Нэг. Виасын үндсэн ойлголт

Via нь чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм олон давхаргат ПХБ, өрөмдлөгийн зардал нь ихэвчлэн ПХБ үйлдвэрлэлийн зардлын 30-40% -ийг эзэлдэг. Энгийнээр хэлбэл, ПХБ дээрх нүх бүрийг дамжуулагч гэж нэрлэж болно.

Функцийн үүднээс авч үзвэл vias нь хоёр ангилалд хуваагдана: нэг нь давхаргын хоорондох цахилгаан холболтод ашиглагддаг; нөгөө нь төхөөрөмжийг засах эсвэл байрлуулахад ашигладаг.

Үйл явцын хувьд эдгээр дамжуулалтыг ерөнхийдөө сохор, булсан, дамждаг гэсэн гурван ангилалд хуваадаг. Сохор нүхнүүд нь хэвлэмэл хэлхээний самбарын дээд ба доод гадаргуу дээр байрладаг бөгөөд тодорхой гүнтэй байдаг. Эдгээр нь гадаргуугийн шугам болон доод талын дотоод шугамыг холбоход хэрэглэгддэг. Нүхний гүн нь ихэвчлэн тодорхой харьцаа (апертур) -аас хэтрэхгүй байна. Оршуулсан нүх гэдэг нь хэвлэмэл хэлхээний самбарын дотоод давхаргад байрлах холболтын нүхийг хэлдэг бөгөөд энэ нь хэлхээний хавтангийн гадаргуу дээр гарахгүй. Дээр дурдсан хоёр төрлийн цооногууд нь хэлхээний самбарын дотоод давхаргад байрладаг бөгөөд цоолборлохын өмнө цооног үүсгэх процессоор дуусгавар болох ба суваг үүсэх явцад хэд хэдэн дотоод давхаргууд давхцаж болно. Гурав дахь төрлийг дамжуулах нүх гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хэлхээний самбарыг бүхэлд нь нэвчиж, дотоод холболт эсвэл эд анги суурилуулах байрлалыг тогтоох нүх болгон ашиглаж болно. Нэвтрэх нүхийг үйл явцад хэрэгжүүлэхэд хялбар бөгөөд өртөг багатай тул ихэнх хэвлэмэл хэлхээний самбарууд бусад хоёр төрлийн нүхний оронд үүнийг ашигладаг. Дараахь нүхийг өөрөөр заагаагүй бол нүхэн нүх гэж үзнэ.

Дизайны үүднээс авч үзвэл, вио нь голчлон хоёр хэсгээс бүрдэх бөгөөд нэг нь голд байрлах өрөмдлөгийн нүх, нөгөө нь өрөмдлөгийн нүхний эргэн тойрон дахь дэвсгэр хэсэг юм. Эдгээр хоёр хэсгийн хэмжээ нь дамжуулагчийн хэмжээг тодорхойлдог. Мэдээжийн хэрэг, өндөр хурдтай, өндөр нягтралтай ПХБ-ийн загварт дизайнерууд нүх нь жижиг байх тусмаа сайн, ингэснээр самбар дээр илүү их утастай зай үлдэх болно гэж үргэлж найдаж байна. Нэмж дурдахад, нүхний хэмжээ бага байх тусам өөрийн шимэгчийн багтаамжтай байдаг. Энэ нь бага байх тусам өндөр хурдны хэлхээнд илүү тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч нүхний хэмжээ багасах нь өртөг нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд дамжуулах хоолойн хэмжээг тодорхойгүй хугацаагаар багасгах боломжгүй юм. Энэ нь өрөмдлөг, бүрэх зэрэг процессын технологиор хязгаарлагддаг: цооног бага байх тусам өрөмдлөгийн нүх урт байх тусам төвийн байрлалаас хазайхад хялбар болно; мөн нүхний гүн нь өрөмдсөн нүхний диаметрээс 6 дахин их байвал нүхний ханыг зэсээр жигд бүрэх боломжтой гэдгийг баталж чадахгүй. Жишээлбэл, ердийн 6 давхаргатай ПХБ хавтангийн зузаан (нүхний гүн) нь ойролцоогоор 50 миль байдаг тул ПХБ үйлдвэрлэгчдийн өгч чадах хамгийн бага өрөмдлөгийн диаметр нь зөвхөн 8 миль хүрэх боломжтой.

Хоёрдугаарт, дамжуулагчийн шимэгчийн багтаамж

Дамжуулагч нь өөрөө газардуулах шимэгчийн багтаамжтай. Хэрэв дамжуулагчийн хөрсний давхарга дээрх тусгаарлах нүхний диаметр нь D2, дамжуулагчийн диаметр нь D1, ПХБ хавтангийн зузаан нь T, хавтангийн субстратын диэлектрик тогтмол нь ε байна. via-ийн шимэгчийн багтаамжийн хэмжээ ойролцоогоор: C=1.41εTD1/(D2-D1) Шимэгчийн багтаамж нь хэлхээг дохионы өсөлтийн хугацааг уртасгаж, хэлхээний хурдыг багасгахад хүргэнэ. Жишээлбэл, 50Мил зузаантай ПХБ-ийн хувьд дотоод диаметр нь 10Мил, дэвсгэрийн диаметр нь 20Мил байх ба дэвсгэр ба нунтагласан зэсийн талбайн хоорондох зай 32Мил байвал бид дамжуулагчийг ойролцоогоор тооцоолж болно. дээрх томьёог ашиглан Шимэгчийн багтаамж нь ойролцоогоор: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, багтаамжийн энэ хэсгээс үүссэн өсөлтийн хугацааны өөрчлөлт: T10-90=2.2C(Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Эдгээр утгуудаас харахад нэг венийн шимэгчийн багтаамжаас үүдэлтэй өсөлтийн саатлын нөлөө нь тодорхойгүй байгаа ч давхаргууд хооронд шилжихийн тулд давхрагыг олон удаа ашигладаг бол дизайнер үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. болгоомжтой.

Гуравдугаарт, via-ийн шимэгчийн индукц

Үүний нэгэн адил, венийн шимэгчийн багтаамжтай хамт шимэгчийн индукцүүд байдаг. Өндөр хурдны дижитал хэлхээг зохион бүтээхдээ венийн шимэгчийн индукцаас үүсэх хор хөнөөл нь шимэгчийн багтаамжийн нөлөөллөөс их байдаг. Түүний паразит цуврал индукц нь bypass конденсаторын хувь нэмрийг сулруулж, бүхэл бүтэн эрчим хүчний системийн шүүлтүүрийн нөлөөг сулруулна. Бид a via-ийн ойролцоогоор паразит индукцийг дараах томъёогоор тооцоолж болно: L=5.08h[ln(4h/d)+1] энд L нь via-ийн индукцийг, h нь via-ийн урт, d төв нь нүхний диаметр. Томьёоноос харахад дамжуулагчийн голч нь индукцэд бага нөлөө үзүүлдэг ба ороомгийн урт нь индукцид хамгийн их нөлөө үзүүлдэг. Дээрх жишээг ашигласнаар дамжуулагчийн индукцийг дараах байдлаар тооцоолж болно: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Хэрэв дохионы өсөлтийн хугацаа 1нс бол түүний эквивалент эсэргүүцэл нь: XL=πL/T10-90=3.19Ω байна. Өндөр давтамжийн гүйдэл дамжих үед ийм эсэргүүцэлийг үл тоомсорлож болохгүй. Эрчим хүчний хавтгай ба газрын хавтгайг холбохдоо тойрч гарах конденсатор нь хоёр дамжуулагчаар дамжих шаардлагатай бөгөөд ингэснээр дамжуулагчийн паразит индукц нь экспоненциалаар нэмэгдэх болно.

Дөрөвдүгээрт, өндөр хурдны ПХБ-ийн дизайнаар дамжуулан

Виагийн паразит шинж чанаруудын дээрх дүн шинжилгээгээр бид өндөр хурдны ПХБ-ийн дизайнд энгийн мэт санагдах вентиляци нь хэлхээний дизайнд ихээхэн сөрөг нөлөө үзүүлдэг болохыг харж болно. Усан хоолойн шимэгч хорхойн нөлөөгөөр үүсэх сөрөг нөлөөг багасгахын тулд дизайн хийхдээ дараахь зүйлийг хийж болно.

1. Үнэ болон дохионы чанарын үүднээс боломжийн хэмжээг сонго. Жишээлбэл, 6-10 давхаргын санах ойн модулийн ПХБ-ийн дизайны хувьд 10/20 миль (өрөмдсөн / дэвсгэр) дамжуулагчийг ашиглах нь дээр. Зарим өндөр нягтралтай жижиг хэмжээтэй хавтангийн хувьд та 8/18Mil ашиглахыг оролдож болно. нүх. Техникийн өнөөгийн нөхцөлд жижиг дамжлага ашиглахад хэцүү байдаг. Эрчим хүч эсвэл газардуулгын хувьд та эсэргүүцлийг багасгахын тулд илүү том хэмжээтэй ашиглах боломжтой.

2. Дээр хэлэлцсэн хоёр томьёо нь илүү нимгэн ПХБ ашиглах нь венийн хоёр шимэгчийн параметрийг багасгахад тустай гэж дүгнэж болно.

3. ПХБ самбар дээрх дохионы ул мөрийн давхаргыг өөрчлөхгүй байхыг хичээгээрэй, өөрөөр хэлбэл шаардлагагүй дамжуулагчийг ашиглахгүй байхыг хичээгээрэй.

4. Хүчдэл ба газардуулгын шонгуудыг ойролцоо өрөмдөж, дамжуулагч ба голын хоорондох утас нь индукцийг ихэсгэх тул аль болох богино байх ёстой. Үүний зэрэгцээ цахилгаан болон газардуулгын утаснууд нь эсэргүүцлийг багасгахын тулд аль болох зузаан байх ёстой.

5. Дохионы хамгийн ойрын гогцоог хангахын тулд дохионы давхаргын дамжуулагчийн ойролцоо газардуулсан дамжуулагчийг байрлуул. ПХБ-ийн хавтан дээр олон тооны илүүдэл газардуулга байрлуулах боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, загвар нь уян хатан байх ёстой. Өмнө нь авч үзсэн загвар нь давхарга бүр дээр дэвсгэртэй байх тохиолдол юм. Заримдаа бид зарим давхаргын дэвсгэрийг багасгаж эсвэл бүр арилгаж болно. Ялангуяа венийн нягт нь маш өндөр байвал зэсийн давхарга дахь гогцоог тусгаарлах завсарлагааны ховил үүсэхэд хүргэдэг. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид дамжуулагчийн байрлалыг хөдөлгөхөөс гадна зэсийн давхарга дээр дамжуулагчийг байрлуулах талаар бодож болно. Хавтангийн хэмжээ багассан.