Една Основен концепт на перфорација

Преку дупка (ВИА) е важен дел од Повеќеслојни PCB, а трошоците за дупчење дупки обично изнесуваат 30% до 40% од трошоците за изработка на плочи со ПХБ. Едноставно кажано, секоја дупка на ПХБ може да се нарече пропусна дупка. Во однос на функцијата, дупката може да се подели во две категории: едната се користи за електрично поврзување помеѓу слоевите; Другото се користи за фиксација или позиционирање на уредот. Во однос на процесот, овие преку-дупки се генерално поделени во три категории, и тоа слепи преку, закопани преку и преку преку. Слепите дупки се наоѓаат на горната и долната површина на печатената плоча и имаат одредена длабочина за поврзување на површинското коло со внатрешното коло подолу. Длабочината на дупките обично не надминува одреден сооднос (отвор). Затрупаните дупки се дупки за поврзување во внатрешниот слој на таблата со печатени кола кои не се протегаат до површината на печатената плоча. Двата вида дупки се наоѓаат во внатрешниот слој на плочата, што е завршено со процесот на обликување преку отворот пред ламиниране, и неколку внатрешни слоеви може да се преклопат за време на формирањето на пропусната дупка. Третиот тип, наречен преку-дупки, поминува низ целата плоча и може да се користи за внатрешни интерконекции или како монтажни и лоцирани дупки за компонентите. Бидејќи пропусната дупка е полесно да се имплементира во тој процес, цената е помала, така што повеќето печатени плочки се користат, отколку другите два вида пропусни дупки. Следното низ дупки, без посебно објаснување, ќе се смета како преку дупки.

Основен концепт на ПХБ низ дупка и вовед во методот преку дупка

Од дизајнерска гледна точка, пропустливата дупка е главно составена од два дела, едниот е дупката за дупчење во средината, а другата е областа на подлогата околу дупката за дупчење. Големината на овие два дела ја одредува големината на отворот. Очигледно, во дизајнот на PCB со голема брзина и висока густина, дизајнерот секогаш сака дупката да биде што е можно помала, овој примерок може да остави повеќе простор за жици, покрај тоа, колку е помала дупката, сопствената паразитска капацитивност е помала, повеќе погоден за коло со голема брзина. Но, намалувањето на големината на дупката во исто време носи и зголемување на трошоците, а големината на дупката не може да се намали без ограничување, таа е ограничена со дупчење (дупчење) и позлата (позлата) и друга технологија: колку е помала дупката, подолго време е потребно за дупчење, толку е полесно да се отстапи од централната положба; Кога длабочината на дупката е повеќе од 6 пати поголема од дијаметарот на дупката, невозможно е да се гарантира униформно бакарно позлата на wallидот на дупката. На пример, ако дебелината (длабочината на дупката) на нормална 6-слојна плоча на ПХБ е 50 Mil, тогаш минималниот дијаметар на дупката што може да го обезбедат производителите на ПХБ е 8 Mil. Со развојот на ласерската технологија за дупчење, големината на дупчењето исто така може да биде помала и помала. Општо земено, дијаметарот на дупката е помал или еднаков на 6 Mils, ние го нарекуваме микро дупка. Микродупките често се користат во дизајнот на HDI (структура за интерконекција со висока густина). Технологијата за микро-дупки овозможува дупката да се погоди директно на подлогата (VIA-in-pad), што во голема мера ги подобрува перформансите на колото и заштедува простор за жици.

Пропусната дупка на далекуводот е точка на прекин на дисконтинуитетот на импеданса, што ќе предизвика одраз на сигналот. Општо земено, еквивалентната импеданса на пропустливата дупка е околу 12% помала од онаа на далекуводот. На пример, импедансата на далноводот од 50 оми ќе се намали за 6 оми кога ќе помине низ пропустливата дупка (специфичното е исто така поврзано со големината на проодната дупка и дебелината на плочата, но не и апсолутно намалување). Меѓутоа, рефлексијата предизвикана од дисконтинуитетот на импедансата низ дупката е всушност многу мала, а неговиот коефициент на рефлексија е само :(44-50)/(44+50) =0.06. Проблемите предизвикани од дупката се повеќе фокусирани на влијанието на паразитската капацитивност и индуктивност.

Паразитски капацитет и индуктивност низ дупката

Паразитската залутана капацитивност постои во самата дупка. Ако дијаметарот на зоната на отпорност на заварување на дупката на слојот за поставување е D2, дијаметарот на подлогата за заварување е D1, дебелината на плочата за PCB е T, а диелектричната константа на подлогата е ε, паразитската капацитивност на дупката е приближно C=1.41εTD1/ (D2-D1).

Главниот ефект на паразитската капацитивност врз колото е да го продолжи времето на покачување на сигналот и да ја намали брзината на колото. На пример, за ПХБ плоча со дебелина од 50 Mils, ако дијаметарот на перницата со пропустлива дупка е 20 Mils (дијаметарот на дупката е 10 Mils) и дијаметарот на блокот за лемење е 40 Mils, можеме приближно да ја приближиме паразитската капацитивност на пропустливата дупка според формулата погоре: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF промената на времето на пораст предизвикана од капацитетот е приближно како што следува: T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps Од овие вредности, може да се види дека иако ефектот на доцнење и забавување на порастот предизвикан од паразитската капацитивност на единечно дупката не е многу очигледна, ако проодната дупка се користи за префрлување помеѓу слоевите повеќе пати, ќе се користат повеќе проодни дупки. Бидете внимателни во вашиот дизајн. Во практичен дизајн, паразитската капацитивност може да се намали со зголемување на растојанието помеѓу дупката и зоната за поставување бакар (анти-подлога) или со намалување на дијаметарот на подлогата. Во дизајнот на дигитално коло со голема брзина, паразитската индуктивност на пропустливата дупка е поштетна од онаа на паразитската капацитивност. Неговата паразитарна серија индуктивност ќе го ослабне придонесот на бајпас капацитетот и ќе ја намали ефикасноста на филтрирање на целиот електроенергетски систем. Едноставно можеме да ја пресметаме паразитската индуктивност на приближување преку дупка користејќи ја следната емпириска формула: L=5.08h [ln (4h/d) +1]

Каде што L се однесува на индуктивноста на дупката, H е должината на дупката, а D е дијаметарот на централната дупка. Од равенката може да се види дека дијаметарот на дупката има мало влијание врз индуктивноста, додека должината на дупката има најголемо влијание врз индуктивноста. Сепак, користејќи го горенаведениот пример, индуктивноста надвор од дупката 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 еквивалентната импеданса е: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Оваа импеданса не може да се игнорира во присуство на струја со висока фреквенција. Особено, кондензаторот за бајпас треба да помине низ две дупки за да го поврзе слојот за снабдување со формацијата, со што се удвои паразитската индуктивност на дупката.

Три, како да се користи дупката

Преку горенаведената анализа на паразитските карактеристики на проодните дупки, можеме да видиме дека во дизајнот на ПХБ со голема брзина, навидум едноставните отвори честопати носат големи негативни ефекти врз дизајнот на колото. За да ги намалиме негативните ефекти од паразитскиот ефект на дупката, можеме да се обидеме да го направиме следново во дизајнот:

1. Со оглед на цената и квалитетот на сигналот, се избира разумна големина на дупката. Доколку е потребно, размислете за користење на различни големини на дупки. На пример, за кабли за напојување или заземјување, размислете да користите поголеми димензии за да ја намалите импедансата, а за ожичување на сигналот, користете помали дупки. Се разбира, како што се намалува големината на дупката, соодветните трошоци ќе се зголемат.

2. Двете формули дискутирани погоре покажуваат дека употребата на потенки ПХБ плочи помага да се намалат двата паразитски параметри на перфорациите.

3. Инсталирањето на сигналот на ПХБ-плочката не треба да ги менува слоевите колку што е можно, односно да не употребувате непотребни дупки колку што е можно повеќе.

4. Пиновите на напојувањето и земјата треба да се дупчат во најблиската дупка, а доводот помеѓу дупката и игличките треба да биде што е можно пократок. Може да се земат предвид повеќекратни отвори паралелно за да се намали еквивалентната индуктивност.

5. Некои дупки за заземјување се поставени во близина на дупките за слоевитоста на сигналот со цел да се обезбеди најблиската јамка за сигналот. Можете дури и да поставите многу дополнителни дупки за заземјување на ПХБ. Се разбира, треба да бидете флексибилни во вашиот дизајн. Моделот низ кој се дискутира погоре е ситуација кога има влошки во секој слој. Понекогаш, можеме да ги намалиме или дури и отстраниме влошките во некои слоеви. Особено во случај кога густината на дупката е многу голема, може да доведе до формирање на пресечен жлеб на коло во бакарен слој, за да се реши таков проблем, покрај поместувањето на локацијата на дупката, може да се разгледа и дупката во бакарен слој за да се намали големината на подлогата.

6. За високобрзинските ПХБ плочи со поголема густина, може да се земат предвид микро дупки.