Як. Консепсияи асосии vias

Via яке аз ҷузъҳои муҳими PCB бисёрқабата, ва арзиши пармакунӣ одатан аз 30% то 40% арзиши истеҳсоли PCB-ро ташкил медиҳад. Оддӣ карда гӯем, ҳар як сӯрохи дар PCB метавонад тавассути номида шавад.

Аз нуқтаи назари функсия, vias метавонад ба ду категория тақсим карда шавад: яке барои пайвастҳои барқии байни қабатҳо истифода мешавад; дигараш барои насб кардан ё ҷойгиркунии дастгоҳҳо истифода мешавад.

Дар робита ба раванд, ин гузаргоҳҳо ба таври умум ба се категория тақсим мешаванд, яъне вентиляторҳои кӯр, дафншуда ва тавассути vias. Сӯрохиҳои кӯр дар сатҳҳои боло ва поёни тахтаи схемаҳои чопӣ ҷойгир шудаанд ва чуқурии муайян доранд. Онҳо барои пайваст кардани хати рӯизаминӣ ва хати дохилии зеризаминӣ истифода мешаванд. Чуқурии сӯрох одатан аз таносуби муайян (диафрагма) зиёд нест. Сӯрохи дафншуда ба сӯрохи пайвастшавӣ, ки дар қабати ботинии тахтаи микросхемаҳои чопӣ ҷойгир аст, дахл дорад, ки ба сатҳи тахтаи ноҳиявӣ паҳн намешавад. Ду намуди сӯрохиҳои дар боло зикршуда дар қабати дарунии тахтаи ноҳиявӣ ҷойгиранд ва бо раванди ташаккули сӯрохиҳо пеш аз ламинатсия ба анҷом мерасанд ва дар ҷараёни ташаккули вита якчанд қабатҳои дарунӣ метавонанд ба ҳам мепайванданд. Навъи сеюмро сӯрохи тавассути он меноманд, ки ба тамоми тахтаи ноҳиявӣ дохил мешавад ва метавонад барои пайвасти дохилӣ ё ҳамчун сӯрохи ҷойгиркунии васлкунӣ истифода шавад. Азбаски сӯрохи тавассути сӯрох дар раванд осонтар аст ва арзиши он пасттар аст, аксари тахтаҳои чопӣ онро ба ҷои ду намуди дигари сӯрохиҳо истифода мебаранд. Сӯрохиҳои зерин, агар тартиби дигаре пешбинӣ нашуда бошад, ҳамчун сӯрохиҳо ҳисобида мешаванд.

Аз нуқтаи назари тарҳрезӣ, вижа асосан аз ду қисм иборат аст, яке сӯрохи пармакунӣ дар мобайн ва дигаре майдони тахтаи атрофи сӯрохи пармакунӣ мебошад. Андозаи ин ду қисм андозаи тавассутиро муайян мекунад. Аён аст, ки дар тарҳрезии PCB-и баландсуръат ва зичии баланд, тарроҳон ҳамеша умедворанд, ки сӯрохи тавассути он хурдтар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст, то дар тахта фазои бештари ноқилҳо боқӣ монад. Илова бар ин, чӣ қадаре ки сӯрохи гузариш хурдтар бошад, иқтидори паразитӣ аз худи худ аст. Чӣ қадаре ки он хурдтар бошад, ҳамон қадар барои схемаҳои баландсуръат мувофиқтар аст. Бо вуҷуди ин, кам кардани андозаи сӯрох инчунин боиси афзоиши хароҷот мегардад ва андозаи тавассути он ба таври номуайян кам карда намешавад. Он бо технологияҳои раванд, аз қабили пармакунӣ ва пармакунӣ маҳдуд аст: сӯрох ҳар қадар хурдтар бошад, парма ҳамон қадар дарозтар шавад, дур шудан аз мавқеи марказӣ ҳамон қадар осонтар мешавад; ки чукурии чукурй аз диаметри сурохии пармашуда 6 баробар зиёд бошад, кафолат додан мумкин нест, ки девори сурохиро яксон бо мис пушондан мумкин аст. Масалан, ғафсӣ (аз чуқурии сӯрохи) як тахтаи муқаррарии 6-қабати PCB тақрибан 50 миллион аст, бинобар ин диаметри ҳадди ақали пармакунӣ, ки истеҳсолкунандагони PCB метавонанд таъмин кунанд, танҳо ба 8 миллион мерасад.

Дуюм, иқтидори паразитии тавассути

Худи воҳид дорои иқтидори паразитӣ ба замин аст. Агар маълум бошад, ки диаметри сӯрохии изолятсия дар қабати зеризаминии via D2, диаметри via pad D1, ғафсии тахтаи PCB T ва доимии диэлектрикии субстрати тахта ε, андозаи иқтидори паразитии via тахминан аст: C=1.41εTD1/(D2-D1) Иқтидори паразитии via боиси он мегардад, ки занҷир вақти болоравии сигналро дароз кунад ва суръати занҷирро кам кунад. Масалан, барои як PCB бо ғафсӣ 50Mil, агар як via бо диаметри дарунӣ 10Mil ва диаметри pad 20Mil истифода шавад ва масофаи байни палид ва майдони миси заминӣ 32Mil бошад, пас мо метавонем тавассути тақрибан тахмин кунем. бо истифода аз формулаи боло Иқтидори паразитӣ тақрибан аст: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/(0.032-0.020) = 0.517pF, тағирёбии вақти болоравии ин қисми зарфият: T10-90 = 2.2C (Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Аз ин арзишҳо дидан мумкин аст, ки гарчанде ки таъсири таъхири болоравии иқтидори паразитии як via возеҳу равшан нест, агар via якчанд маротиба дар пайгирӣ барои гузаштан байни қабатҳо истифода шавад, дизайнер бояд ба назар гирад. бодиққат.

Сеюм, индуктсияи паразитии via

Ба ҳамин монанд, дар баробари иқтидори паразитӣ индуктсияҳои паразитӣ мавҷуданд. Дар тарҳрезии схемаҳои рақамии баландсуръат, зараре, ки дар натиҷаи индуктсияи паразитӣ аз vias расонида мешавад, аксар вақт аз таъсири иқтидори паразитӣ зиёдтар аст. Индуктивии силсилаи паразитии он саҳми конденсатори гардишро суст мекунад ва таъсири филтркунии тамоми системаи энергетикиро суст мекунад. Мо метавонем танҳо бо формулаи зерин индуктивии тақрибии паразитии a via-ро ҳисоб кунем: L=5.08h[ln(4h/d)+1], ки L ба индуктсияи via ишора мекунад, h дарозии via ва d мебошад. марказ аст Диаметри сӯрохи. Аз формула дида мешавад, ки диаметри водопровод ба индуктсия таъсири кам дорад ва дарозии гузар ба индуктсия бештар таъсир мерасонад. Бо истифода аз мисоли дар боло зикршуда, индуктивии via-ро метавон чунин ҳисоб кард: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015нН. Агар ваќти болоравии сигнал 1нс бошад, пас импеданси эквивалентии он: XL=πL/T10-90=3.19Ом аст. Вақте ки ҷараёнҳои басомади баланд мегузарад, ин гуна импедансро дигар нодида гирифтан мумкин нест. Ба он диццати махсус додан лозим аст, ки конденсатори гардиш хангоми пайваст кардани хамвории кувваи электр ва замини аз ду веноз гузаштан лозим аст, то индуктсияи паразитии винадхо ба таври экспоненсиалй зиёд шавад.

Чорум, тавассути тарҳрезӣ дар PCB баландсуръат

Тавассути таҳлили дар боло зикргардидаи хусусиятҳои паразитии vias, мо метавонем бубинем, ки дар тарҳрезии баландсуръати PCB, вишаҳои ба назар оддӣ аксар вақт ба тарҳрезии схема таъсири манфии бузург мерасонанд. Бо мақсади кам кардани таъсири манфии таъсири паразитӣ тавассути тарроҳӣ корҳои зеринро иҷро кардан мумкин аст:

1. Аз нуқтаи назари арзиш ва сифати сигнал, андозаи мувофиқро интихоб кунед. Масалан, барои тарҳрезии модули хотираи қабати 6-10 PCB, беҳтар аст, ки 10/20Мил (пармашуда/пад) истифода баред. Барои баъзе тахтаҳои хурди зичии баланд, шумо инчунин метавонед кӯшиш кунед, ки 8/18Mil-ро истифода баред. сӯрох. Дар шароити хозираи техникй истифода бурдани ива-рахои хурдтар душвор аст. Барои интиқоли барқ ​​ё замин, шумо метавонед истифода бурдани андозаи калонтарро барои кам кардани импеданс баррасӣ кунед.

2. Ду формулаи дар боло баррасӣшуда ба хулосае омадан мумкин аст, ки истифодаи як PCB thinner барои коҳиш додани ду параметри паразитӣ аз via мусоидат мекунад.

3. Кӯшиш кунед, ки қабатҳои пайҳои сигналро дар тахтаи PCB тағир надиҳед, яъне кӯшиш кунед, ки vias нолозимро истифода набаред.

4. Пинҳонҳои барқӣ ва заминӣ бояд дар наздикии он парма карда шаванд ва сурти байни гузаргоҳ ва пин бояд то ҳадди имкон кӯтоҳ бошад, зеро онҳо индуктивиро зиёд мекунанд. Дар айни замон, симҳои барқ ​​ва замин бояд то ҳадди имкон ғафс бошанд, то импеданс кам карда шавад.

5. Барои таъмин намудани ҳалқаи наздиктарин барои сигнал, дар наздикии гузаргоҳҳои қабати сигнал якчанд гузаргоҳҳои заминӣ ҷойгир кунед. Дар тахтаи PCB ҳатто имкон дорад, ки миқдори зиёди гузаргоҳҳои заминии зиёдатӣ ҷойгир карда шаванд. Албатта, тарҳ бояд чандир бошад. Модели via, ки қаблан баррасӣ шуда буд, ҳолатест, ки дар ҳар як қабат лавҳаҳо мавҷуданд. Баъзан, мо метавонем пӯшишҳои баъзе қабатҳоро кам ё ҳатто хориҷ кунем. Хусусан, вақте ки зичии виосҳо хеле баланд аст, он метавонад ба пайдоиши чуқури шикаста оварда расонад, ки ҳалқаро дар қабати мис ҷудо мекунад. Барои ҳалли ин мушкилот, ба ҷуз аз ҳаракат додани мавқеъи via, мо метавонем дар қабати мис ҷойгир кардани via-ро низ баррасӣ кунем. Андозаи тахта кам карда мешавад.