Waħda. Il-kunċett bażiku ta ‘vias

Via hija waħda mill-komponenti importanti ta ‘ PCB b’ħafna saffi, u l-ispiża tat-tħaffir normalment tammonta għal 30% sa 40% tal-ispiża tal-manifattura tal-PCB. Fi kliem sempliċi, kull toqba fuq il-PCB tista ’tissejjaħ via.

Mil-lat tal-funzjoni, il-vias jistgħu jinqasmu f’żewġ kategoriji: wieħed jintuża għal konnessjonijiet elettriċi bejn is-saffi; l-ieħor huwa użat għall-iffissar jew l-ippożizzjonar apparati.

F’termini ta ‘proċess, dawn vias huma ġeneralment maqsuma fi tliet kategoriji, jiġifieri vias blind, vias midfuna u vias permezz. Toqob għomja jinsabu fuq l-uċuħ ta ‘fuq u ta’ isfel tal-bord taċ-ċirkwit stampat u għandhom ċertu fond. Jintużaw biex jgħaqqdu l-linja tal-wiċċ u l-linja ta ‘ġewwa sottostanti. Il-fond tat-toqba normalment ma jaqbiżx ċertu proporzjon (apertura). Toqba midfuna tirreferi għat-toqba tal-konnessjoni li tinsab fis-saff ta ‘ġewwa tal-bord taċ-ċirkwit stampat, li ma testendix għall-wiċċ tal-bord taċ-ċirkwit. Iż-żewġ tipi ta ‘toqob imsemmija hawn fuq jinsabu fis-saff ta’ ġewwa tal-bord taċ-ċirkwit, u jitlestew permezz ta ‘proċess ta’ formazzjoni ta ‘toqba minn ġewwa qabel il-laminazzjoni, u diversi saffi ta’ ġewwa jistgħu jiġu sovrapposti matul il-formazzjoni tal-via. It-tielet tip jissejjaħ toqba permezz, li tippenetra l-bord taċ-ċirkwit kollu u tista ‘tintuża għal interkonnessjoni interna jew bħala toqba tal-pożizzjonament tal-immuntar tal-komponenti. Minħabba li t-toqba minn ġewwa hija aktar faċli biex tiġi implimentata fil-proċess u l-ispiża hija aktar baxxa, il-biċċa l-kbira tal-bordijiet taċ-ċirkwiti stampati jużawha minflok iż-żewġ tipi l-oħra ta ‘toqob permezz. Dawn li ġejjin via toqob, sakemm ma jkunx speċifikat mod ieħor, huma kkunsidrati bħala via toqob.

Mil-lat tad-disinn, via hija magħmula prinċipalment minn żewġ partijiet, waħda hija t-toqba tat-tħaffir fin-nofs, u l-oħra hija ż-żona tal-kuxxinett madwar it-toqba tat-tħaffir. Id-daqs ta ‘dawn iż-żewġ partijiet jiddetermina d-daqs tal-via. Ovvjament, fid-disinn tal-PCB b’veloċità għolja u ta ‘densità għolja, id-disinjaturi dejjem jittamaw li iktar ma tkun iżgħar it-toqba tal-via, aħjar, sabiex ikun jista’ jitħalla aktar spazju għall-wajers fuq il-bord. Barra minn hekk, l-iżgħar it-toqba permezz, il-kapaċità parassitika tagħha stess. Iktar ma jkun iżgħar, aktar ikun adattat għal ċirkwiti ta ‘veloċità għolja. Madankollu, it-tnaqqis tad-daqs tat-toqba jġib ukoll żieda fl-ispiża, u d-daqs tal-via ma jistax jitnaqqas b’mod indefinit. Hija ristretta minn teknoloġiji ta ‘proċess bħal tħaffir u kisi: iktar ma tkun żgħira t-toqba, it-trapan L-itwal it-toqba tieħu, iktar ikun faċli li tiddevja mill-pożizzjoni ċentrali; u meta l-fond tat-toqba jaqbeż is-6 darbiet id-dijametru tat-toqba mtaqqba, ma jistax ikun garantit li l-ħajt tat-toqba jista ‘jkun miksi b’mod uniformi bir-ram. Per eżempju, il-ħxuna (permezz ta ‘toqba fond) ta’ bord PCB normali b’6 saffi hija ta ‘madwar 50Mil, għalhekk id-dijametru minimu tat-tħaffir li l-manifatturi tal-PCB jistgħu jipprovdu jista’ jilħaq biss 8Mil.

It-tieni, il-capacitance parassita tal-via

Il-via innifsu għandu capacitance parassita għall-art. Jekk ikun magħruf li d-dijametru tat-toqba tal-iżolament fuq is-saff tal-art tal-via huwa D2, id-dijametru tal-via pad huwa D1, il-ħxuna tal-bord tal-PCB hija T, u l-kostanti dielettrika tas-sottostrat tal-bord hija ε, id-daqs tal-kapaċità parassitika tal-via huwa bejn wieħed u ieħor: C=1.41εTD1/(D2-D1) Il-kapaċità parassitika tal-via se tikkawża li ċ-ċirkwit itawwal iż-żmien ta ‘żieda tas-sinjal u jnaqqas il-veloċità taċ-ċirkwit. Per eżempju, għal PCB bi ħxuna ta ’50Mil, jekk tintuża via b’dijametru ta’ ġewwa ta ’10Mil u dijametru ta’ kuxxinett ta ’20Mil, u d-distanza bejn il-kuxxinett u l-erja tar-ram art hija 32Mil, allura nistgħu napprossimaw il-via bl-użu tal-formula ta ‘hawn fuq Il-kapaċità parassitika hija bejn wieħed u ieħor: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, il-bidla fil-ħin taż-żieda kkawżata minn din il-parti tal-kapaċità hija: T10-90=2.2C(Z0 /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Minn dawn il-valuri wieħed jista’ jara li għalkemm l-effett tad-dewmien taż-żieda ikkawżat mill-kapaċità parassitika ta’ via waħda mhuwiex ovvju, jekk il-via tintuża diversi drabi fit-traċċa biex taqleb bejn is-saffi, id-disinjatur xorta għandu jikkunsidra bir-reqqa.

It-tielet, l-inductance parassita tal-via

Bl-istess mod, hemm induttanzi parassitiċi flimkien mal-kapaċità parassitika tal-vias. Fid-disinn ta ‘ċirkwiti diġitali ta’ veloċità għolja, il-ħsara kkawżata mill-induttanza parassitika tal-vias ħafna drabi hija akbar mill-impatt tal-kapaċità parassitika. L-inductance tas-serje parassitika tagħha se ddgħajjef il-kontribuzzjoni tal-kapaċitatur tal-bypass u ddgħajjef l-effett ta ‘filtrazzjoni tas-sistema kollha tal-enerġija. Nistgħu sempliċement nikkalkulaw l-inductance parassitika approssimattiva ta ‘via bil-formula li ġejja: L=5.08h[ln(4h/d)+1] fejn L tirreferi għall-inductance tal-via, h huwa t-tul tal-via, u d huwa ċ-ċentru Id-dijametru tat-toqba. Jista ‘jidher mill-formula li d-dijametru tal-via għandu influwenza żgħira fuq l-inductance, u t-tul tal-via għandu l-akbar influwenza fuq l-inductance. Għadu tuża l-eżempju ta ‘hawn fuq, l-inductance tal-via tista’ tiġi kkalkulata bħala: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Jekk il-ħin taż-żieda tas-sinjal huwa 1ns, allura l-impedenza ekwivalenti tagħha hija: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Tali impedenza ma tistax tiġi injorata aktar meta jgħaddu kurrenti ta ‘frekwenza għolja. Għandha tingħata attenzjoni speċjali lill-fatt li l-kapaċitatur tal-bypass jeħtieġ li jgħaddi minn żewġ vias meta jgħaqqad il-pjan tal-enerġija u l-pjan terren, sabiex l-induttanza parassitika tal-vias tiżdied b’mod esponenzjali.

Ir-raba ‘, permezz tad-disinn fil-PCB ta’ veloċità għolja

Permezz tal-analiżi ta ‘hawn fuq tal-karatteristiċi parassitiċi tal-vias, nistgħu naraw li fid-disinn tal-PCB b’veloċità għolja, vias apparentement sempliċi ħafna drabi jġibu effetti negattivi kbar għad-disinn taċ-ċirkwit. Sabiex jitnaqqsu l-effetti ħżiena kkawżati mill-effetti parassitiċi tal-vias, jista ‘jsir dan li ġej fid-disinn:

1. Mill-perspettiva tal-ispiża u l-kwalità tas-sinjal, agħżel daqs raġonevoli permezz. Pereżempju, għad-disinn tal-PCB tal-modulu tal-memorja ta ‘6-10 saff, huwa aħjar li tuża 10/20Mil (imtaqqba/kuxxinett) vias. Għal xi bordijiet ta ‘daqs żgħir ta’ densità għolja, tista ‘wkoll tipprova tuża 8/18Mil. toqba. Taħt kundizzjonijiet tekniċi attwali, huwa diffiċli li tuża vias iżgħar. Għal vias tal-enerġija jew tal-art, tista ‘tikkunsidra li tuża daqs akbar biex tnaqqas l-impedenza.

2. Iż-żewġ formuli diskussi hawn fuq jistgħu jiġu konklużi li l-użu ta ‘PCB irqaq iwassal għat-tnaqqis taż-żewġ parametri parassitiċi tal-via.

3. Ipprova ma tibdelx is-saffi tat-traċċi tas-sinjali fuq il-bord tal-PCB, jiġifieri, ipprova ma tużax vias bla bżonn.

4. Il-brilli tal-qawwa u tal-art għandhom jittaqqbu fil-qrib, u ċ-ċomb bejn il-via u l-pin għandu jkun qasir kemm jista ‘jkun, minħabba li se jżidu l-inductance. Fl-istess ħin, iċ-ċomb tal-enerġija u tal-art għandhom ikunu ħoxnin kemm jista ‘jkun biex titnaqqas l-impedenza.

5. Poġġi xi vias ertjati ħdejn il-vias tas-saff tas-sinjal biex tipprovdi l-eqreb loop għas-sinjal. Huwa saħansitra possibbli li jitqiegħed numru kbir ta ‘vias ta’ l-art żejda fuq il-bord tal-PCB. Naturalment, id-disinn jeħtieġ li jkun flessibbli. Il-mudell tal-via diskuss qabel huwa l-każ fejn hemm pads fuq kull saff. Xi drabi, nistgħu nnaqqsu jew saħansitra nneħħu l-pads ta ‘xi saffi. Speċjalment meta d-densità tal-vias hija għolja ħafna, tista ’twassal għall-formazzjoni ta’ skanalatura tal-waqfa li tifred il-linja fis-saff tar-ram. Biex issolvi din il-problema, minbarra li ċċaqlaq il-pożizzjoni tal-via, nistgħu wkoll nikkunsidraw li npoġġu l-via fuq is-saff tar-ram. Id-daqs tal-kuxxinett jitnaqqas.