бір Перфорация туралы негізгі түсінік

Тесік арқылы (VIA) маңызды бөлігі болып табылады Көп қабатты ПХД, және бұрғылау тесіктерінің құны әдетте ПХД тақтасын жасау құнының 30% – 40% құрайды. Қарапайым тілмен айтқанда, ПХД -дегі әрбір тесікті өтетін тесік деп атауға болады. Функция тұрғысынан саңылауды екі санатқа бөлуге болады: бірі қабаттар арасындағы электрлік байланыс үшін қолданылады; Екіншісі құрылғыны бекіту немесе орналастыру үшін қолданылады. Процесс тұрғысынан бұл тесіктер әдетте үш категорияға бөлінеді, яғни соқырлар арқылы, көму арқылы және көму арқылы. Соқыр саңылаулар PRINTED платасының үстіңгі және астыңғы беттерінде орналасады және беттік тізбекті төмендегі ішкі тізбекке қосу үшін белгілі бір тереңдікке ие. Тесіктердің тереңдігі әдетте белгілі бір қатынастан аспайды (саңылау). Көмілген тесіктер – бұл баспа тақтасының ішкі қабатындағы баспа тақтасының бетіне дейін созылмайтын қосылу тесіктері. Саңылаулардың екі түрі тақтаның ішкі қабатында орналасқан, ол ламинацияға дейін тесік арқылы қалыптау процессімен аяқталады, ал тесік пайда болған кезде бірнеше ішкі қабаттар қабаттасуы мүмкін. Саңылаулар деп аталатын үшінші түрі бүкіл тақта арқылы өтеді және оны ішкі байланыстар үшін немесе компоненттерді бекіту және орналастыру тесіктері ретінде пайдалануға болады. Өткізу саңылауын процесте енгізу оңай болғандықтан, оның құны төмен, сондықтан саңылаудың басқа екі түрінен гөрі, баспа тақталарының көпшілігі қолданылады. Арнайы түсіндірусіз саңылаулар арқылы өтетіндер саңылаулар арқылы қарастырылады.

ПХД тесігі арқылы негізгі тұжырымдамасы және тесік арқылы әдісін енгізу

Конструкциялық тұрғыдан алғанда, өтпелі саңылау негізінен екі бөліктен тұрады, біреуі – ортасындағы бұрғылау тесігі, екіншісі – бұрғылау тесігінің айналасындағы төсем аймағы. Бұл екі бөліктің өлшемі тесік мөлшерін анықтайды. Әлбетте, жоғары жылдамдықтағы, тығыздығы жоғары ПХД дизайнында дизайнер әрқашан тесіктің мүмкіндігінше кіші болғанын қалайды, бұл үлгі сымға көбірек бос орын қалдыруы мүмкін, сонымен қатар тесік неғұрлым кіші болса, меншікті паразиттік сыйымдылығы кішірек болады. жоғары жылдамдықты контур үшін жарамды. Бірақ саңылау көлемін азайту сонымен бірге шығындарды арттырады, ал тесік өлшемін шектеусіз азайту мүмкін емес, ол бұрғылау (бұрғылау) және қаптау (жабу) және басқа технологиямен шектеледі: тесік неғұрлым аз болса, бұрғылау уақыты ұзағырақ болса, ортаңғы позициядан ауытқу оңайырақ болады; Шұңқырдың тереңдігі тесік диаметрінен 6 есе асатын кезде, тесік қабырғасының біркелкі мыс қаптамасына кепілдік беру мүмкін емес. Мысалы, егер қарапайым 6 қабатты ПХД тақтасының қалыңдығы (тесік тереңдігі) 50 миль болса, онда ПХД өндірушілер бере алатын тесіктің минималды диаметрі-8 миль. Лазерлік бұрғылау технологиясының дамуымен бұрғылау өлшемі де кішірек және кішірек болуы мүмкін. Әдетте, тесіктің диаметрі 6 мильден аз немесе оған тең, біз оны микро тесік деп атаймыз. Микротесіктер HDI (жоғары тығыздықтағы Interconnect құрылымы) дизайнында жиі пайдаланылады. Microhole технологиясы саңылауды тікелей төсемге (VIA-in-pad) соғуға мүмкіндік береді, бұл схема өнімділігін айтарлықтай жақсартады және сымдарды өткізу орнын үнемдейді.

Тасымалдау желісіндегі саңылау сигналдың шағылысуын тудыратын кедергінің үзілу нүктесі болып табылады. Әдетте, саңылаудың эквивалентті кедергісі электр беру желісінен шамамен 12% төмен. Мысалы, 50 Ом электр беру желісінің кедергісі тесік арқылы өткенде 6 Ом-ға азаяды (спецификалық саңылаудың өлшеміне және пластинаның қалыңдығына да байланысты, бірақ абсолютті төмендеуге емес). Дегенмен, саңылау арқылы кедергінің үзілуінен туындаған шағылысу шын мәнінде өте аз және оның шағылу коэффициенті тек :(44-50)/(44+50) =0.06. Тесіктен туындаған мәселелер паразиттік сыйымдылық пен индуктивтіліктің әсеріне көбірек бағытталған.

Саңылау арқылы паразиттік сыйымдылық және индуктивтілік

Паразиттік адасқан сыйымдылық тесіктің өзінде бар. Егер төсеу қабатындағы тесіктің дәнекерлеу кедергі аймағының диаметрі D2 болса, дәнекерлеу алаңының диаметрі D1, ПХД тақтасының қалыңдығы T, ал негіздің диэлектрлік өткізгіштігі ε болса, паразиттік сыйымдылық. тесік шамамен C=1.41εTD1/ (D2-D1).

Паразиттік сыйымдылықтың тізбектегі негізгі әсері – сигналдың көтерілу уақытын ұзарту және тізбек жылдамдығын төмендету. Мысалы, қалыңдығы 50 миль болатын ПХД тақтасы үшін, егер саңылау төсемінің диаметрі 20 миллион болса (ұңғыманың диаметрі 10 миллион) және дәнекерлеу блогының диаметрі 40 миллион болса, біз паразиттік сыйымдылықты жуықтай аламыз. жоғарыдағы формула бойынша өтетін тесік: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF сыйымдылықтан туындаған көтерілу уақытының өзгеруі шамамен келесідей: T10-90 = 2.2c (Z0/2) = 2.2 × 0.31x (50/2) = 17.05пс Бұл мәндерден байқауға болады, бұл паразиттік сыйымдылықтың әсерінен кідіріс пен баяулаудың әсері. саңылау өте айқын емес, егер саңылау қабаттар арасында бірнеше рет ауысу үшін пайдаланылса, бірнеше саңылаулар пайдаланылады. Дизайныңызға мұқият болыңыз. Практикалық конструкцияда паразиттік сыйымдылықты тесік пен мыс төсеу аймағы арасындағы қашықтықты ұлғайту (жастыққа қарсы) немесе жастықшаның диаметрін азайту арқылы азайтуға болады. Жоғары жылдамдықты цифрлық схеманы жобалау кезінде саңылаудың паразиттік индуктивтілігі паразиттік сыйымдылыққа қарағанда зияндырақ. Оның паразиттік сериялы индуктивтілігі айналу сыйымдылығының үлесін әлсіретеді және бүкіл қуат жүйесінің сүзу тиімділігін төмендетеді. Келесі эмпирикалық формуланы пайдаланып, саңылаудың жуықтауының паразиттік индуктивтілігін жай ғана есептей аламыз: L=5.08h [ln (4сағ/д) +1]

Мұндағы L саңылаудың индуктивтілігін білдіреді, H – тесіктің ұзындығы, ал D – орталық тесіктің диаметрі. Теңдіктен көруге болады: тесіктің диаметрі индуктивтілікке аз әсер етеді, ал тесіктің ұзындығы индуктивтілікке үлкен әсер етеді. Жоғарыда келтірілген мысалды пайдалана отырып, саңылаудағы индуктивтілікті келесідей есептеуге болады:

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015нсағ Егер сигналдың көтерілу уақыты 1нс болса, онда эквиваленттік кедергі өлшемі: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Бұл импеданс жоғары жиілікті ток болған кезде елемеуге болмайды. Атап айтқанда, айналып өтетін конденсатор қоректену қабатын формацияға қосу үшін екі тесіктен өтуі керек, осылайша тесіктің паразиттік индуктивтілігін екі есе арттырады.

Үш, тесікті қалай пайдалану керек

Тесіктердің паразиттік сипаттамаларының жоғарыда келтірілген талдауы арқылы біз жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында қарапайым болып көрінетін тесіктер жиі схема дизайнына үлкен теріс әсер ететінін көреміз. Тесіктің паразиттік әсерінің жағымсыз әсерін азайту үшін дизайнда келесі әрекеттерді орындауға болады:

1. Құны мен сигнал сапасын ескере отырып, ойға қонымды тесік өлшемі таңдалады. Қажет болса, әртүрлі өлшемдегі тесіктерді пайдалануды қарастырыңыз. Мысалы, қуат немесе жер кабельдері үшін импеданс азайту үшін үлкен өлшемдерді қолдануды қарастырыңыз, ал сигнал сымдары үшін кішірек тесіктерді қолданыңыз. Әрине, саңылау көлемі азайған сайын сәйкес шығындар да артады.

2. Жоғарыда талқыланған екі формула жұқа ПХД тақталарын пайдалану перфорацияның екі паразиттік параметрін азайтуға көмектесетінін көрсетеді.

3. ПХД тақтасындағы сигнал сымдары қабаттарды мүмкіндігінше өзгертпеуі керек, яғни мүмкіндігінше қажетсіз тесіктерді пайдаланбаңыз.

4. Қуат көзінің және жердің түйреуіштерін ең жақын тесікке бұрғылау керек, ал тесік пен түйреуіштер арасындағы қорғасын мүмкіндігінше қысқа болуы керек. Баламалы индуктивтілікті азайту үшін бірнеше саңылауларды параллель қарастыруға болады.

5. Кейбір жерге тұйықтау саңылаулары сигналдың ең жақын контурын қамтамасыз ету үшін сигнал қабатының саңылауларының жанында орналастырылады. Сіз тіпті ПХД -ге көптеген қосымша жер тесіктерін қоюға болады. Әрине, сіз дизайнға икемді болуыңыз керек. Жоғарыда талқыланған тесік модель-бұл әр қабатта жастықшалар болатын жағдай. Кейде біз кейбір қабаттардағы жастықшаларды азайтып немесе алып тастай аламыз. Әсіресе тесік тығыздығы өте үлкен болған жағдайда, мыс қабатында кесілген тізбекті ойықтың пайда болуына әкелуі мүмкін, мұндай мәселені шешу үшін тесіктің орнын жылжытудан басқа, тесікті де қарастыруға болады. жастықшаның көлемін азайту үшін мыс қабатында.

6. Тығыздығы жоғары жоғары жылдамдықты ПХД тақталары үшін микро саңылауларды қарастыруға болады.