တစ် ဖောက်ထွင်းခြင်း၏အခြေခံသဘောတရား

အပေါက်ဖောက်ခြင်းများ (VIA) သည်အရေးကြီးသောအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည် အလွှာ PCBအပေါက်များတူးဖော်ရသည့်ကုန်ကျစရိတ်သည်များသောအားဖြင့် PCB board လုပ်ခြင်း၏ ၃၀% မှ ၄၀% အထိရှိသည်။ ရှင်းရှင်းပြောရရင် PCB ပေါ်ကအပေါက်တိုင်းကို pass hole လို့ခေါ်နိုင်တယ်။ လုပ်ဆောင်ချက်နှင့် ပတ်သက်၍ အပေါက်ကိုအမျိုးအစားနှစ်ခုခွဲနိုင်သည်။ တစ်ခုကိုအလွှာများအကြားလျှပ်စစ်ဆက်သွယ်မှုအတွက်သုံးသည်။ အခြားတစ်ခုကို device fixation သို့မဟုတ် positioning အတွက်သုံးသည်။ ဖြစ်စဉ်နှင့် ပတ်သက်၍ ဤအပေါက်များကိုယေဘူယျအားဖြင့်သုံးဆင့်ခွဲခြားထားသည်၊ တစ်ဆင့်ကန်းသော၊ တစ်ဆင့်မြှုပ်သည်။ မျက်မမြင်အပေါက်များသည် PRINTED ဆားကစ်ဘုတ်၏အပေါ်နှင့်အောက်မျက်နှာပြင်များပေါ်တွင်တည်ရှိပြီးမျက်နှာပြင်ပတ်လမ်းကိုအောက်ပါအတွင်းပတ်လမ်းကြောင်းသို့ချိတ်ဆက်ရန်သေချာသောအတိမ်အနက်ရှိသည်။ တွင်းများ၏အတိမ်အနက်သည်အများအားဖြင့်အချိုး (aperture) ထက်မပိုပါ။ မြှုပ်ထားသောအပေါက်များသည်ပုံနှိပ်ဆားကစ်ဘုတ်၏မျက်နှာပြင်အတွင်းသို့မချဲ့ဘဲအတွင်းဘက်အလွှာ၌ဆက်သွယ်ထားသောအပေါက်များဖြစ်သည်။ အပေါက်နှစ်ခုစလုံးသည်အ ၀ တ်မဖောက်မီအပေါက်ဖောက်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့်ပြီးစီးခဲ့သည့်ဆားကစ်ဘုတ်၏အတွင်းပိုင်းအလွှာတွင်တည်ရှိသည်။ အပေါက်မှတဆင့်ခေါ်သောတတိယအမျိုးအစားသည်ဆားကစ်ဘုတ်တစ်ခုလုံးကို ဖြတ်၍ အတွင်းပိုင်းဆက်သွယ်မှုများသို့အစိတ်အပိုင်းများအတွက်အပေါက်များတည်နေရာအဖြစ်သုံးနိုင်သည်။ အပေါက်မှတဆင့်လုပ်ငန်းစဉ်ကိုအကောင်အထည်ဖော်ရန်ပိုမိုလွယ်ကူသောကြောင့်ကုန်ကျစရိတ်မှာသက်သာသည်၊ ထို့ကြောင့်ပုံနှိပ်ဆားကစ်ပြားအများစုသည်အပေါက်မှတဆင့်အခြားအမျိုးအစားနှစ်ခုထက်၎င်းကိုသုံးသည်။ အထူးရှင်းပြချက်မပါဘဲအောက်ပါအပေါက်များကိုအပေါက်များကဲ့သို့ထည့်သွင်းစဉ်းစားလိမ့်မည်။

PCB အပေါက်မှတဆင့်အခြေခံသဘောတရားနှင့်အပေါက်နည်းလမ်းနိဒါန်းမှတဆင့်

ဒီဇိုင်းရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် အပေါက်သည် အဓိကအားဖြင့် အပိုင်းနှစ်ပိုင်းဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး၊ တစ်ခုမှာ အလယ်တွင် တူးသည့်အပေါက်ဖြစ်ပြီး နောက်တစ်ခုသည် တူးသည့်အပေါက်တစ်ဝိုက်ရှိ pad ဧရိယာဖြစ်သည်။ ဤအစိတ်အပိုင်းနှစ်ခု၏အရွယ်အစားသည်အပေါက်မှတဆင့်အရွယ်အစားကိုဆုံးဖြတ်သည်။ သိသာထင်ရှားသည့်အချက်မှာမြန်နှုန်းမြင့်သိပ်သည်းဆ PCB ၏ဒီဇိုင်းတွင်ဒီဇိုင်နာသည်အပေါက်ကိုတတ်နိုင်သမျှသေးငယ်စေချင်သည်၊ ဤနမူနာသည်ဝါယာကြိုးနေရာပိုချန်နိုင်သည်၊ ထို့အပြင်အပေါက်ပိုသေး။ ၎င်း၏ကိုယ်ပိုင်ကပ်ပါးပါ ၀ င်နိုင်စွမ်းသည်ပိုသေးသည်။ မြန်နှုန်းမြင့်ဆားကစ်အတွက်သင့်တော်သည်။ သို့သော် တစ်ချိန်တည်းတွင် အပေါက်အရွယ်အစား လျှော့ချခြင်းသည် ကုန်ကျစရိတ်ကို တိုးလာစေပြီး အပေါက်၏ အရွယ်အစားကို ကန့်သတ်ချက်မရှိဘဲ လျှော့ချ၍မရပါ၊ ၎င်းကို တူးဖော်ခြင်း (drill) နှင့် ပလပ်ခြင်း (plating) နှင့် အခြားနည်းပညာများဖြင့် ကန့်သတ်ထားပါသည်- အပေါက်သေးငယ်လေ၊ တူးရန်အချိန်ပိုကြာလေ၊ ဗဟိုအနေအထားမှ သွေဖည်ရန် ပိုလွယ်လေဖြစ်သည်။ အပေါက်၏အတိမ်အနက်သည်အချင်း၏ ၆ ဆထက်ပိုသောအခါ၊ အပေါက်နံရံ၏ယူနီဖောင်းကြေးပြားကိုအာမခံရန်မဖြစ်နိုင်ပေ။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပုံမှန် 6-layer PCB board ၏အထူ (အပေါက်အနက်) သည် 50Mil ဖြစ်ပါက PCB ထုတ်လုပ်သူများပေးနိုင်သော အနိမ့်ဆုံးအပေါက်သည် 8Mil ဖြစ်သည်။ လေဆာ တူးဖော်မှု နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ၊ တူးဖော်မှု အရွယ်အစားမှာလည်း သေးငယ်ပြီး သေးငယ်နိုင်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ အပေါက်၏အချင်းသည် 6Mils ထက်နည်းသည် သို့မဟုတ် ညီမျှသည်၊ ကျွန်ုပ်တို့ ၎င်းကို micro hole ဟုခေါ်သည်။ Microholes များကို HDI (high density Interconnect structure) ဒီဇိုင်းတွင် အသုံးပြုသည်။ Microhole နည်းပညာသည် ဆားကစ်စွမ်းဆောင်ရည်ကို များစွာတိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး ကြိုးမဲ့နေရာလွတ်ကို သက်သာစေသည့် pad (VIA-in-pad) ပေါ်တွင် အပေါက်ကို တိုက်ရိုက်ထိမှန်စေသည်။

ဂီယာလိုင်းပေါ်ရှိ အပေါက်ဖောက်သည် impedance discontinuity ၏ break point ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် signal ၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို ဖြစ်စေသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ အပေါက်ဖောက်ခြင်း၏ညီမျှသော impedance သည် transmission line ထက် 12% ခန့်နိမ့်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ 50ohm ဂီယာလိုင်း၏ impedance သည် အပေါက်မှတဆင့် ဖြတ်သန်းသောအခါ 6 ohm လျော့နည်းသွားလိမ့်မည် (အတိအကျသည်-အပေါက်၏အရွယ်အစားနှင့် plate thickness နှင့်လည်းသက်ဆိုင်သည်၊ သို့သော် လုံးဝလျော့ကျသွားခြင်းမဟုတ်ပါ)။ သို့သော်၊ အပေါက်မှတဆင့် impedance ပြတ်တောက်မှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရောင်ပြန်ဟပ်မှုမှာ အလွန်သေးငယ်ပြီး ၎င်း၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကိန်းဂဏန်းမှာ :(44-50)/(44+50) = 0.06 သာဖြစ်သည်။ အပေါက်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပြဿနာများသည် ကပ်ပါးစွမ်းရည်နှင့် လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ လွှမ်းမိုးမှုအပေါ် ပိုမိုအာရုံစိုက်ကြသည်။

အပေါက်မှတဆင့် Parasitic capacitance နှင့် inductance

Parasitic stray capacitance သည် အပေါက်ထဲတွင် ရှိနေသည်။ အလွှာပေါ်ရှိအပေါက်၏ဂဟေဆက်ခံမှုဇုန်၏အချင်းသည် D2 ဖြစ်ပါကဂဟေ pad ၏အချင်းသည် D1၊ PCB ဘုတ်၏အထူသည် T ဖြစ်ပြီး၊ အလွှာ၏ dielectric ကိန်းသေသည် ε၊ ကပ်ပါးစွမ်းရည်၏ အပေါက်သည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် C=1.41εTD1/ (D2-D1) ဖြစ်သည်။

ဆားကစ်တွင်ကပ်ပါးပါ ၀ င်နိုင်စွမ်း၏အဓိကအကျိုးသက်ရောက်မှုသည်အချက်ပြမှုမြင့်တက်ချိန်နှင့်ဆားကစ်အမြန်နှုန်းကိုလျှော့ချရန်ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အထူ 50Mil ရှိသော PCB ဘုတ်အတွက်၊ အပေါက် pad ၏အချင်းသည် 20Mil (တွင်းပေါက်၏အချင်းသည် 10Mils) နှင့် ဂဟေတုံး၏အချင်းသည် 40Mil ဖြစ်ပါက၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် ကပ်ပါးစွမ်းရည်ကို ခန့်မှန်းနိုင်ပါသည်။ အထက်ဖော်မြူလာအရ ဖောက်-အပေါက်၊ C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF capacitance ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော မြင့်တက်ချိန်ပြောင်းလဲမှုမှာ အကြမ်းအားဖြင့် အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်- T10-90= 2.2c (Z0/2) = 2.2×0.31x (50/2) =17.05ps ဤတန်ဖိုးများမှ၊ တစ်မျိုးတည်း၏ ကပ်ပါးစွမ်းရည်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော နှောင့်နှေးခြင်းနှင့် နှေးကွေးခြင်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို တွေ့မြင်နိုင်သော်လည်း၊ အပေါက်သည် အလွန်သိသာထင်ရှားသည်မဟုတ်ပါ၊ အပေါက်ကို အလွှာများကြားတွင် အကြိမ်များစွာ ကူးပြောင်းရန်အတွက် အသုံးပြုပါက၊ အပေါက်အများအပြားကို အသုံးပြုပါမည်။ သင့်ဒီဇိုင်းကိုသတိထားပါ။ လက်တွေ့ဒီဇိုင်းတွင်၊ အပေါက်နှင့်ကြေးနီတင်ထားသောဇုန် (anti-pad) အကြားအကွာအဝေးကိုတိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့်သို့မဟုတ် pad ၏အချင်းကိုလျှော့ချခြင်းဖြင့်ကပ်ပါးစွမ်းရည်ကိုလျှော့ချနိုင်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် ဒစ်ဂျစ်တယ်ဆားကစ်၏ ဒီဇိုင်းတွင်၊ အပေါက်၏ ကပ်ပါးလျှပ်ကူးနှုန်းသည် ကပ်ပါးစွမ်းရည်ထက် ပိုမိုအန္တရာယ်ရှိသည်။ ၎င်း၏ parasitic series inductance သည် bypass capacitance ၏ပါဝင်အားကိုအားနည်းစေပြီး power system တစ်ခုလုံး၏ filtering ထိရောက်မှုကိုလျှော့ချလိမ့်မည်။ အောက်ဖော်ပြပါ ပင်ကိုယ်ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ အပေါက်တစ်ခု၏ ကပ်ပါးလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းကို ရိုးရိုးရှင်းရှင်း တွက်ချက်နိုင်သည်- L=5.08h [ln (4h/d) +1]

L သည် အပေါက်၏ inductance ကိုရည်ညွှန်းသည့်နေရာတွင် H သည် အပေါက်၏အရှည်ဖြစ်ပြီး D သည် ဗဟိုအပေါက်၏အချင်းဖြစ်သည်။ အချင်း၏အချင်းသည်လျှပ်ကူးအားအပေါ်အနည်းငယ်လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်၊ အပေါက်၏အရှည်သည် inductance အပေါ်အကြီးမားဆုံးလွှမ်းမိုးမှုရှိသည်ကိုညီမျှခြင်းမှမြင်နိုင်သည်။ အထက်ဖော်ပြပါ ဥပမာကို အသုံးပြုနေဆဲဖြစ်ပြီး၊ အပေါက်မှ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအား အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်နိုင်ပါသည်။

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh signal မြင့်တက်ချိန်သည် 1ns ဖြစ်ပါက၊ ညီမျှသော impedance အရွယ်အစားမှာ- XL=πL/T10-90=3.19 ω ဖြစ်သည်။ ကြိမ်နှုန်းမြင့်လျှပ်စီးကြောင်း၌ဤအတားအဆီးကိုလျစ်လျူရှု ထား၍ မရပါ။ အထူးသဖြင့် bypass capacitor သည်ထောက်ပံ့ရေးအလွှာအားဖွဲ့စည်းခြင်းသို့ဆက်သွယ်ရန်အပေါက်နှစ်ခုကိုဖြတ်သန်းရမည်၊ ထို့ကြောင့်အပေါက်၏ကပ်ပါး inductance ကိုနှစ်ဆတိုးစေသည်။

အပေါက်သုံးခုကို ဘယ်လိုသုံးလဲ။

ဖောက်-အပေါက်များ၏ ကပ်ပါးဝိသေသလက္ခဏာများကို အထက်ဖော်ပြပါ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းဖြင့်၊ မြန်နှုန်းမြင့် PCB ဒီဇိုင်းတွင်၊ ရိုးရှင်းပုံရသော အပေါက်များသည် ဆားကစ်ဒီဇိုင်းအတွက် ကြီးစွာသော ဆိုးကျိုးများကို ဆောင်ကြဉ်းပေးတတ်သည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ တွေ့နိုင်ပါသည်။ အပေါက်၏ကပ်ပါးအကျိုးသက်ရောက်မှု၏ဆိုးကျိုးများကိုလျှော့ချရန်အတွက်ဒီဇိုင်းတွင်အောက်ပါအတိုင်းလုပ်ဆောင်ရန်ကြိုးစားနိုင်သည်။

1. ကုန်ကျစရိတ်နှင့် အချက်ပြအရည်အသွေးကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားခြင်းဖြင့် သင့်လျော်သော အပေါက်အရွယ်အစားကို ရွေးချယ်သည်။ လိုအပ်ပါက အပေါက်များ၏ အရွယ်အစားအမျိုးမျိုးကို အသုံးပြုရန် စဉ်းစားပါ။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပါဝါ သို့မဟုတ် မြေပြင်ကေဘယ်ကြိုးများအတွက်၊ impedance လျှော့ချရန် ပိုကြီးသောအရွယ်အစားများကို အသုံးပြုရန် စဉ်းစားပြီး အချက်ပြဝိုင်ယာကြိုးများအတွက် သေးငယ်သောအပေါက်များကို အသုံးပြုပါ။ အပေါက်အရွယ်အစား လျော့နည်းလာသည်နှင့်အမျှ သက်ဆိုင်ရာ ကုန်ကျစရိတ်များ တိုးလာမည်ဖြစ်သည်။

2. အထက်တွင်ဖော်ပြထားသော ဖော်မြူလာနှစ်ခုသည် ပါးလွှာသော PCB ဘုတ်ပြားများကို အသုံးပြုခြင်းသည် ဖောက်ထွင်းမှု၏ ကပ်ပါးဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ဘောင်နှစ်ခုကို လျှော့ချရန် အထောက်အကူပြုကြောင်း ပြသသည်။

3. PCB ဘုတ်ပေါ်ရှိ အချက်ပြဝိုင်ယာကြိုးများသည် အလွှာများကို တတ်နိုင်သမျှ မပြောင်းသင့်ပါ၊ ဆိုလိုသည်မှာ မလိုအပ်သော အပေါက်များကို တတ်နိုင်သမျှ မသုံးပါနှင့်။

4. power supply ၏ pins များနှင့် မြေပြင်ကို အနီးဆုံးအပေါက်တွင် တူးထားသင့်ပြီး အပေါက်နှင့် pin များကြားရှိ ခဲများကို တတ်နိုင်သမျှ တိုစေရပါမည်။ ညီမျှသော inductance ကိုလျှော့ချရန် အပေါက်များစွာကို ပြိုင်တူထည့်သွင်းစဉ်းစားနိုင်သည်။

5. signal အတွက် အနီးဆုံး loop ကို ပံ့ပိုးနိုင်ရန် အချို့သော ground hole များကို signal layering တွင်းများအနီးတွင် ထားရှိထားပါသည်။ PCB ပေါ်တွင်မြေပြင်အပိုများစွာကိုပင်သင်ထားနိုင်သည်။ ဟုတ်ပါတယ်၊ မင်းရဲ့ဒီဇိုင်းကိုပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ဖြစ်ဖို့လိုတယ်။ အထက်တွင်ဆွေးနွေးခဲ့သည့်အပေါက်ပုံစံသည်အလွှာတစ်ခုစီ၌အထပ်များပါ ၀ င်သည်။ တခါတရံမှာငါတို့ကအလွှာတွေမှာရှိတဲ့ pads တွေကိုလျှော့ချ (သို့) ဖယ်ရှားပစ်နိုင်တယ်။ အထူးသဖြင့်အပေါက်သိပ်သည်းဆသည်အလွန်ကြီးမားပါကကြေးနီအလွှာ၌ဆားကစ်ဖြတ်တောက်ခြင်းကိုဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်၊ ၎င်းပြသနာကိုဖြေရှင်းရန်အပေါက်၏တည်နေရာကိုရွှေ့။ ငါတို့လည်းအပေါက်ကိုစဉ်းစားနိုင်သည်။ copper ၏အရွယ်အစားကိုလျှော့ချရန် pad ၏အရွယ်အစားကိုလျှော့ချပါ။

6. မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆရှိသော မြန်နှုန်းမြင့် PCB ဘုတ်များအတွက် မိုက်ခရို-အပေါက်များကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားနိုင်သည်။