Një Koncepti bazë i perforimit

Përmes vrimës (VIA) është një pjesë e rëndësishme e PCB me shumë shtresa, dhe kostoja e vrimave të shpimit zakonisht përbën 30% deri në 40% të kostos së prodhimit të bordeve të PCB. E thënë thjesht, çdo vrimë në një PCB mund të quhet një vrimë kalimi. Për sa i përket funksionit, vrima mund të ndahet në dy kategori: njëra përdoret për lidhjen elektrike midis shtresave; Tjetra përdoret për fiksimin ose pozicionimin e pajisjes. Për sa i përket procesit, këto vrima në përgjithësi ndahen në tri kategori, përkatësisht të verbër përmes, të varrosur përmes dhe përmes përmes. Vrimat e verbër janë të vendosura në sipërfaqet e sipërme dhe të poshtme të qarkut të PRINTUAR dhe kanë një thellësi të caktuar për lidhjen e qarkut sipërfaqësor me qarkun e brendshëm më poshtë. Thellësia e vrimave zakonisht nuk kalon një raport të caktuar (hapje). Vrimat e varrosura janë vrima lidhëse në shtresën e brendshme të tabelës së qarkut të shtypur që nuk shtrihen në sipërfaqen e tabelës së qarkut të shtypur. Dy llojet e vrimave janë të vendosura në shtresën e brendshme të tabelës së qarkut, e cila plotësohet nga procesi i derdhjes përmes vrimave para petëzimit, dhe disa shtresa të brendshme mund të mbivendosen gjatë formimit të vrimës. Lloji i tretë, i quajtur vrima, kalon nëpër të gjithë tabelën e qarkut dhe mund të përdoret për ndërlidhje të brendshme ose si montim dhe lokalizim vrimash për komponentët. Për shkak se vrima përmes është më e lehtë për t’u zbatuar në proces, kostoja është më e ulët, kështu që shumica e bordeve të qarkut të shtypur e përdorin atë, në vend të dy llojeve të tjera të vrimave. Vrimat e mëposhtme, pa shpjegim të veçantë, do të konsiderohen si përmes vrimave.

Koncepti bazë i PCB përmes vrimës dhe prezantimi i metodës përmes vrimës

Nga pikëpamja e projektimit, një vrimë kalimtare përbëhet kryesisht nga dy pjesë, njëra është vrima e shpimit në mes dhe tjetra është zona e jastëkut rreth vrimës së shpimit. Madhësia e këtyre dy pjesëve përcakton madhësinë e vrimës. Natyrisht, në hartimin e PCB me shpejtësi të lartë dhe densitet të lartë, projektuesi gjithmonë dëshiron që vrima të jetë sa më e vogël, ky mostër mund të lërë më shumë hapësirë ​​për instalime elektrike, përveç kësaj, sa më e vogël të jetë vrima, kapaciteti i saj parazitar është më i vogël, më shumë i përshtatshëm për qark me shpejtësi të lartë. Por zvogëlimi i madhësisë së vrimës në të njëjtën kohë sjell rritjen e kostos, dhe madhësia e vrimës nuk mund të zvogëlohet pa kufi, ajo kufizohet nga shpimi (stërvitja) dhe platimi (plating) dhe teknologji të tjera: sa më e vogël të jetë vrima, sa më shumë kohë që duhet për të shpuar, aq më e lehtë është të devijoni nga pozicioni qendror; Kur thellësia e vrimës është më shumë se 6 herë diametri i vrimës, është e pamundur të garantohet veshja uniforme e bakrit e murit të vrimës. Për shembull, nëse trashësia (thellësia e vrimës) e një pllake normale PCB me 6 shtresa është 50 Mil, atëherë diametri minimal i vrimës që mund të ofrojnë prodhuesit e PCB-ve është 8 Mil. Me zhvillimin e teknologjisë së shpimit me lazer, madhësia e shpimit gjithashtu mund të jetë gjithnjë e më e vogël. Në përgjithësi, diametri i vrimës është më i vogël ose i barabartë me 6 Mils, ne e quajmë atë mikrovrimë. Mikrovrimat përdoren shpesh në projektimin HDI (struktura e ndërlidhjes me densitet të lartë). Teknologjia e mikrovrimave lejon që vrima të goditet drejtpërdrejt në jastëk (VIA-in-pad), gjë që përmirëson shumë performancën e qarkut dhe kursen hapësirën e instalimeve elektrike.

Vrima në linjën e transmetimit është një pikë e ndërprerjes së ndërprerjes së rezistencës, e cila do të shkaktojë reflektimin e sinjalit. Në përgjithësi, impedanca ekuivalente e vrimës së kalimit është rreth 12% më e ulët se ajo e linjës së transmetimit. Për shembull, rezistenca e rezistencës së linjës së transmetimit 50 ohm do të ulet me 6 ohm kur ajo kalon nëpër vrimën e kalimit (specifika lidhet gjithashtu me madhësinë e vrimës së kalimit dhe trashësinë e pllakës, por jo një rënie absolute). Megjithatë, reflektimi i shkaktuar nga ndërprerja e impedancës përmes vrimës është në fakt shumë i vogël dhe koeficienti i reflektimit të tij është vetëm :(44-50)/(44+50) =0.06. Problemet e shkaktuara nga vrima janë më të fokusuara në ndikimin e kapacitetit dhe induktancës parazitare.

Kapaciteti parazitar dhe induktiviteti përmes vrimës

Kapaciteti i humbur parazitar ekziston në vetë vrimën. Nëse diametri i zonës së rezistencës së saldimit të vrimës në shtresën e shtrimit është D2, diametri i jastëkut të saldimit është D1, trashësia e pllakës PCB është T dhe konstanta dielektrike e substratit është ε, kapaciteti parazitar i vrima është afërsisht C = 1.41εTD1/ (D2-D1).

Efekti kryesor i kapacitetit parazitar në qark është të zgjasë kohën e ngritjes së sinjalit dhe të zvogëlojë shpejtësinë e qarkut. Për shembull, për një pllakë PCB me trashësi 50 Mil, nëse diametri i jastëkut të vrimës është 20 Mils (diametri i gropës është 10 Mils) dhe diametri i bllokut të saldimit është 40 Mil, mund të përafrojmë kapacitetin parazitar të vrima e përtejme sipas formulës së mësipërme: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.040-0.020) =0.31pF ndryshimi i kohës së ngritjes i shkaktuar nga kapaciteti është afërsisht si më poshtë: T10-90 = 2.2c (Z0/2) = 2.2 × 0.31x (50/2) = 17.05ps Nga këto vlera, mund të shihet se edhe pse efekti i rritjes së vonesës dhe ngadalësimit i shkaktuar nga kapaciteti parazitar i një vrima nuk është shumë e dukshme, nëse vrima kalimtare përdoret për ndërrim midis shtresave për shumë herë, do të përdoren vrima të shumta. Kini kujdes në hartimin tuaj. Në dizajnin praktik, kapaciteti parazitar mund të reduktohet duke rritur distancën midis vrimës dhe zonës së shtrimit të bakrit (anti-jastëk) ose duke zvogëluar diametrin e jastëkut. Në projektimin e qarkut dixhital me shpejtësi të lartë, induktiviteti parazitar i vrimës së kalimit është më i dëmshëm se ai i kapacitetit parazitar. Induktiviteti i serive të tij parazitare do të dobësojë kontributin e kapacitetit të anashkalimit dhe do të zvogëlojë efektivitetin e filtrimit të të gjithë sistemit të energjisë. Ne thjesht mund të llogarisim induktivitetin parazitar të një përafrimi të vrimës duke përdorur formulën empirike të mëposhtme: L=5.08h [ln (4h/d) +1]

Ku L i referohet induktivitetit të vrimës, H është gjatësia e vrimës dhe D është diametri i vrimës qendrore. Nga ekuacioni mund të shihet se diametri i vrimës ka pak ndikim në induktancën, ndërsa gjatësia e vrimës ka ndikimin më të madh në induktancën. Ende duke përdorur shembullin e mësipërm, induktiviteti nga vrima mund të llogaritet si:

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh Nëse koha e rritjes së sinjalit është 1ns, atëherë madhësia ekuivalente e rezistencës është: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Kjo rezistencë nuk mund të injorohet në prani të rrymës me frekuencë të lartë. Në veçanti, kondensatori i anashkalimit duhet të kalojë nëpër dy vrima për të lidhur shtresën e furnizimit me formacionin, duke dyfishuar kështu induktancën parazitare të vrimës.

Tre, si të përdorni vrimën

Nëpërmjet analizës së mësipërme të karakteristikave parazitare të vrimave kalimtare, ne mund të shohim se në dizajnimin e PCB-ve me shpejtësi të lartë, vrimat në dukje të thjeshta shpesh sjellin efekte të mëdha negative në dizajnin e qarkut. Për të zvogëluar efektet negative të efektit parazitar të vrimës, mund të përpiqemi të bëjmë si më poshtë në dizajn:

1. Duke marrë parasysh koston dhe cilësinë e sinjalit, zgjidhet një madhësi e arsyeshme vrime. Nëse është e nevojshme, merrni parasysh përdorimin e vrimave me madhësi të ndryshme. Për shembull, për kabllot e energjisë ose të tokëzimit, merrni parasysh përdorimin e madhësive më të mëdha për të reduktuar rezistencën, dhe për instalimet elektrike të sinjalit, përdorni vrima më të vogla. Natyrisht, me zvogëlimin e madhësisë së vrimës, kostoja përkatëse do të rritet.

2. Dy formulat e diskutuara më sipër tregojnë se përdorimi i pllakave më të holla të PCB -së ndihmon në zvogëlimin e dy parametrave parazitë të vrimave.

3. Lidhja e sinjalit në pllakën e PCB-së nuk duhet të ndryshojë shtresat sa më shumë që të jetë e mundur, domethënë, mos përdorni sa më shumë vrima të panevojshme.

4. Kunjat e furnizimit me energji elektrike dhe toka duhet të shpohen në vrimën më të afërt, dhe plumbi midis vrimës dhe kunjave duhet të jetë sa më i shkurtër që të jetë e mundur. Vrima të shumta kalimtare mund të konsiderohen paralelisht për të reduktuar induktivitetin ekuivalent.

5. Disa vrima tokësore vendosen pranë vrimave të shtresimit të sinjalit në mënyrë që të sigurojnë qarkun më të afërt për sinjalin. Ju madje mund të vendosni shumë vrima shtesë në tokë në PCB. Sigurisht, ju duhet të jeni fleksibël në hartimin tuaj. Modeli përmes vrimës i diskutuar më sipër është një situatë ku ka jastëkë në secilën shtresë. Ndonjëherë, ne mund të zvogëlojmë apo edhe të heqim pads në disa shtresa. Sidomos në rast se dendësia e vrimës është shumë e madhe, mund të çojë në formimin e një groove qark të prerë në shtresën e bakrit, për të zgjidhur një problem të tillë përveç lëvizjes së vendndodhjes së vrimës, ne gjithashtu mund të konsiderojmë vrimën në shtresën e bakrit për të zvogëluar madhësinë e jastëkut.

6. Për bordet me shpejtësi të lartë PCB me densitet më të lartë, mund të merren parasysh vrimat mikro.