Нэг Цооролтын тухай үндсэн ойлголт

Нүхээр дамжих (VIA) нь чухал хэсэг юм Олон давхаргат ПХБ, цооног өрөмдөх өртөг нь ихэвчлэн ПХБ -ийн хавтангийн зардлын 30-40% -ийг эзэлдэг. Энгийнээр хэлэхэд ПХБ -ийн нүх бүрийг нэвтрүүлэх нүх гэж нэрлэж болно. Функцийн хувьд нүхийг хоёр төрөлд хувааж болно: нэг нь давхаргын хоорондох цахилгаан холболтод ашиглагддаг; Нөгөө нь төхөөрөмжийг бэхлэх эсвэл байрлуулахад ашигладаг. Процессийн хувьд эдгээр нүхийг ерөнхийдөө гурван төрөлд хуваадаг: сохор замаар, булах замаар, булах замаар. Сохор нүх нь ХЭВЛЭЛТ ХЭЛБЭРИЙН ХУВААРЫН дээд ба доод гадаргуу дээр байрладаг бөгөөд гадаргуугийн хэлхээг доорх дотоод хэлхээнд холбох тодорхой гүнтэй байдаг. Нүхний гүн нь ихэвчлэн тодорхой харьцаанаас хэтрэхгүй байдаг. Оруулсан нүхнүүд нь хэвлэмэл хэлхээний самбарын дотоод давхаргад холбосон нүхнүүд бөгөөд тэдгээр нь хэвлэмэл хэлхээний хавтангийн гадаргуу дээр хүрдэггүй. Хоёр төрлийн цоорхой нь хэлхээний самбарын дотоод давхаргад байрладаг бөгөөд энэ нь цоолборлохоос өмнө цооногоор цутгах замаар дуусдаг бөгөөд нүх үүсэх явцад хэд хэдэн дотоод давхаргууд давхцаж болно. Гурав дахь төрөл нь нүх гэж нэрлэгддэг бөгөөд бүхэл бүтэн хэлхээний самбараар дамждаг бөгөөд үүнийг дотоод холболт эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нүх, бэхэлгээ болгон ашиглаж болно. Дамжуулах нүхийг процесст хэрэгжүүлэхэд хялбар байдаг тул өртөг нь бага байдаг тул бусад хоёр төрлийн нүхийг биш харин ихэнх хэвлэмэл хэлхээний хавтанг ашигладаг. Тусгай тайлбаргүйгээр нүхээр дамжин өнгөрөх зүйлсийг нүхээр дамжин өнгөрөх гэж үзнэ.

Нүхээр дамжуулан ПХБ-ийн үндсэн ойлголт, нүхний аргын танилцуулга

Загварын үүднээс авч үзвэл нүх 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 нүхний хэмжээг тодорхойлдог. Мэдээжийн хэрэг, өндөр хурдтай, өндөр нягтралтай ПХБ-ийн дизайны хувьд дизайнер нь нүхийг аль болох бага байлгахыг үргэлж хүсдэг бөгөөд энэ дээж нь илүү олон утас үлдээх боломжтой бөгөөд үүнээс гадна нүх нь жижиг байх тусам өөрийн паразит багтаамж бага байх болно. өндөр хурдны хэлхээнд тохиромжтой. Гэхдээ нүхний хэмжээ багасах нь өртөг нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд нүхний хэмжээг хязгааргүй багасгах боломжгүй, өрөмдлөг (өрөмдлөг) ба бүрэх (бүрэх) болон бусад технологиор хязгаарлагддаг: нүх бага байх тусам өрөмдөхөд илүү урт хугацаа шаардагдах тусам төвийн байрлалаас хазайх нь илүү хялбар болно; Нүхний гүн нь нүхний диаметрээс 6 дахин их байвал нүхний ханыг жигд зэсээр бүрэх баталгаа өгөх боломжгүй юм. Жишээлбэл, ердийн 6 давхар ПХБ хавтангийн зузаан (нүхний гүн) нь 50 миль бол ПХБ үйлдвэрлэгчдийн өгч чадах хамгийн бага нүхний диаметр нь 8 миллион байна. Лазер өрөмдлөгийн технологийг хөгжүүлснээр өрөмдлөгийн хэмжээ нь жижиг, жижиг байж болно. Ерөнхийдөө нүхний диаметр нь 6Милс-ээс бага буюу тэнцүү бол бид үүнийг бичил нүх гэж нэрлэдэг. Бичил нүхийг ихэвчлэн HDI (өндөр нягтралтай харилцан холболтын бүтэц) дизайнд ашигладаг. Microhole технологи нь нүхийг дэвсгэр дээр (VIA-in-pad) шууд цохих боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хэлхээний гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулж, утаснуудын зайг хэмнэдэг.

Дамжуулах шугам дээрх нүх нь импедансийн тасалдлын цэг бөгөөд энэ нь дохионы тусгал үүсгэх болно. Ерөнхийдөө нүхний эквивалент эсэргүүцэл нь дамжуулах шугамынхоос 12% бага байна. Жишээлбэл, 50 Ом дамжуулах шугамын эсэргүүцэл нь нүхээр дамжин өнгөрөх үед 6 Ом-оор буурах болно (өвөрмөц байдал нь нүхний хэмжээ, хавтангийн зузаантай холбоотой боловч туйлын бууралт биш). Харин нүхээр дамжих эсэргүүцлийн тасалдлаас үүссэн тусгал нь үнэндээ маш бага бөгөөд тусгалын коэффициент нь ердөө :(44-50)/(44+50) =0.06 байна. Нүхний улмаас үүссэн асуудлууд нь шимэгчийн багтаамж ба индукцийн нөлөөнд илүү төвлөрдөг.

Нүхээр дамжин паразит багтаамж ба индуктив

Шимэгчийн тэнэмэл багтаамж нь нүхэнд өөрөө байдаг. Хэрэв тавих давхарга дээрх нүхний гагнуурын эсэргүүцлийн бүсийн голч нь D2, гагнуурын дэвсгэрийн диаметр нь D1, ПХБ хавтангийн зузаан нь T, субстратын диэлектрик тогтмол нь ε бол шимэгчийн багтаамж. нүх нь ойролцоогоор C=1.41εTD1/ (D2-D1).

Паразит багтаамжийн хэлхээнд үзүүлэх гол нөлөө нь дохионы өсөлтийн хугацааг уртасгах, хэлхээний хурдыг бууруулах явдал юм. Жишээлбэл, 50 миль зузаантай ПХБ хавтангийн хувьд, хэрэв нүхний диаметр нь 20 миллион (цооногийн диаметр нь 10 миллион), гагнуурын блокийн диаметр нь 40 миллион бол бид паразитийн багтаамжийг ойролцоогоор тооцоолж болно. Дээрх томъёогоор дамжих нүхийг: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF багтаамжаас үүссэн өсөлтийн хугацааны өөрчлөлт нь ойролцоогоор дараах байдалтай байна. T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps Эдгээр утгуудаас харахад шимэгчийн багтаамжийн өсөлтийн удаашралын нөлөөлөл нь нэг дамжлага- нүх нь тийм ч тодорхой биш, хэрэв нүхийг давхаргууд хооронд олон удаа солиход ашигладаг бол олон нүхийг ашиглах болно. Дизайндаа болгоомжтой байгаарай. Практик дизайны хувьд нүх ба зэс тавих бүс (эсрэг дэвсгэр) хоорондын зайг нэмэгдүүлэх эсвэл дэвсгэрийн диаметрийг багасгах замаар шимэгчийн багтаамжийг бууруулж болно. Өндөр хурдны дижитал хэлхээний дизайны хувьд нүхний паразит индуктив нь шимэгч хүчин чадлаас илүү хортой байдаг. Түүний паразит цувралын индуктив чанар нь тойрч өнгөрөх багтаамжийг бууруулж, бүхэл бүтэн системийн шүүлтүүрийн үр нөлөөг бууруулна. Бид дараах эмпирик томъёог ашиглан нүхний ойролцоо паразит индукцийг энгийнээр тооцоолж болно: L=5.08h [ln (4h/d) +1]

L нь нүхний индукцийг илэрхийлдэг бол H нь нүхний урт, D нь төвийн нүхний диаметр юм. Нүхний диаметр нь индуктивт бага нөлөө үзүүлдэг бол нүхний урт нь индуктивт хамгийн их нөлөөлдөг болохыг тэгшитгэлээс харж болно. Дээрх жишээг ашигласнаар нүхнээс гарах 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 эквивалент эсэргүүцлийн хэмжээ: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Өндөр давтамжийн гүйдэл байгаа тохиолдолд энэ эсэргүүцлийг үл тоомсорлож болохгүй. Ялангуяа тойрч гарах конденсатор нь нийлүүлэлтийн давхаргыг формацтай холбохын тулд хоёр цооногоор дамжин өнгөрөх ёстой бөгөөд ингэснээр нүхний шимэгч индукцийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.

Гурав, нүхийг хэрхэн ашиглах талаар

Нэвтрэх нүхний шимэгчийн шинж чанаруудын дээрх шинжилгээгээр бид өндөр хурдны ПХБ-ийн загварт энгийн мэт санагдах нүхнүүд нь хэлхээний дизайнд ихээхэн сөрөг нөлөө үзүүлдэг болохыг харж болно. Нүхний шимэгчийн нөлөөний сөрөг нөлөөг багасгахын тулд бид дизайныг дараах байдлаар хийхийг оролдож болно.

1. Зардал, дохионы чанарыг харгалзан боломжийн нүхний хэмжээг сонгоно. Шаардлагатай бол өөр өөр хэмжээтэй нүхийг ашиглах талаар бодож үзээрэй. Жишээлбэл, цахилгаан эсвэл газардуулгын кабелийн хувьд эсэргүүцлийг багасгахын тулд илүү том хэмжээтэй, дохионы утсанд жижиг нүх ашиглахыг бодоорой. Мэдээжийн хэрэг, нүхний хэмжээ багасах тусам харгалзах зардал нэмэгдэх болно.

2. Дээр дурдсан хоёр томьёо нь нимгэн ПХБ хавтанг ашиглах нь цооролтын хоёр паразит параметрийг багасгахад тусалдаг болохыг харуулж байна.

3. ПХБ самбар дээрх дохионы утас нь давхаргыг аль болох өөрчлөхгүй, өөрөөр хэлбэл шаардлагагүй нүхийг аль болох ашиглахгүй байх ёстой.

4. Цахилгаан хангамж ба газрын шонгуудыг хамгийн ойрын нүхэнд өрөмдөж, нүх ба шонгийн хоорондох хар тугалга нь аль болох богино байх ёстой. Эквивалент индукцийг багасгахын тулд олон нүхийг зэрэгцээ авч үзэж болно.

5. Дохионы хамгийн ойрын гогцоог хангахын тулд зарим газардуулгын нүхийг дохионы давхаргын нүхний ойролцоо байрлуулна. Та ПХБ дээр маш олон нэмэлт газрын нүх тавьж болно. Мэдээжийн хэрэг та дизайны хувьд уян хатан байх хэрэгтэй. Дээр дурдсан нүхний загвар нь давхарга бүрт дэвсгэртэй байх нөхцөл юм. Заримдаа бид зарим давхаргын дэвсгэрийг багасгаж эсвэл бүр арилгаж чаддаг. Ялангуяа нүхний нягтын хэмжээ маш том байвал энэ нь зэсийн давхаргад тасарсан хэлхээний ховил үүсэхэд хүргэж болзошгүй тул нүхний байршлыг шилжүүлэхээс гадна ийм асуудлыг шийдэхийн тулд нүхийг авч үзэх боломжтой. дэвсгэрийн хэмжээг багасгахын тулд зэсийн давхаргад.

6. Өндөр нягтралтай өндөр хурдтай ПХБ хавтангийн хувьд бичил нүхийг авч үзэж болно.