Per skylę (VIA) yra svarbi dalis daugiasluoksnė PCB, o skylių gręžimo kaina paprastai sudaro nuo 30% iki 40% PCB plokščių gamybos išlaidų. Paprasčiau tariant, kiekvieną PCB skylę galima pavadinti praėjimo anga. Pagal funkciją skylę galima suskirstyti į dvi kategorijas: viena naudojama elektros jungčiai tarp sluoksnių; Kitas naudojamas prietaiso fiksavimui ar padėties nustatymui.

Kalbant apie procesą, šios skylės paprastai skirstomos į tris kategorijas, būtent aklas per, palaidotas per ir per. Aklos skylės yra ant spausdintinės plokštės viršutinio ir apatinio paviršiaus ir turi tam tikrą gylį, skirtą prijungti paviršiaus grandinę prie žemiau esančios vidinės grandinės. Skylių gylis paprastai neviršija tam tikro santykio (diafragmos). Palaidotos skylės yra jungiamosios skylės vidiniame spausdintinės plokštės sluoksnyje, kurios nesiekia spausdintinės plokštės paviršiaus. Dviejų tipų skylės yra vidiniame plokštės sluoksnyje, kuris užbaigiamas per skylių liejimo procesą prieš laminavimą, o formuojant skylę gali sutapti keli vidiniai sluoksniai. Trečiasis tipas, vadinamas skylėmis, eina per visą plokštę ir gali būti naudojamas vidiniams sujungimams arba kaip komponentų tvirtinimo ir nustatymo angos. Kadangi per skylę lengviau įdiegti procesą, kaina yra mažesnė, todėl dauguma spausdintinių plokščių yra naudojamos, o ne kitų dviejų tipų skylių. Toliau pateiktos skylės be specialaus paaiškinimo laikomos skylėmis.

Kiek žinote apie PCB dizaino skylę

Projektavimo požiūriu, skylė daugiausia susideda iš dviejų dalių: viena yra gręžimo anga viduryje, o kita-trinkelių sritis aplink gręžimo angą, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Šių dviejų dalių dydis lemia skylės dydį. Akivaizdu, kad projektuojant didelės spartos didelio tankio PCB, dizaineris visada nori, kad skylė būtų kuo mažesnė, šis pavyzdys gali palikti daugiau vietos laidams, be to, kuo mažesnė skylė, tuo mažesnė jo parazitinė talpa tinka greitajai grandinei. Tačiau tuo pačiu metu mažėja skylės dydis, todėl padidėja išlaidos, o skylės dydis negali būti ribojamai sumažintas, jį riboja gręžimas (gręžimas) ir dengimas (dengimas) ir kita technologija: kuo mažesnė skylė, tuo kuo ilgiau reikia gręžti, tuo lengviau nukrypti nuo centro; Kai skylės gylis yra daugiau nei 6 kartus didesnis už skylės skersmenį, neįmanoma užtikrinti vienodo vario skylės sienos padengimo. Pavyzdžiui, dabartinis įprastas 6 sluoksnių PCB plokštės storis (per skylės gylį) yra apie 50 mililitrų, todėl minimalus gręžimo skersmuo, kurį gali pateikti PCB gamintojai, gali siekti tik 8 milimetrus. Parazitinė skylės talpa egzistuoja su žeme, jei izoliacinės angos skersmuo yra D2, skylės pagalvėlės skersmuo yra D1, PCB plokštės storis yra T, o pagrindo dielektrinė konstanta yra ε, skylės parazitinė talpa yra maždaug: C = 1.41εTD1/ (D2-D1)

Pagrindinis parazitinės talpos poveikis grandinei yra signalo pakilimo laiko pailginimas ir grandinės greičio sumažinimas. Pavyzdžiui, jei PCM plokštė yra 50 milimetrų storio, jei vidinis skylės skersmuo yra 10 milimetrų, trinkelės skersmuo yra 20 milimetrų, o atstumas tarp trinkelės ir vario grindų yra 32 milimetrai, mes galime apytiksliai aptikti parazitinę talpą. skylę pagal aukščiau pateiktą formulę: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032–0.020) = 0.517pF, šios talpos dalies sukeltas kilimo laiko pokytis yra: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28 tšk. Remiantis šiomis vertėmis, akivaizdu, kad nors parazitinės talpos iš vienos skylės poveikis pakilimo vėlavimui nėra akivaizdus, ​​dizaineriai turėtų būti atsargūs, jei perjungimui iš vieno sluoksnio naudojamos kelios skylės.

Kuriant didelės spartos skaitmenines grandines, parazitinis induktyvumas per skylę dažnai yra didesnis nei parazitinės talpos poveikis. Jo parazitinė serijos induktyvumas susilpnins apėjimo talpos indėlį ir sumažins visos elektros sistemos filtravimo efektyvumą. Mes galime tiesiog apskaičiuoti parazitinį induktyvumą per skylės apytikslę pagal šią formulę: L = 5.08h [ln (4h/d) +1], kur L reiškia induktyvumą per skylę, h yra pralaidumo ilgis skylė, o D yra centrinės skylės skersmuo. Iš lygties matyti, kad skylės skersmuo turi mažai įtakos induktyvumui, o skylės ilgis turi didžiausią įtaką induktyvumui. Vis dar naudojant aukščiau pateiktą pavyzdį, induktyvumą iš skylės galima apskaičiuoti kaip L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Jei signalo kilimo laikas yra 1ns, tada lygiavertė varža yra: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Šios varžos negalima ignoruoti esant aukšto dažnio srovei. Visų pirma, apėjimo kondensatorius turi praeiti per dvi skyles, kad prijungtų tiekimo sluoksnį prie formavimo, taip padvigubindamas skylės parazitinį induktyvumą.

Atlikdami aukščiau pateiktą skylės parazitinių charakteristikų analizę, matome, kad didelės spartos PCB konstrukcijoje iš pažiūros paprasta skylė dažnai sukelia didelį neigiamą poveikį grandinės dizainui. Siekdami sumažinti neigiamą parazitinio skylės poveikio poveikį, mes galime padaryti kuo daugiau: 1. Iš dviejų išlaidų ir signalo kokybės aspektų pasirinkite protingą skylės dydį. Pavyzdžiui, 6-10 sluoksnių MEMORY modulio PCB dizaino atveju geriau pasirinkti 10/20mil (gręžimo/trinkelių) per skylę, kai kurioms didelio tankio mažo dydžio plokštėms taip pat galite pabandyti naudoti 8/18mil skylė. Naudojant dabartines technologijas, būtų sunku naudoti mažesnes skyles. Maitinimo šaltiniui ar įžeminimo laidui per skyles galima laikyti didesnio dydžio, kad sumažėtų varža.

2. Dvi aukščiau aptartos formulės rodo, kad plonesnių PCB plokščių naudojimas padeda sumažinti du parazitinius parametrus per skyles.

3. signalo laidai ant PCB plokštės neturėtų kiek įmanoma pakeisti sluoksnio, tai yra, stenkitės nenaudoti nereikalingų skylių.

4. Netoliese reikia gręžti maitinimo šaltinio ir žemės kaiščius. Kuo trumpesnis laidas tarp kaiščių ir skylių, tuo geriau, nes dėl to padidės induktyvumas. Tuo pačiu metu maitinimo ir įžeminimo laidai turi būti kuo storesni, kad sumažėtų varža.

5. Prie signalo sluoksnio pakeitimo skylių uždėkite keletą įžeminimo skylių, kad signalas būtų artimiausias. Jūs netgi galite įdėti daug papildomų įžeminimo skylių ant PCB. Žinoma, jūs turite būti lankstus savo dizaino srityje. Aukščiau aptartas skylės modelis yra situacija, kai kiekviename sluoksnyje yra trinkelės. Kartais kai kuriuose sluoksniuose galime sumažinti arba net pašalinti trinkeles. Ypač tuo atveju, jei skylės tankis yra labai didelis, dėl to vario sluoksnyje gali susidaryti atjungta grandinės griovelis, kad būtų galima išspręsti ne tik skylės vietos perkėlimą, bet ir tokią problemą vario sluoksnyje, kad sumažintumėte trinkelės dydį.