ngebor) lan plating (plating) lan teknologi liyane: bolongan sing luwih cilik, wektu sing suwe kanggo ngebor, luwih gampang nyimpang saka posisi tengah; Nalika ambane bolongan luwih saka 6 kaping diameteripun bolongan, sampeyan ora bisa njamin plating tembaga seragam ing tembok bolongan. Contone, yen kekandelan (liwat-bolongan ambane) saka Papan PCB 6-lapisan normal 50Mil, banjur diameteripun bolongan minimal sing manufaktur PCB bisa nyedhiyani 8Mil. Kanthi pangembangan teknologi pengeboran laser, ukuran pengeboran uga bisa luwih cilik lan luwih cilik. Umume, diameter bolongan kurang saka utawa padha karo 6Mil, diarani bolongan mikro. Microholes asring digunakake ing desain HDI (struktur Interconnect Kapadhetan Dhuwur). Teknologi Microhole ngidini bolongan bisa disabetake langsung ing pad (VIA-in-pad), sing bisa ningkatake kinerja sirkuit lan ngirit ruangan kabel.

Bolongan liwat ing jalur transmisi minangka titik putus diskontinuitas impedansi, sing bakal nyebabake refleksi sinyal. Umumé, impedansi sing padha karo bolongan liwat kira-kira 12% luwih murah tinimbang garis transmisi. Contone, impedansi garis transmisi 50ohm bakal mudhun 6 ohm nalika ngliwati bolongan (spesifik uga ana gandhengane karo ukuran bolongan liwat lan kekandelan piring, nanging ora nyuda mutlak). Nanging, refleksi sing nyebabake diskontinuitas impedansi liwat bolongan kasebut sithik banget, lan koefisien refleksi mung: (44-50) / (44 + 50) = 0.06. Masalah sing disebabake dening bolongan luwih fokus marang pengaruh kapasitansi parasit lan induktansi.

Kapasitansi parasitansi lan induktansi liwat bolongan

Kapasitansi kesasar parasit ana ing bolongan kasebut. Yen diameter zona resistensi las saka bolongan ing lapisan peletakan yaiku D2, diameter bantalan las yaiku D1, kekandelan papan PCB yaiku T, lan konstanta dielektrik saka substrat yaiku ε, kapasitansi parasit bolongan udakara C = 1.41εTD1 / (D2-D1).

Efek utama kapasitansi parasit ing sirkuit yaiku ndawakake wektu munggah sinyal lan nyuda kacepetan sirkuit. Contone, kanggo papan PCB kanthi kekandelan 50Mil, yen diameter pad liwat bolongan yaiku 20Mil (diameter bolongane 10Mil) lan diameter blok solder yaiku 40Mil, kita bisa ngukur kapasitansi parasit bolongan liwat kanthi rumus ing ndhuwur: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.040-0.020) = 0.31pF pangowahan wektu munggah amarga kapasitansi kira-kira kaya ing ngisor iki: T10-90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2 × 0.31x (50/2) = 17.05ps Saka nilai kasebut, bisa dingerteni manawa efek saka wektu tundha lan saya suwe saya gedhe amarga kapasitansi parasit saka siji liwat- bolongan ora ketok banget, yen liwat-bolongan digunakake kanggo ngoper antarane lapisan kanggo kaping pirang-pirang liwat-bolongan bakal digunakake. Ati-ati ing desain sampeyan. Ing desain praktis, kapasitansi parasit bisa dikurangi kanthi nambah jarak ing antarane bolongan lan zona peletakan tembaga (anti-pad) utawa kanthi nyuda diameter pad. Ing desain sirkuit digital kanthi kecepatan tinggi, induktansi parasit saka bolongan liwat luwih mbebayani tinimbang kapasitansi parasit. Induktansi seri parasit bakal nyuda kontribusi kapasitansi bypass lan nyuda efektivitas nyaring kabeh sistem tenaga. Kita mung bisa ngetung induktansi parasit saka perkiraan liwat-bolongan nggunakake rumus empiris ing ngisor iki: L=5.08h [ln (4h/d) +1]

Ing ngendi L nuduhake induktansi bolongan, H yaiku dawane bolongan, lan D yaiku diametere bolongan tengah. Bisa dingerteni saka persamaan diameter diametere bolongan kasebut ora akeh pengaruhe ing induktansi, dene dawa bolongan kasebut nduweni pengaruh paling gedhe tumrap induktansi kasebut. Isih nggunakake conto ing ndhuwur, induktansi metu saka bolongan bisa dietung minangka:

L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh Yen wektu munggah sinyal 1ns, banjur ukuran impedansi padha karo: XL = πL / T10-90 = 3.19 ω. Impedansi iki ora bisa diabaikan nalika ana arus frekuensi dhuwur. Utamane, kapasitor bypass kudu ngliwati rong bolongan kanggo nyambungake lapisan pasokan menyang formasi, saengga dobel induktansi parasit ing bolongan kasebut.

Telu, carane nggunakake bolongan

Liwat analisis ndhuwur karakteristik parasit saka bolongan, bisa dingerteni manawa ing desain PCB kanthi kecepatan tinggi, bolongan liwat sing katon sederhana asring nggawa efek negatif sing gedhe marang desain sirkuit. Kanggo nyuda efek saleh saka efek parasit saka bolongan, kita bisa nyoba kanggo nindakake ing ngisor iki ing desain:

1. Ngelingi biaya lan kualitas sinyal, ukuran bolongan sing cukup dipilih. Yen perlu, nimbang nggunakake macem-macem ukuran bolongan. Contone, kanggo kabel daya utawa lemah, gunakake ukuran sing luwih gedhe kanggo nyuda impedansi, lan kanggo kabel sinyal, gunakake bolongan sing luwih cilik. Mesthi, minangka ukuran bolongan sudo, biaya sing cocog bakal nambah.

2. Rumus loro sing dibahas ing ndhuwur nuduhake yen panggunaan papan PCB sing luwih tipis mbantu nyuda loro paramèter parasit saka perforasi.

3. Wiring sinyal ing Papan PCB ngirim ora ngganti lapisan minangka adoh sabisa, sing ngomong, ora nggunakake bolongan rasah sabisa.

4. Pin saka sumber daya lan lemah kudu dilatih ing bolongan sing paling cedhak, lan timbal ing antarane bolongan lan pin kudu cendhak. Bolongan liwat pirang-pirang bisa dianggep sejajar kanggo nyuda induktansi sing padha.

5. Sawetara bolongan lemah diselehake ing cedhak bolongan lapisan sinyal kanggo nyedhiyakake loop sing paling cedhak kanggo sinyal kasebut. Sampeyan uga bisa nyelehake akeh bolongan dhasar ing PCB. Mesthi wae, sampeyan kudu fleksibel ing desain. Model liwat-bolongan sing dibahas ing ndhuwur yaiku kahanan sing ana bantalan ing saben lapisan. Kadhangkala, kita bisa nyuda utawa malah ngilangi bantalan ing sawetara lapisan. Utamane, yen kepadatan bolongan gedhe banget, bisa uga nyebabake alur sirkuit sing dipotong ing lapisan tembaga, kanggo ngatasi masalah kaya ngindhari lokasi bolongan, kita uga bisa nganggep bolongan kasebut ing lapisan tembaga kanggo nyuda ukuran pad.

6. Kanggo papan PCB kacepetan dhuwur kanthi kapadhetan sing luwih dhuwur, bolongan mikro bisa dianggep.