In жоғары жылдамдықты HDI PCB дизайн, дизайн арқылы маңызды фактор болып табылады. Ол әдетте үш түрге бөлінетін саңылаудан, тесік айналасындағы төсем аймағынан және POWER қабатының оқшаулау аймағынан тұрады: соқыр тесіктер, көмілген тесіктер және саңылаулар. ПХД жобалау процесінде вентильдердің паразиттік сыйымдылығын және паразиттік индуктивтілігін талдау арқылы жоғары жылдамдықты ПХД өткізгіштерін жобалаудағы кейбір сақтық шаралары қорытындыланады.

Қазіргі уақытта жоғары жылдамдықты ПХД дизайны коммуникацияларда, компьютерлерде, графика мен кескіндерді өңдеуде және басқа салаларда кеңінен қолданылады. Барлық жоғары технологиялық қосылған құны бар электрондық өнім конструкциялары төмен қуат тұтыну, төмен электромагниттік сәулелену, жоғары сенімділік, миниатюризация және жеңіл салмақ сияқты мүмкіндіктерді көздейді. Жоғарыда аталған мақсаттарға жету үшін дизайн арқылы жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында маңызды фактор болып табылады.

1. арқылы
Via көп қабатты ПХД дизайнында маңызды фактор болып табылады. Via негізінен үш бөліктен тұрады, біреуі тесік; екіншісі – тесік айналасындағы төсеніш аймағы; ал үшінші – POWER қабатының оқшаулау аймағы. Өткізу саңылауының процесі – ортаңғы қабаттарға қосылуы керек мыс фольганы және оның жоғарғы және төменгі жақтарымен байланыстыру үшін химиялық тұндыру арқылы өткізгіш саңылау қабырғасының цилиндрлік бетіне металл қабатын төсеу. өткізгіш саңылау кәдімгі төсемдер түрінде жасалған. Пішінді үстіңгі және төменгі жағындағы сызықтармен тікелей байланыстыруға болады немесе қосылмауы мүмкін. Vias электр қосылымы, бекіту немесе орналастыру құрылғыларының рөлін атқара алады.

Визалар әдетте үш санатқа бөлінеді: соқыр тесіктер, көмілген тесіктер және саңылаулар.

Соқыр тесіктер баспа платасының үстіңгі және астыңғы беттерінде орналасқан және белгілі бір тереңдікке ие. Олар беткі сызықты және астындағы ішкі сызықты қосу үшін қолданылады. Шұңқырдың тереңдігі мен диаметрі әдетте белгілі бір қатынастан аспайды.

Көмілген саңылау деп платаның бетіне шықпайтын баспа платасының ішкі қабатында орналасқан қосылыс тесігін айтады.

Соқыр вентильдер де, көмілген вентильдер де ламинациядан бұрын саңылауларды қалыптастыру процесі арқылы аяқталатын схемалық платаның ішкі қабатында орналасқан және виналарды қалыптастыру кезінде бірнеше ішкі қабаттардың қабаттасуы мүмкін.

Бүкіл схема тақтасы арқылы өтетін саңылауларды ішкі өзара қосу үшін немесе құрамдас бөлікті орнату позициясын анықтау тесігі ретінде пайдалануға болады. Тесіктерді өңдеу процесінде енгізу оңайырақ және құны төмен болғандықтан, әдетте баспа платалары тесіктер арқылы қолданылады.

2. Жолдардың паразиттік сыйымдылығы
Арнаның өзі жерге паразиттік сыйымдылыққа ие. Егер жолдың жер қабатындағы оқшаулау тесігінің диаметрі D2 болса, жол төсемінің диаметрі D1, ПХД қалыңдығы T, ал тақта астарының диэлектрлік өтімділігі ε болса, онда паразиттік сыйымдылық арқылы келесіге ұқсас:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Өткізу тесігінің паразиттік сыйымдылығының тізбекке негізгі әсері сигналдың көтерілу уақытын ұзарту және контурдың жылдамдығын азайту болып табылады. Сыйымдылық мәні неғұрлым аз болса, соғұрлым әсер аз болады.

3. Жолдардың паразиттік индуктивтілігі
Жолдың өзі паразиттік индуктивтілікке ие. Жоғары жылдамдықты цифрлық тізбектерді жобалау кезінде жолдың паразиттік индуктивтілігінің зияны көбінесе паразиттік сыйымдылықтың әсерінен көп болады. Өткізгіштің паразиттік сериялы индуктивтілігі айналма конденсатордың қызметін әлсіретеді және бүкіл қуат жүйесінің сүзу әсерін әлсіретеді. Егер L – жолдың индуктивтілігіне, h – жолдың ұзындығына, ал d – орталық тесіктің диаметріне жататын болса, онда жолдың паразиттік индуктивтілігі мынаған ұқсас:

L=5.08сағ［лн(4сағ/күн) 1］

Формуладан көрініп тұрғандай, индуктивтілікке өткізгіштің диаметрі аз әсер етеді, ал индуктивтілікке жолдың ұзындығы ең көп әсер етеді.

4. Технология арқылы емес
Өтпейтін жолдарға соқыр жолдар және көмілген жолдар жатады.

Технологияда соқыр және көмілген жолдарды қолдану ПХД өлшемі мен сапасын айтарлықтай төмендетеді, қабаттар санын азайтады, электромагниттік үйлесімділікті жақсартады, электронды өнімдердің сипаттамаларын арттырады, шығындарды азайтады, сонымен қатар дизайн жұмысы қарапайым және жылдам. Дәстүрлі ПХД дизайнында және өңдеуде тесіктер арқылы көптеген мәселелер туындауы мүмкін. Біріншіден, олар тиімді кеңістіктің үлкен көлемін алады, екіншіден, көп саңылаулар бір жерде тығыз орналасқан, бұл сонымен қатар көп қабатты ПХД ішкі қабатының сымдарына үлкен кедергі жасайды. Бұл тесіктер сымдар үшін қажетті орынды алады және олар қуат көзі мен жер арқылы қарқынды өтеді. Сым қабатының беті сонымен қатар электрлік жерге қосу сымының қабатының кедергі сипаттамаларын бұзады және электрлік жерге қосу сымының қабатын тиімсіз етеді. Ал бұрғылаудың кәдімгі механикалық әдісі ұңғымасыз технологияның жұмыс көлемінен 20 есе көп болады.

ПХД дизайнында төсемдер мен вентильдердің өлшемдері бірте-бірте азайғанымен, егер тақта қабатының қалыңдығы пропорционалды түрде азаймаса, өтетін тесіктің арақатынасы артады, ал өту тесігінің арақатынасының ұлғаюы азаяды. сенімділік. Жетілдірілген лазерлік бұрғылау технологиясының және плазмалық құрғақ ою технологиясының жетілуіне байланысты енбейтін кішкентай соқыр тесіктерді және кішігірім көмілген тесіктерді қолдануға болады. Бұл енбейтін жолдардың диаметрі 0.3 мм болса, паразиттік параметрлер бастапқы әдеттегі тесіктің шамамен 1/10 бөлігін құрайды, бұл ПХД сенімділігін арттырады.

Технология арқылы өтпейтіндіктен, ПХД-да іздерге көбірек орын бере алатын үлкен жолдар аз. Қалған кеңістікті EMI/RFI өнімділігін жақсарту үшін үлкен аумақты қорғау мақсаттарында пайдалануға болады. Сонымен қатар, ең жақсы электрлік өнімділікке ие болу үшін құрылғыны және негізгі желілік кабельдерді ішінара қорғау үшін ішкі қабат үшін көбірек қалған кеңістікті пайдалануға болады. Өткізбейтін желілерді пайдалану құрылғының түйреуіштерін желдетуді жеңілдетеді, бұл жоғары тығыздықтағы түйреуіш құрылғыларын (мысалы, BGA бумалары бар құрылғылар) бағыттауды жеңілдетеді, сым ұзындығын қысқартады және жоғары жылдамдықты тізбектердің уақыт талаптарын қанағаттандырады. .

5. Кәдімгі ПХД-де таңдау арқылы
Кәдімгі ПХД дизайнында жолдың паразиттік сыйымдылығы мен паразиттік индуктивтілігі ПХД дизайнына аз әсер етеді. 1-4 қабатты ПХД дизайны үшін 0.36мм/0.61мм/1.02мм (бұрғыланған тесік/под/ҚУАТ оқшаулау аймағы әдетте таңдалады) ) Визалар жақсырақ. Арнайы талаптары бар сигнал желілері үшін (мысалы, электр желілері, жер желілері, сағат желілері және т.б.) 0.41 мм/0.81 мм/1.32 мм жолдарды пайдалануға болады немесе нақты жағдайға сәйкес басқа өлшемдегі жолдарды таңдауға болады.

6. Жоғары жылдамдықты ПХД дизайны арқылы
Визалардың паразиттік сипаттамаларын жоғарыда талдау арқылы біз жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында қарапайым болып көрінетін вентильдер жиі схема дизайнына үлкен теріс әсер ететінін көреміз. Визалардың паразиттік әсерінен болатын жағымсыз әсерлерді азайту үшін дизайнда келесі әрекеттерді орындауға болады:

(1) Ақылға қонымды өлшемді таңдаңыз. Көпқабатты жалпы тығыздықтағы ПХД дизайны үшін 0.25мм/0.51мм/0.91мм (бұрғыланған тесіктер/подтар/ҚУАТ оқшаулау аймағы) жолдарды қолданған дұрыс; кейбір жоғары тығыздықтағы ПХД үшін 0.20мм/0.46 мм/0.86мм жолдарды да пайдалануға болады, сонымен қатар арқылы емес веналарды қолдануға болады; қуат немесе жердегі жолдар үшін кедергіні азайту үшін үлкенірек өлшемді пайдалануды қарастыруға болады;

(2) POWER оқшаулау аймағы неғұрлым үлкен болса, ПХД-дағы өткізу тығыздығын ескере отырып, соғұрлым жақсырақ, әдетте D1=D2 0.41;

(3) ПХД-дағы сигнал іздерінің қабаттарын өзгертпеуге тырысыңыз, бұл жолдарды азайтуды білдіреді;

(4) Жіңішке ПХД пайдалану жолдың екі паразиттік параметрін азайтуға қолайлы;

(5) Қуат пен жерге түйреуіштер жақын жердегі тесіктер арқылы жасалуы керек. Өткізу тесігі мен түйреуіш арасындағы өткізгіш неғұрлым қысқа болса, соғұрлым жақсы, өйткені олар индуктивтілікті арттырады. Сонымен қатар, кедергіні азайту үшін қуат пен жерге арналған сымдар мүмкіндігінше қалың болуы керек;

(6) Сигнал үшін қысқа қашықтықтағы контурды қамтамасыз ету үшін сигнал қабатының өткізгіштерінің жанына жерге қосу жолақтарын орналастырыңыз.

Әрине, жобалау кезінде нақты мәселелерді егжей-тегжейлі талдау қажет. Құны мен сигнал сапасын жан-жақты ескере отырып, жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында дизайнерлер әрқашан бортта көбірек сымдар кеңістігін қалдыру үшін өткізгіш саңылау кішірек болса, соғұрлым жақсы деп үміттенеді. Сонымен қатар, өткізгіш саңылау неғұрлым кішірек болса, оның меншікті Паразиттік сыйымдылық неғұрлым аз болса, соғұрлым жоғары жылдамдықты тізбектер үшін қолайлы. Тығыздығы жоғары ПХД дизайнында өтпейтін жолдарды пайдалану және жолақтардың өлшемін азайту да құнның өсуіне әкелді, ал вентильдердің өлшемін шексіз азайтуға болмайды. Оған ПХД өндірушілерінің бұрғылау және гальваника процестері әсер етеді. Жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында техникалық шектеулерге теңдестірілген түрде назар аудару керек.