Еден. Основниот концепт на визите

Виа е една од важните компоненти на повеќеслојна ПХБ, а трошоците за дупчење обично сочинуваат 30% до 40% од трошоците за производство на ПХБ. Едноставно кажано, секоја дупка на ПХБ може да се нарече преку.

Од гледна точка на функцијата, визите може да се поделат во две категории: едната се користи за електрични врски помеѓу слоевите; другиот се користи за уреди за фиксирање или позиционирање.

Во однос на процесот, овие вии генерално се поделени во три категории, имено слепи вии, закопани и преку визби. Слепите дупки се наоѓаат на горните и долните површини на плочата за печатено коло и имаат одредена длабочина. Тие се користат за поврзување на површинската линија и основната внатрешна линија. Длабочината на дупката обично не надминува одреден сооднос (бленда). Закопаната дупка се однесува на дупката за поврзување сместена во внатрешниот слој на плочата за печатено коло, која не се протега на површината на плочката. Горенаведените два типа на дупки се наоѓаат во внатрешниот слој на плочката на колото и се завршуваат со процес на формирање преку дупка пред ламиниране, а неколку внатрешни слоеви може да се преклопат за време на формирањето на виата. Третиот тип се нарекува преку дупка, која продира низ целото коло и може да се користи за внатрешна интерконекција или како дупка за позиционирање за монтирање на компоненти. Бидејќи пропустливата дупка е полесна за имплементација во процесот и цената е помала, повеќето печатени кола ја користат наместо другите два вида отвори. Следниве дупчиња, освен ако не е поинаку назначено, се сметаат за пропустливи дупки.

Од дизајнерска гледна точка, Via главно се состои од два дела, едниот е дупката за дупчење во средината, а другата е областа на перницата околу дупката за вежбање. Големината на овие два дела ја одредува големината на преку. Очигледно, во дизајнот на ПХБ со голема брзина и со висока густина, дизајнерите секогаш се надеваат дека колку е помала дупката за проводници, толку подобро, така што ќе може да се остави повеќе простор за жици на плочата. Дополнително, колку е помала дупката, паразитската капацитивност сама по себе. Колку е помал, толку е посоодветен за кола со голема брзина. Сепак, намалувањето на големината на дупката, исто така, доведува до зголемување на трошоците, а големината на вијалата не може да се намалува на неодредено време. Тоа е ограничено со процесни технологии како што се дупчење и позлата: колку е помала дупката, дупчалката Колку подолго трае дупката, толку е полесно да се отстапи од централната положба; и кога длабочината на дупката надминува 6 пати поголем од дијаметарот на дупчената дупка, не може да се гарантира дека ѕидот на дупката може да биде рамномерно обложен со бакар. На пример, дебелината (длабочината на дупката) на нормална 6-слојна ПХБ плоча е околу 50 Mil, така што минималниот дијаметар на дупчење што може да го обезбедат производителите на ПХБ може да достигне само 8 Милиони.

Второ, паразитскиот капацитет на преку

Самата виа има паразитски капацитет за заземјување. Ако се знае дека дијаметарот на изолационата дупка на заземјниот слој на вијалата е D2, дијаметарот на подлогата е D1, дебелината на плочата на ПХБ е T, а диелектричната константа на подлогата на плочата е ε, големината на паразитската капацитивност на виа е приближно: C=1.41εTD1/(D2-D1) Паразитската капацитивност на виа ќе предизвика колото да го продолжи времето на пораст на сигналот и да ја намали брзината на колото. На пример, за ПХБ со дебелина од 50 Мил, ако се користи вијала со внатрешен дијаметар од 10 Мил и дијаметар на подлогата од 20 Мил, а растојанието помеѓу подлогата и мелената бакарна површина е 32 Мил, тогаш можеме да ја приближиме користејќи ја горната формула Паразитскиот капацитет е приближно: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, промената на времето на пораст предизвикана од овој дел од капацитивноста е: T10-90=2.2C(Z0 /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Од овие вредности може да се види дека иако ефектот од доцнењето на покачувањето предизвикано од паразитската капацитивност на единечна вија не е очигледен, ако виа се користи повеќе пати во трагата за да се префрли помеѓу слоевите, дизајнерот сепак треба да размисли внимателно.

Трето, паразитската индуктивност на преку

Слично на тоа, постојат паразитски индуктивности заедно со паразитската капацитивност на висите. Во дизајнот на дигиталните кола со голема брзина, штетата предизвикана од паразитската индуктивност на визите е често поголема од влијанието на паразитската капацитивност. Неговата паразитска сериска индуктивност ќе го ослаби придонесот на бајпас-кондензаторот и ќе го ослаби ефектот на филтрирање на целиот електроенергетски систем. Можеме едноставно да ја пресметаме приближната паразитска индуктивност на a via со следнава формула: L=5.08h[ln(4h/d)+1] каде L се однесува на индуктивноста на via, h е должината на via, и d е центарот Дијаметарот на дупката. Од формулата може да се види дека дијаметарот на вијалата има мало влијание врз индуктивноста, а должината на виа има најголемо влијание врз индуктивноста. Сепак, користејќи го горенаведениот пример, индуктивноста на виа може да се пресмета како: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Ако времето на пораст на сигналот е 1ns, тогаш неговата еквивалентна импеданса е: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Таквата импеданса повеќе не може да се игнорира кога поминуваат струи со висока фреквенција. Посебно внимание треба да се посвети на фактот дека бајпас-кондензаторот треба да помине низ две виси при поврзување на рамнината за напојување и рамнината за заземјување, така што паразитската индуктивност на висите експоненцијално ќе се зголеми.

Четврто, преку дизајн во ПХБ со голема брзина

Преку горенаведената анализа на паразитските карактеристики на висите, можеме да видиме дека во дизајнот на ПХБ со голема брзина, навидум едноставните виси често носат големи негативни ефекти врз дизајнот на колото. Со цел да се намалат негативните ефекти предизвикани од паразитските ефекти на висите, може да се направи следново во дизајнот:

1. Од перспектива на цена и квалитет на сигналот, изберете разумна големина преку. На пример, за дизајнот на PCB на меморискиот модул со 6-10 слоеви, подобро е да се користат 10/20Mil (дупчени/рамнини) визби. За некои табли со мала големина со висока густина, може да се обидете да користите и 8/18Mil. дупка. Според сегашните технички услови, тешко е да се користат помали виси. За напојување или заземјување, можете да размислите за користење поголема големина за да ја намалите импедансата.

2. Двете формули дискутирани погоре може да се заклучи дека употребата на потенка ПХБ е погодна за намалување на двата паразитски параметри на преку.

3. Обидете се да не ги менувате слоевите на трагите на сигналот на плочата за PCB, односно обидете се да не користите непотребни виси.

4. Пиновите за напојување и заземјување треба да се дупчат во близина, а доводот помеѓу виата и иглата треба да биде што е можно пократок, бидејќи тие ќе ја зголемат индуктивноста. Во исто време, каблите за напојување и заземјување треба да бидат што е можно подебели за да се намали импедансата.

5. Поставете неколку заземјени визби во близина на визите на слојот на сигналот за да ја обезбедите најблиската јамка за сигналот. Можно е дури и да се постават голем број на непотребни заземјувачки визби на плочата на ПХБ. Се разбира, дизајнот треба да биде флексибилен. Моделот via што беше дискутиран претходно е случајот кога има влошки на секој слој. Понекогаш, можеме да ги намалиме, па дури и да ги отстраниме влошките на некои слоеви. Особено кога густината на висите е многу висока, тоа може да доведе до формирање на жлеб за прекин што ја дели јамката во бакарниот слој. За да го решиме овој проблем, покрај поместувањето на положбата на виа, можеме да размислиме и за поставување на виа на бакарниот слој. Големината на подлогата е намалена.