In PCB HDI de mare viteză designul, prin design este un factor important. Constă dintr-o gaură, o zonă de tampon în jurul găurii și o zonă de izolare a stratului POWER, care sunt de obicei împărțite în trei tipuri: găuri oarbe, găuri îngropate și găuri traversante. În procesul de proiectare a PCB, prin analiza capacității parazitare și a inductanței parazitare a căilor, sunt rezumate unele măsuri de precauție în proiectarea căilor de înaltă viteză pentru PCB.

În prezent, designul PCB de mare viteză este utilizat pe scară largă în comunicații, computere, grafică și procesare a imaginilor și în alte domenii. Toate modelele de produse electronice cu valoare adăugată de înaltă tehnologie urmăresc caracteristici precum consum redus de energie, radiații electromagnetice scăzute, fiabilitate ridicată, miniaturizare și greutate redusă. Pentru a atinge obiectivele de mai sus, prin design este un factor important în proiectarea PCB de mare viteză.

1. Via
Via este un factor important în proiectarea PCB cu mai multe straturi. O via este compusă în principal din trei părți, una este gaura; celălalt este zona tamponului din jurul găurii; iar a treia este zona de izolare a stratului POWER. Procesul găurii interioare constă în placarea unui strat de metal pe suprafața cilindrică a peretelui găurii găurii prin depunere chimică pentru a conecta folia de cupru care trebuie conectată la straturile mijlocii și laturile superioare și inferioare ale orificiile de trecere sunt transformate în plăcuțe obișnuite. Forma poate fi conectată direct cu liniile de pe părțile superioare și inferioare sau nu. Vias poate juca rolul de dispozitive electrice de conectare, fixare sau pozitionare.

Vias sunt în general împărțite în trei categorii: găuri oarbe, găuri îngropate și găuri traversante.

Găurile oarbe sunt situate pe suprafețele superioare și inferioare ale plăcii de circuit imprimat și au o anumită adâncime. Ele sunt folosite pentru a conecta linia de suprafață și linia interioară subiacentă. Adâncimea găurii și diametrul găurii de obicei nu depășesc un anumit raport.

Orificiul îngropat se referă la orificiul de conectare situat în stratul interior al plăcii de circuit imprimat, care nu se extinde până la suprafața plăcii de circuit.

Viasurile oarbe și viasurile îngropate sunt ambele situate în stratul interior al plăcii de circuit, care este finalizat printr-un proces de formare a găurilor traversante înainte de laminare și mai multe straturi interioare pot fi suprapuse în timpul formării de vias.

Găurile de trecere, care trec prin întreaga placă de circuite, pot fi utilizate pentru interconectarea internă sau ca orificiu de poziționare a instalației unei componente. Deoarece găurile de trecere sunt mai ușor de implementat în proces și costuri mai mici, în general plăcile de circuite imprimate folosesc găuri de trecere.

2. Capacitatea parazita a vias
Via în sine are o capacitate parazită la masă. Dacă diametrul găurii de izolare de pe stratul de masă al căii interioare este D2, diametrul plăcii de legătură este D1, grosimea PCB este T și constanta dielectrică a substratului plăcii este ε, atunci capacitatea parazită a via este similară cu:

C = 1.41 eTD1/(D2-D1)

Efectul principal al capacității parazitare a găurii prin intermediul circuitului este de a prelungi timpul de creștere a semnalului și de a reduce viteza circuitului. Cu cât valoarea capacității este mai mică, cu atât efectul este mai mic.

3. Inductanța parazitară a vias
Via în sine are inductanță parazită. În proiectarea circuitelor digitale de mare viteză, prejudiciul cauzat de inductanța parazită a via este adesea mai mare decât influența capacității parazitare. Inductanța în serie parazită a via va slăbi funcția condensatorului de bypass și va slăbi efectul de filtrare al întregului sistem de alimentare. Dacă L se referă la inductanța via, h este lungimea via și d este diametrul găurii centrale, inductanța parazita a via este similară cu:

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

Din formula se poate observa că diametrul via are o influență mică asupra inductanței, iar lungimea via are cea mai mare influență asupra inductanței.

4. Neprin intermediul tehnologiei
Vias non-through includ vias oarbe și vias îngropate.

În tehnologia non-through via, aplicarea de vias oarbe și îngropate poate reduce foarte mult dimensiunea și calitatea PCB, poate reduce numărul de straturi, poate îmbunătăți compatibilitatea electromagnetică, poate crește caracteristicile produselor electronice, poate reduce costurile și, de asemenea, poate face designul funcționează mai simplu și mai rapid. În proiectarea și prelucrarea PCB tradiționale, găurile traversante pot aduce multe probleme. În primul rând, ocupă o cantitate mare de spațiu efectiv și, în al doilea rând, un număr mare de găuri de trecere sunt ambalate dens într-un singur loc, ceea ce creează, de asemenea, un obstacol imens în calea cablajului stratului interior al PCB-ului multistrat. Aceste găuri de trecere ocupă spațiul necesar cablajului și trec intens prin sursa de alimentare și pământ. Suprafața stratului de sârmă va distruge, de asemenea, caracteristicile de impedanță ale stratului de sârmă de împământare și va face ineficient stratul de sârmă de împământare. Și metoda mecanică convențională de găurire va fi de 20 de ori mai mare decât tehnologia fără găuri.

În proiectarea PCB, deși dimensiunea plăcuțelor și a canalelor au scăzut treptat, dacă grosimea stratului de placă nu este redusă proporțional, raportul de aspect al orificiului traversant va crește, iar creșterea raportului de aspect al orificiului traversant se va reduce fiabilitatea. Odată cu maturitatea tehnologiei avansate de foraj cu laser și a tehnologiei de gravare uscată cu plasmă, este posibil să se aplice găuri mici oarbe și mici găuri îngropate. Dacă diametrul acestor căi nepenetrante este de 0.3 mm, parametrii paraziți vor fi aproximativ 1/10 din orificiul convențional original, ceea ce îmbunătățește fiabilitatea PCB-ului.

Datorită tehnologiei non-through via, există puține vias mari pe PCB, care pot oferi mai mult spațiu pentru urme. Spațiul rămas poate fi folosit în scopuri de ecranare pe suprafețe mari pentru a îmbunătăți performanța EMI/RFI. În același timp, mai mult spațiu rămas poate fi folosit și pentru stratul interior pentru a ecrana parțial dispozitivul și cablurile de rețea cheie, astfel încât să aibă cea mai bună performanță electrică. Utilizarea de canale non-through facilitează ventilarea pinii dispozitivului, facilitând rutarea dispozitivelor cu pini de înaltă densitate (cum ar fi dispozitivele ambalate BGA), scurtând lungimea cablajului și îndeplinind cerințele de sincronizare ale circuitelor de mare viteză. .

5. Prin selecție în PCB obișnuit
În designul PCB obișnuit, capacitatea parazitară și inductanța parazitară a via au un efect redus asupra designului PCB. Pentru designul PCB cu 1-4 straturi, 0.36 mm/0.61 mm/1.02 mm (în general este selectată gaura/pad/zona de izolare POWER) Vias sunt mai bune. Pentru liniile de semnal cu cerințe speciale (cum ar fi liniile de alimentare, liniile de masă, liniile de ceas etc.), pot fi utilizate 0.41 mm/0.81 mm/1.32 mm vias sau pot fi selectate vias de alte dimensiuni în funcție de situația actuală.

6. Prin design în PCB de mare viteză
Prin analiza de mai sus a caracteristicilor parazitare ale vias, putem vedea că în proiectarea PCB de mare viteză, vias aparent simple aduc adesea efecte negative mari asupra designului circuitului. Pentru a reduce efectele adverse cauzate de efectele parazitare ale viasului, în proiectare se pot face următoarele:

(1) Alegeți o dimensiune rezonabilă. Pentru proiectarea PCB cu densitate generală cu mai multe straturi, este mai bine să utilizați 0.25 mm/0.51 mm/0.91 mm (găuri perforate/tampoane/zonă de izolare POWER); pentru unele PCB-uri de înaltă densitate, 0.20 mm/0.46 pot fi, de asemenea, utilizate vias mm/0.86 mm, puteți încerca, de asemenea, non-through vias; pentru căi de alimentare sau de masă, puteți lua în considerare utilizarea unei dimensiuni mai mari pentru a reduce impedanța;

(2) Cu cât aria de izolare a PUTERII este mai mare, cu atât este mai bine, luând în considerare densitatea via pe PCB, în general D1=D2 0.41;

(3) Încercați să nu modificați straturile urmelor de semnal de pe PCB, ceea ce înseamnă să minimizați vias;

(4) Utilizarea unui PCB mai subțire este favorabilă reducerii celor doi parametri paraziți ai via;

(5) Pinii de alimentare și de împământare trebuie să fie realizati prin găuri din apropiere. Cu cât cablul dintre orificiul de trecere și știft este mai scurt, cu atât mai bine, deoarece vor crește inductanța. În același timp, cablurile de alimentare și de masă trebuie să fie cât mai groase posibil pentru a reduce impedanța;

(6) Așezați niște conducte de împământare lângă canalele stratului de semnal pentru a oferi o buclă la distanță scurtă pentru semnal.

Desigur, problemele specifice trebuie analizate în detaliu la proiectare. Luând în considerare atât costul, cât și calitatea semnalului în mod cuprinzător, în designul PCB de mare viteză, designerii speră întotdeauna că cu cât orificiul de trecere este mai mic, cu atât mai bine, astfel încât să poată rămâne mai mult spațiu de cablare pe placă. În plus, cu cât orificiul de trecere este mai mic, propriul său Cu cât capacitatea parazită este mai mică, cu atât mai potrivit pentru circuite de mare viteză. În proiectarea PCB de înaltă densitate, utilizarea căilor non-through și reducerea dimensiunii căilor au determinat, de asemenea, o creștere a costurilor, iar dimensiunea căilor nu poate fi redusă la infinit. Este afectată de procesele de foraj și galvanizare ale producătorilor de PCB. Limitările tehnice ar trebui să fie luate în considerare în mod echilibrat în proiectarea prin intermediul PCB-urilor de mare viteză.