In visoke hitrosti HDI PCB oblikovanje, preko oblikovanja je pomemben dejavnik. Sestavljen je iz luknje, območja blazinice okoli luknje in izolacijskega območja POWER sloja, ki so običajno razdeljeni na tri vrste: slepe luknje, zakopane luknje in skoznje luknje. V procesu načrtovanja PCB, z analizo parazitske kapacitivnosti in parazitske induktivnosti prehodov, so povzeti nekateri previdnostni ukrepi pri načrtovanju visokohitrostnih PCB prehodov.

Trenutno se visokohitrostna zasnova PCB pogosto uporablja v komunikacijah, računalnikih, obdelavi grafike in slik ter na drugih področjih. Vse visokotehnološke zasnove elektronskih izdelkov z dodano vrednostjo sledijo značilnostim, kot so nizka poraba energije, nizko elektromagnetno sevanje, visoka zanesljivost, miniaturizacija in majhna teža. Da bi dosegli zgornje cilje, je načrtovanje pomemben dejavnik pri načrtovanju visokohitrostnih PCB.

1. Preko
Via je pomemben dejavnik pri načrtovanju večplastnih PCB. Prehod je v glavnem sestavljen iz treh delov, eden je luknja; drugo je območje blazinice okoli luknje; in tretje je izolacijsko območje sloja POWER. Postopek prehodne luknje je nanos kovinske plasti na cilindrično površino stene luknje vmesne luknje s kemičnim nanašanjem, da se poveže bakrena folija, ki jo je treba povezati s srednjo plastjo, ter zgornjo in spodnjo stranjo prehodne luknje so izdelane v navadne blazinice. Oblika je lahko neposredno povezana s črtami na zgornji in spodnji strani ali pa ni povezana. Prehodi lahko igrajo vlogo naprav za električno povezavo, pritrditev ali pozicioniranje.

Prehodi so na splošno razdeljeni v tri kategorije: slepe luknje, zakopane luknje in skoznje luknje.

Slepe luknje so nameščene na zgornji in spodnji površini tiskanega vezja in imajo določeno globino. Uporabljajo se za povezavo površinske črte in spodnje notranje črte. Globina luknje in premer luknje običajno ne presegata določenega razmerja.

Zakopana luknja se nanaša na priključno luknjo, ki se nahaja v notranji plasti tiskanega vezja, ki ne sega do površine vezja.

Slepi in zakopani prehodi se nahajajo v notranjem sloju vezja, ki se zaključi s postopkom oblikovanja skozi luknjo pred laminacijo, med tvorbo prehodov pa se lahko prekriva več notranjih plasti.

Skozi luknje, ki potekajo skozi celotno vezje, se lahko uporabijo za interno povezovanje ali kot luknja za namestitev komponente. Ker je skoznje luknje lažje izvesti v procesu in nižje stroške, se tiskana vezja običajno uporabljajo skoznje luknje.

2. Parazitna kapacitivnost vias
Sama povezava ima parazitsko kapacitivnost do ozemljitve. Če je premer izolacijske luknje na ozemljitvenem sloju prehoda D2, premer prehodne podloge je D1, debelina PCB je T in je dielektrična konstanta substrata plošče ε, potem je parazitska kapacitivnost via je podoben:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Glavni učinek parazitske kapacitivnosti prehodne luknje na vezje je podaljšanje časa vzpona signala in zmanjšanje hitrosti vezja. Manjša kot je kapacitivnost, manjši je učinek.

3. Parazitna induktivnost vias
Sama povezava ima parazitsko induktivnost. Pri načrtovanju hitrih digitalnih vezij je škoda, ki jo povzroči parazitska induktivnost prehoda, pogosto večja od vpliva parazitske kapacitivnosti. Parazitna serijska induktivnost prehoda bo oslabila funkcijo obvodnega kondenzatorja in oslabila učinek filtriranja celotnega elektroenergetskega sistema. Če se L nanaša na induktivnost prehoda, h je dolžina prehoda in d je premer osrednje luknje, je parazitska induktivnost prehoda podobna:

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

Iz formule je razvidno, da ima premer prehoda majhen vpliv na induktivnost, dolžina prehoda pa največji vpliv na induktivnost.

4. Neposredno prek tehnologije
Neprehodni prehodi vključujejo slepe in vkopane prehode.

V tehnologiji, ki ni posredna prek povezave, lahko uporaba slepih in zakopanih prehodov močno zmanjša velikost in kakovost tiskanega vezja, zmanjša število slojev, izboljša elektromagnetno združljivost, poveča lastnosti elektronskih izdelkov, zmanjša stroške in naredi oblikovanje je bolj preprosto in hitro. Pri tradicionalnem oblikovanju in obdelavi PCB lahko skoznje luknje povzročijo številne težave. Prvič, zasedajo veliko efektivnega prostora, in drugič, veliko število skoznih lukenj je gosto nabito na enem mestu, kar ustvarja tudi veliko oviro za ožičenje notranje plasti večplastnega tiskanega vezja. Te skoznje luknje zasedajo prostor, potreben za ožičenje, in intenzivno prehajajo skozi napajalnik in zemljo. Površina plasti žice bo uničila tudi impedančne lastnosti plasti ozemljitvene žice in naredila plast ozemljitvene žice neučinkovita. Običajna mehanska metoda vrtanja bo 20-krat večja od delovne obremenitve tehnologije brez skoznje luknje.

Pri načrtovanju PCB, čeprav se je velikost blazinic in prehodov postopoma zmanjševala, če se debelina sloja plošče ne zmanjša sorazmerno, se bo razmerje stranic skoznje luknje povečalo in povečanje razmerja stranic skoznje luknje se bo zmanjšalo. zanesljivost. Z zrelostjo napredne tehnologije laserskega vrtanja in tehnologije suhega jedkanja s plazmo je mogoče uporabiti neprodirajoče majhne slepe luknje in majhne zakopane luknje. Če je premer teh neprodujočih prehodov 0.3 mm, bodo parazitni parametri približno 1/10 prvotne običajne luknje, kar izboljša zanesljivost tiskanega vezja.

Zaradi ne-prehodne tehnologije je na PCB-ju malo velikih prehodov, ki lahko zagotovijo več prostora za sledi. Preostali prostor se lahko uporabi za namene zaščite velikih površin za izboljšanje delovanja EMI/RFI. Hkrati se lahko več preostalega prostora porabi tudi za notranjo plast za delno zaščito naprave in ključnih omrežnih kablov, tako da ima najboljšo električno zmogljivost. Uporaba neprehodnih vmesnih povezav olajša razmahovanje zatičev naprave, kar olajša usmerjanje naprav z zatiči z visoko gostoto (kot so naprave v paketu BGA), skrajša dolžino ožičenja in izpolni časovne zahteve hitrih vezij. .

5. Z izbiro v navadnem PCB
Pri navadni zasnovi PCB parazitska kapacitivnost in parazitska induktivnost prehoda malo vplivata na zasnovo PCB. Za 1-4-slojno zasnovo PCB, 0.36 mm/0.61 mm/1.02 mm (na splošno je izbrana izvrtana luknja/podloga/POWER izolacijsko območje) ) Prehodi so boljši. Za signalne vodove s posebnimi zahtevami (kot so daljnovodi, ozemljitveni vodi, urni vodi itd.) se lahko uporabijo prehodi 0.41 mm/0.81 mm/1.32 mm ali pa se izberejo prehodi drugih velikosti glede na dejansko stanje.

6. Preko zasnove v visokohitrostnem PCB
Skozi zgornjo analizo parazitskih značilnosti prehodov lahko vidimo, da pri načrtovanju visokohitrostnih PCB navidezno preprosti prehodi pogosto prinašajo velike negativne učinke na zasnovo vezja. Da bi zmanjšali škodljive učinke, ki jih povzročajo parazitski učinki vias, je pri načrtovanju mogoče narediti naslednje:

(1) Izberite razumno velikost. Za večplastno zasnovo PCB splošne gostote je bolje uporabiti 0.25 mm / 0.51 mm / 0.91 mm (izvrtane luknje / blazinice / izolacijsko območje POWER); za nekatere tiskane vezje visoke gostote se lahko uporabijo tudi prehodi 0.20 mm/0.46 mm/0.86 mm, lahko poskusite tudi ne-skozi; za napajalne ali ozemljitvene prehode lahko razmislite o uporabi večje velikosti za zmanjšanje impedance;

(2) Večja kot je izolacijska površina POWER, bolje je, če upoštevamo gostoto vezja na PCB, običajno D1=D2 0.41;

(3) Poskusite ne spreminjati plasti signalnih sledi na PCB, kar pomeni, da zmanjšate prehode;

(4) Uporaba tanjšega PCB-ja je ugodna za zmanjšanje dveh parazitskih parametrov prehoda;

(5) Napajalni in ozemljitveni zatiči morajo biti narejeni skozi luknje v bližini. Krajši kot je vodnik med vmesno luknjo in zatičem, tem bolje, ker bosta povečala induktivnost. Hkrati morajo biti napajalni in ozemljitveni kabli čim debelejši, da se zmanjša impedanca;

(6) Postavite nekaj ozemljitvenih prehodov blizu prehodov signalne plasti, da zagotovite zanko na kratkih razdaljah za signal.

Seveda je treba pri načrtovanju podrobno analizirati specifična vprašanja. Ob celovitem upoštevanju stroškov in kakovosti signala pri oblikovanju visokohitrostnih PCB oblikovalci vedno upajo, da manjša kot je vmesna luknja, tem bolje, tako da lahko ostane več prostora za ožičenje na plošči. Poleg tega, manjša kot je prehodna luknja, njena lastna Manjša je parazitska kapacitivnost, bolj primerna je za visokohitrostna vezja. Pri zasnovi PCB z visoko gostoto sta uporaba neprehodnih prehodov in zmanjšanje velikosti prehodov povzročila tudi povečanje stroškov, velikosti prehodov pa ni mogoče zmanjševati v nedogled. Nanj vplivajo postopki vrtanja in galvanizacije proizvajalcev PCB. Pri načrtovanju hitrih PCB-jev je treba uravnoteženo upoštevati tehnične omejitve.