Бир. Vias жөнүндө негизги түшүнүк

Via маанилүү компоненттеринин бири болуп саналат көп каттуу ПХБ, жана бургулоо наркы, адатта, PCB өндүрүш наркынын 30% 40% түзөт. Жөнөкөй сөз менен айтканда, ПХБдагы ар бир тешикти via деп атоого болот.

Функциянын көз карашы боюнча, vias эки категорияга бөлүнөт: бири катмарлар ортосундагы электр байланыштары үчүн колдонулат; экинчиси түзмөктөрдү бекитүү же жайгаштыруу үчүн колдонулат.

Процесс боюнча, бул визиттер жалпысынан үч категорияга бөлүнөт, тактап айтканда, сокур жол, көмүлгөн жана аркылуу. Сокур тешиктер басылган схеманын үстүнкү жана астыңкы беттеринде жайгашкан жана белгилүү бир тереңдикке ээ. Алар үстүнкү сызыкты жана астындагы ички сызыкты туташтыруу үчүн колдонулат. Тешиктин тереңдиги, адатта, белгилүү бир катыштан (апертура) ашпайт. Көмүлгөн тешик деп басма схемасынын ички катмарында жайгашкан байланыш тешиги айтылат, ал схеманын бетине жайылбайт. Жогоруда айтылган эки типтеги тешиктер схеманын ички катмарында жайгашып, ламинациядан мурун тешиктерди түзүү процесси менен аяктайт, ал эми каналды түзүү учурунда бир нече ички катмарлар бири-бирине капталышы мүмкүн. Үчүнчү түрү өтүүчү тешик деп аталат, ал бүт схемалык тактага кирип, ички байланыш үчүн же компонентти монтаждоочу тешик катары колдонсо болот. Процесстин жүрүшүндө тешикти ишке ашыруу оңой жана баасы төмөн болгондуктан, көпчүлүк басма схемалар аны тешиктердин башка эки түрүнүн ордуна колдонушат. Төмөнкү тешиктер, эгерде башкасы көрсөтүлбөсө, тешиктер аркылуу деп эсептелет.

Дизайн көз карашынан алганда, вентиль негизинен эки бөлүктөн турат, бири ортодогу бургулоочу тешик, экинчиси бургулоо тешигинин айланасындагы аянтча. Бул эки бөлүктүн өлчөмү аркылуу өлчөмүн аныктайт. Албетте, жогорку ылдамдыктагы, жогорку тыгыздыктагы ПХБ дизайнында дизайнерлер ар дайым өтүүчү тешик канчалык кичине болсо, ошончолук жакшы деп үмүттөнүшөт, андыктан тактада көбүрөөк зымдар мейкиндиги калтырылышы мүмкүн. Мындан тышкары, тешик кичинекей болсо, өзүнүн мителик сыйымдуулугу. Ал канчалык кичине болсо, ошончолук жогорку ылдамдыктагы схемалар үчүн ылайыктуу. Бирок, тешик өлчөмүн кыскартуу, ошондой эле наркынын өсүшүнө алып келет, жана аркылуу өлчөмүн чексиз кыскартуу мүмкүн эмес. Ал бургулоо жана каптоо сыяктуу процесстик технологиялар менен чектелет: тешик канчалык кичине болсо, тешик ошончолук узакка созулса, борбордон четтөө ошончолук жеңил болот; ал эми тешиктин тереңдиги бургуланган тешиктин диаметринен 6 эсе ашкан учурда, тешик дубалын жез менен бир калыпта жабууга кепилдик берүү мүмкүн эмес. Мисалы, кадимки 6 катмарлуу ПХБ тактасынын калыңдыгы (тешик тереңдиги) болжол менен 50 миллионду түзөт, андыктан PCB өндүрүүчүлөрү камсыздай турган минималдуу бургулоо диаметри 8 миллионго гана жетиши мүмкүн.

Экинчиден, аркылуу мите сыйымдуулугу

Тарткычтын өзү жерге карата мителик сыйымдуулукка ээ. Эгерде viaнын жер катмарындагы изоляциялык тешиктин диаметри D2, өтмөктүн диаметри D1, ПХБ тактасынын калыңдыгы T, ал эми тактайдын субстратынын диэлектрик өтмөгү ε экени белгилүү болсо, via-нын паразиттик сыйымдуулугунун өлчөмү болжол менен: C=1.41εTD1/(D2-D1) via-нын паразиттик сыйымдуулугу чынжырдын сигналдын көтөрүлүү убактысын узартуусуна жана чынжырдын ылдамдыгын азайтуусуна алып келет. Мисалы, калыңдыгы 50Мил болгон ПХБ үчүн, эгерде ички диаметри 10Мил жана төшөктүн диаметри 20Мил болгон вентилятор колдонулса, ал эми пластка менен жер жез аянтынын ортосундагы аралык 32Mil болсо, анда биз аркылуу болжолдуу түрдө айта алабыз. Жогорудагы формуланы колдонуу менен мите сыйымдуулук болжол менен: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/(0.032-0.020) = 0.517pF, сыйымдуулуктун бул бөлүгү менен шартталган көтөрүлүү убактысынын өзгөрүшү: T10-90 = 2.2C (Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28сек. Бул баалуулуктардан көрүнүп тургандай, бир жолдун паразиттик сыйымдуулугу менен шартталган көтөрүлүү кечиктирилишинин таасири ачык болбосо да, катмарлар арасында өтүү үчүн трассада бир нече жолу колдонулса, дизайнер дагы эле эске алышы керек. кылдаттык менен.

Үчүнчүдөн, via паразиттик индуктивдүүлүк

Ошо сыяктуу эле, vias мите сыйымдуулугу менен бирге мите индуктивдүүлүк бар. Жогорку ылдамдыктагы санариптик схемаларды долбоорлоодо, виалардын паразиттик индуктивдүүлүгүнүн зыяны көбүнчө мите сыйымдуулуктун таасиринен көбүрөөк болот. Анын паразиттик катар индуктивдүүлүгү айланып өтүүчү конденсатордун салымын алсыратат жана бүт энергия тутумунун чыпкалоочу таасирин алсыратат. Биз a viaнын болжолдуу паразиттик индуктивдүүлүгүн төмөнкү формула менен жөн гана эсептей алабыз: L=5.08h[ln(4h/d)+1] мында L – via индуктивдүүлугун билдирет, h – viaнын узундугу жана d борбору болуп саналат тешиктин диаметри. Формуладан көрүнүп тургандай, индуктивдүүлүккө линиянын диаметри бир аз таасир этет, ал эми анын узундугу индуктивдүүлүккө эң чоң таасир этет. Жогорудагы мисалды колдонуу менен, аркылуу индуктивдүүлүктү төмөнкүдөй эсептөөгө болот: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015нН. Эгерде сигналдын көтөрүлүү убактысы 1нс болсо, анда анын эквиваленттүү импедансы: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Жогорку жыштыктагы ток өткөндө мындай импедансты мындан ары четке кагуу мүмкүн эмес. Айланма конденсатор күч түзүмү менен жер тегиздигин туташтырганда эки линия аркылуу өтүшү керек экендигине өзгөчө көңүл буруу керек, ошентип вертикалдардын паразиттик индуктивдүүлүгү экспоненциалдуу түрдө жогорулайт.

Төртүнчүдөн, жогорку ылдамдыктагы PCB дизайн аркылуу

Визалардын паразиттик мүнөздөмөлөрүн жогорудагы талдоо аркылуу биз жогорку ылдамдыктагы PCB дизайнында жөнөкөй көрүнгөн vias көбүнчө схеманын дизайнына чоң терс таасирлерди алып келерин көрө алабыз. Визалардын мителик таасиринен келип чыккан терс таасирлерди азайтуу үчүн дизайнда төмөнкүлөрдү жасоого болот:

1. наркы жана сигнал сапаты көз карашынан, аркылуу акылга сыярлык өлчөмүн тандоо. Мисалы, 6-10-кабат эстутум модулунун ПХБ дизайны үчүн 10/20Mil (бургулоо/под) аркылуу колдонуу жакшы. Кээ бир жогорку тыгыздыктагы кичинекей тактайлар үчүн 8/18Mil колдонууга аракет кылсаңыз болот. тешик. Азыркы техникалык шарттарда кичирээк жолдорду колдонуу кыйын. Кубат же жер аркылуу өтүү үчүн, импедансты азайтуу үчүн чоңураак өлчөмдү колдонсоңуз болот.

2. Жогоруда талкууланган эки формула ичке PCB колдонуу аркылуу эки мите параметрлерин азайтуу үчүн жагымдуу болуп саналат деген тыянак чыгарууга болот.

3. ПХБ тактасындагы сигнал изинин катмарларын өзгөртпөөгө аракет кылыңыз, башкача айтканда, керексиз viasтарды колдонбогонго аракет кылыңыз.

4. Күч жана жер төөнөгүчтөрүн жакын бургулоо керек, ал эми аркылуу жана төөнөгүчтүн ортосундагы коргошун мүмкүн болушунча кыска болушу керек, анткени алар индуктивдүүлүктү жогорулатат. Ошол эле учурда, электр жана жер өткөргүчтөр импедансты азайтуу үчүн мүмкүн болушунча жоон болушу керек.

5. Сигнал үчүн эң жакын циклди камсыз кылуу үчүн сигнал катмарынын линияларынын жанына бир нече негиздүү линияларды коюңуз. Ал тургай, ПХБ тактасына көп сандагы ашыкча жерди жайгаштырууга болот. Албетте, дизайн ийкемдүү болушу керек. Мурда талкууланган via модели ар бир катмарда пластинкалар болгон учур. Кээде биз кээ бир катмарлардын төшөктөрүн азайтып же алып салса болот. Айрыкча, vias тыгыздыгы өтө жогору болгондо, бул жез катмарындагы илмекти бөлүп турган үзүлгөн оюктун пайда болушуна алып келиши мүмкүн. Бул көйгөйдү чечүү үчүн, биз венонун абалын жылдыруудан тышкары, жез катмарына via жайгаштырууну да карап көрсөк болот. Төшөктүн көлөмү азаят.