hiji Konsep dasar perforation

Through hole (VIA) mangrupikeun bagian anu penting tina PCB Multilayer, sareng biaya liang pangeboran biasana mangrupikeun 30% dugi ka 40% tina biaya ngadamel papan PCB. Sacara sederhana, unggal liang dina PCB tiasa disebat liang lolos. Dina watesan fungsi, liang tiasa dibagi kana dua kategori: hiji dianggo pikeun sambungan listrik antara lapisan; Anu sanésna dianggo pikeun fiksasi alat atanapi posisi. Dina watesan prosésna, liang-liang ieu umumna dibagi kana tilu kategori, nyaéta blind via, dikubur via and through via. Liang buta ayana dina permukaan luhur sareng handapeun papan sirkuit PRINTED sareng gaduh jero anu tangtu pikeun nyambungkeun sirkuit permukaan kana sirkuit jero di handap ieu. Jero liang biasana henteu ngaleuwihan babandingan (apertur) tangtu. Liang anu dikubur nyaéta liang sambungan dina lapisan jero papan sirkuit cetak anu henteu dugi ka permukaan papan sirkuit anu dicetak. Dua jinis liang aya dina lapisan jero papan sirkuit, anu réngsé ku prosés citakan ngaliwatan-liang sateuacan laminasi, sareng sababaraha lapisan jero tiasa tumpang tindih nalika dibentukna liang liwat. Jinis katilu, disebat liwat-liang, ngalir ngalangkungan circuit board sareng tiasa dianggo pikeun sambungan internal atanapi salaku pemasangan sareng peletakan liang pikeun komponén. Kusabab liang anu langkung gampang diterapkeun dina prosésna, biayana langkung handap, janten seuseueurna papan sirkuit anu dicitak dianggo, tibatan dua jinis anu sanés ngalangkungan liang. Di handap ieu ngalangkungan liang, tanpa katerangan khusus, bakal dianggap salaku liang.

PCB ngaliwatan konsép dasar liang sarta ngaliwatan bubuka metoda liang

Ti sudut pandang desain, a ngaliwatan-liang utamana diwangun ku dua bagian, hiji liang bor di tengah, sarta séjén nyaéta wewengkon Pad sabudeureun liang bor. Ukuran dua bagian ieu nangtukeun ukuran liang-liwat. Jelas, dina desain PCB kecepatan luhur, kapadetan tinggi, désainer sok hoyong liang sakedik mungkin, sampel ieu tiasa ngantunkeun langkung seueur ruang kabel, salaku tambahan, langkung alit liangna, kapasitansi parasit nyalira langkung alit, langkung cocog pikeun sirkuit-speed tinggi. Tapi réduksi ukuran liang dina waktos anu sareng nyababkeun kanaékan biaya, sareng ukuran liang teu tiasa dikirangan tanpa wates, diwatesan ku pangeboran (bor) sareng plating (plating) sareng téknologi sanésna: langkung alit liang, leuwih lila waktu nu diperlukeun pikeun bor, nu gampang nyimpang tina posisi puseur; Nalika jero liangna langkung ti 6 kali diaméter liang, mustahil pikeun ngajamin seragam tambaga tina témbok liang. Salaku conto, upami ketebalan (jero liang) tina papan PCB 6-lapisan normal nyaéta 50Mil, maka diameter liang minimum anu tiasa disayogikeun ku produsén PCB nyaéta 8Mil. Kalayan ngembangkeun téknologi pangeboran laser, ukuran pangeboran ogé tiasa langkung alit sareng langkung alit. Umumna, diaméter liangna kirang ti atanapi sami sareng 6Mil, urang sebut waé liang mikro. Microholes sering dianggo dina desain HDI (struktur interkonéksi dénsitas tinggi). téhnologi Microhole ngamungkinkeun liang bisa pencét langsung dina Pad (VIA-di-pad), nu greatly ngaronjatkeun kinerja circuit sarta ngaheéat spasi wiring.

Liang-liang dina jalur transmisi mangrupikeun titik putus tina discontinuity impedansi, anu bakal nyababkeun pantulan sinyal. Sacara umum, impedansi sarimbag tina liang ngaliwatan kira-kira 12% langkung handap tina jalur transmisi. Contona, impedansi tina garis transmisi 50ohm bakal ngurangan ku 6 ohm lamun ngaliwatan ngaliwatan-liang (spésifik ogé patali jeung ukuran ngaliwatan-liang jeung ketebalan plat, tapi teu panurunan mutlak). Nanging, réfléksi anu disababkeun ku henteuna sambungan tina impedansi ngalangkungan liang saleresna alit pisan, sareng koefisien pantulanana ngan ukur: (44-50) / (44 + 50) = 0.06. Masalah anu disababkeun ku liang langkung difokuskeun kana pangaruh kapasitansi parasit sareng induktansi.

Kapasitansi parasit sareng induktansi ngaliwatan liang

The parasit stray capacitance aya dina liang sorangan. Lamun diaméter zona lalawanan las tina liang dina lapisan peletakan nyaeta D2, diaméter pad las nyaeta D1, ketebalan papan PCB nyaeta T, sarta konstanta diéléktrik tina substrat nyaeta ε, capacitance parasit tina liangna sakitar C = 1.41εTD1 / (D2-D1).

Pangaruh utama kapasitansi parasit dina sirkuit nyaéta manjangkeun waktos naékna sinyal sareng ngirangan kagancangan sirkuit. Salaku conto, pikeun papan PCB kalayan kandelna 50Mil, upami diaméter pad through-hole nyaéta 20Mil (diameter bolédna 10Mil) sareng diaméter blok solderna 40Mil, urang tiasa ngadeukeutan capacitance parasit liang tina liang ku rumus di luhur: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.040-0.020) = 0.31pF parobahan waktos naékna disababkeun ku kapasitansi kasarna kieu: T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps Tina nilai ieu, bisa ditempo yén sanajan pangaruh rising reureuh jeung slowing disababkeun ku kapasitansi parasit tina hiji through- liang henteu pati atra, upami ngaliwatan-liang dianggo pikeun pindah antara lapisan sababaraha kali, sababaraha kali ngaliwatan-liang bakal dianggo. Kudu ati dina desain Anjeun. Dina desain praktis, capacitance parasit bisa ngurangan ku cara ningkatkeun jarak antara liang jeung zona peletakan tambaga (anti-pad) atawa ku cara ngurangan diaméter Pad. Dina rarancang sirkuit digital-speed tinggi, induktansi parasit tina liang ngaliwatan leuwih ngabahayakeun ti éta tina kapasitansi parasit. Induktansi séri parasitna bakal ngaleuleuskeun sumbangan kapasitansi bypass sareng ngirangan efektivitas nyaring tina sadaya sistem kakuatan. Urang ngan saukur tiasa ngitung induktansi parasit tina caket-liwat liang nganggo rumus émpiris ieu: L = 5.08h [ln (4h / d) +1]

Dimana L ngarujuk kana induktansi liang, H nyaéta panjang liang, sareng D nyaéta diaméter liang tengah. Éta tiasa ditingali tina persamaan yén diaméter tina liang teu aya pangaruh pisan kana induktansi, sedengkeun panjang liangna ngagaduhan pangaruh pangageungna dina induktansi. Masih ngagunakeun conto di luhur, induktansi kaluar tina liang bisa diitung salaku:

L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh Lamun waktu naékna sinyal 1ns, mangka ukuran impedansi sarua: XL = πL / T10-90 = 3.19 ω. Impedansi ieu moal tiasa diémutan ku ayana arus frékuénsi luhur. Khususna, kapasitor bypass kedah ngaliwat dua liang pikeun nyambungkeun lapisan suplai kana formasi, janten duka kali induktansi parasit tina liang.

Tilu, kumaha carana make liang

Ngaliwatan analisis luhur tina ciri parasit tina ngaliwatan-liang, urang bisa nempo yén dina-speed tinggi desain PCB, anu sahingga bisa hirup kalawan basajan ngaliwatan-liang mindeng mawa éfék négatif hébat kana desain sirkuit. Pikeun ngirangan épék ngarugikeun tina pangaruh parasit liang, urang tiasa nyobian ngalakukeun ieu dina rarancang:

1. Tempo biaya jeung kualitas sinyal, ukuran liang lumrah dipilih. Upami diperlukeun, mertimbangkeun ngagunakeun ukuran béda tina liang. Contona, pikeun kabel kakuatan atawa taneuh, mertimbangkeun ngagunakeun ukuran nu leuwih gede pikeun ngurangan impedansi, sarta pikeun wiring sinyal, make liang leutik. Tangtu, sakumaha ukuran liang nurun, biaya saluyu bakal nambahan.

2. Dua rumus dibahas di luhur nunjukkeun yén pamakéan papan PCB thinner mantuan pikeun ngurangan dua parameter parasit tina perforations.

3. Kabel sinyal dina papan PCB henteu kedah ngarobih lapisan sajauh mungkin, nyaéta, henteu nganggo liang anu teu perlu dugi ka tiasa.

4. Pin tina catu daya sareng taneuh kedah dibor dina liang anu pangcaketna, sareng kalungguhan antara liang sareng pin kedah pondok-gancang. Sababaraha ngaliwatan-liang bisa dianggap sajajar pikeun ngurangan induktansi sarimbag.

5. Sababaraha liang taneuh ditempatkeun caket kana liang lapisan sinyal supados nyayogikeun loop anu pang caketna pikeun sinyal. Anjeun bahkan tiasa nempatkeun seueur liang tambahan dina PCB. Tangtosna, anjeun kedah fleksibel dina desain anjeun. Modél liwat-liang anu dibahas di luhur nyaéta kaayaan dimana aya bantalan dina unggal lapisan. Kadang-kadang, urang tiasa ngirangan atanapi bahkan nyabut bantalan dina sababaraha lapisan. Utamana dina kasus kapadetan liang ageung pisan, éta tiasa ngakibatkeun kabentukna cut off alur sirkuit dina lapisan tambaga, pikeun méréskeun masalah sapertos salian ti mindahkeun lokasi liang, urang ogé tiasa mertimbangkeun liang dina lapisan tambaga pikeun ngirangan ukuran pad.

6. Pikeun papan PCB anu gancang kalayan kapadetan anu langkung luhur, liang mikro tiasa dianggap.