Isa Pangunahing konsepto ng pagbubutas

Sa pamamagitan ng hole (VIA) ay isang mahalagang bahagi ng Multilayer PCB, at ang gastos ng mga butas sa pagbabarena ay kadalasang nagkakaroon ng 30% hanggang 40% ng gastos ng paggawa ng PCB board. Sa madaling salita, ang bawat butas sa isang PCB ay maaaring tawaging isang pass hole. Sa mga tuntunin ng pag-andar, ang butas ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: ang isa ay ginagamit para sa koneksyon sa kuryente sa pagitan ng mga layer; Ang iba pa ay ginagamit para sa pag-aayos ng aparato o pagpoposisyon. Sa mga tuntunin ng proseso, ang mga through-hole na ito ay karaniwang nahahati sa tatlong mga kategorya, katulad ng bulag sa pamamagitan ng, inilibing sa pamamagitan ng at sa pamamagitan ng. Ang mga butas ng bulag ay matatagpuan sa tuktok at ilalim na ibabaw ng naka-print na circuit board at may isang tiyak na lalim para sa pagkonekta sa circuit ng ibabaw sa panloob na circuit sa ibaba. Ang lalim ng mga butas ay karaniwang hindi hihigit sa isang tiyak na ratio (siwang). Ang mga inilibing na butas ay mga butas ng koneksyon sa panloob na layer ng naka-print na circuit board na hindi umaabot sa ibabaw ng naka-print na circuit board. Ang dalawang uri ng mga butas ay matatagpuan sa panloob na layer ng circuit board, na nakumpleto ng proseso ng paghuhulma na through-hole bago ang paglalamina, at maraming mga panloob na layer ay maaaring ma-overlap sa panahon ng pagbuo ng through-hole. Ang pangatlong uri, na tinatawag na through-hole, ay tumatakbo sa buong circuit board at maaaring magamit para sa panloob na mga pagkakaugnay o bilang pag-mount at paghanap ng mga butas para sa mga bahagi. Dahil ang butas sa pamamagitan ng mas madaling ipatupad sa proseso, ang gastos ay mas mababa, kaya karamihan sa mga naka-print na circuit board ay ginagamit ito, kaysa sa iba pang dalawang uri ng sa pamamagitan ng butas. Ang mga sumusunod sa pamamagitan ng mga butas, nang walang espesyal na paliwanag, ay isasaalang-alang sa pamamagitan ng mga butas.

PCB sa pamamagitan ng butas pangunahing konsepto at sa pamamagitan ng butas pamamaraan ng pagpapakilala

Mula sa isang pananaw sa disenyo, ang isang through-hole ay pangunahing binubuo ng dalawang bahagi, ang isa ay ang butas ng drill sa gitna, at ang isa pa ay ang lugar ng pad sa paligid ng butas ng drill. Ang laki ng dalawang bahagi na ito ay tumutukoy sa laki ng through-hole. Malinaw na, sa disenyo ng high-speed, high-density PCB, laging nais ng taga-disenyo ang butas nang maliit hangga’t maaari, ang sample na ito ay maaaring mag-iwan ng mas maraming puwang sa mga kable, bilang karagdagan, mas maliit ang butas, ang sarili nitong capacitance na parasitiko ay mas maliit, higit pa angkop para sa high-speed circuit. Ngunit ang pagbawas ng laki ng butas nang sabay-sabay ay nagdadala ng pagtaas ng gastos, at ang laki ng butas ay hindi maaaring mabawasan nang walang limitasyon, ito ay limitado sa pamamagitan ng pagbabarena (drill) at kalupkop (kalupkop) at iba pang teknolohiya: mas maliit ang butas, ang mas mahaba ang oras na kinakailangan upang mag-drill, mas madali itong lumihis mula sa posisyon sa gitna; Kapag ang lalim ng butas ay higit sa 6 beses ang lapad ng butas, imposibleng garantiya ang pare-parehong tanso na kalupkop ng hole hole. Halimbawa, kung ang kapal (through-hole depth) ng isang normal na 6-layer na PCB board ay 50Mil, kung gayon ang pinakamababang diameter ng butas na maibibigay ng mga tagagawa ng PCB ay 8Mil. Sa pag-unlad ng teknolohiya ng pagbabarena ng laser, ang laki ng pagbabarena ay maaari ding maging mas maliit at mas maliit. Sa pangkalahatan, ang diameter ng butas ay mas mababa sa o katumbas ng 6Mils, tinatawag namin itong micro hole. Ang mga microhole ay kadalasang ginagamit sa disenyo ng HDI (high density Interconnect structure). Ang teknolohiya ng microhole ay nagbibigay-daan sa butas na matamaan nang direkta sa pad (VIA-in-pad), na lubos na nagpapabuti sa pagganap ng circuit at nakakatipid ng espasyo sa mga kable.

Ang through-hole sa linya ng paghahatid ay isang break point ng hindi pagtuloy na impedance, na magiging sanhi ng pagsasalamin ng signal. Sa pangkalahatan, ang katumbas na impedance ng through-hole ay halos 12% na mas mababa kaysa sa linya ng paghahatid. Halimbawa, ang impedance ng 50ohm transmission line ay bababa ng 6 ohm kapag ito ay dumaan sa through-hole (ang partikular ay nauugnay din sa laki ng through-hole at ang kapal ng plate, ngunit hindi isang ganap na pagbaba). Gayunpaman, ang pagmuni-muni na sanhi ng pagtigil ng impedance sa pamamagitan ng butas ay talagang napakaliit, at ang koepisyent ng pagsasalamin nito ay lamang: (44-50) / (44 + 50) = 0.06. Ang mga problemang dulot ng butas ay mas nakatuon sa impluwensya ng parasitic capacitance at inductance.

Parasitic capacitance at inductance sa pamamagitan ng butas

Ang kapasidad ng pagkakalat ng parasitiko ay umiiral sa butas mismo. Kung ang diameter ng welding resistance zone ng butas sa laying layer ay D2, ang diameter ng welding pad ay D1, ang kapal ng PCB board ay T, at ang dielectric constant ng substrate ay ε, ang parasitic capacitance ng ang butas ay humigit-kumulang C=1.41εTD1/ (D2-D1).

Ang pangunahing epekto ng capacitance ng parasitiko sa circuit ay upang pahabain ang oras ng pagtaas ng signal at bawasan ang bilis ng circuit. Halimbawa, para sa PCB board na may kapal na 50Mil, kung ang diameter ng through-hole pad ay 20Mil (ang diameter ng borehole ay 10Mils) at ang diameter ng solder block ay 40Mil, maaari nating tantiyahin ang parasitic capacitance ng ang through-hole ng formula sa itaas: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.040-0.020) = 0.31pF ang pagtaas ng oras ng pagtaas na sanhi ng capacitance ay halos tulad ng sumusunod: T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps Mula sa mga halagang ito, makikita na bagaman ang epekto ng pagtaas ng pagkaantala at pagbagal na dulot ng parasitic capacitance ng isang solong through- ang butas ay hindi masyadong halata, kung ang through-hole ay ginagamit para sa paglipat sa pagitan ng mga layer nang maraming beses, maraming mga through-hole ang gagamitin. Mag-ingat sa iyong disenyo. Sa praktikal na disenyo, ang kapasidad ng parasitiko ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng pagtaas ng distansya sa pagitan ng butas at ng copper laying zone (anti-pad) o sa pamamagitan ng pagbabawas ng diameter ng pad. Sa disenyo ng high-speed digital circuit, ang parasitic inductance ng through-hole ay mas nakakasama kaysa sa capacitance ng parasitiko. Ang induktansiyang serye ng parasitiko ay magpapahina sa kontribusyon ng bypass capacitance at mabawasan ang pagiging epektibo ng pag-filter ng buong sistema ng kuryente. Maaari lamang nating kalkulahin ang parasitic inductance ng isang through-hole approximation gamit ang sumusunod na empirical formula: L=5.08h [ln (4h/d) +1]

Kung saan ang L ay tumutukoy sa inductance ng butas, ang H ay ang haba ng butas, at ang D ay ang diameter ng gitnang butas. Maaari itong makita mula sa equation na ang diameter ng butas ay may maliit na impluwensya sa inductance, habang ang haba ng butas ay may pinakamalaking impluwensya sa inductance. Gumagamit pa rin ng halimbawa sa itaas, ang inductance sa labas ng butas ay maaaring kalkulahin bilang:

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh Kung ang oras ng pagtaas ng signal ay 1ns, ang katumbas na laki ng impedance ay: XL=πL/T10-90=3.19 ω. Ang impedance na ito ay hindi maaaring balewalain sa pagkakaroon ng kasalukuyang dalas ng dalas. Sa partikular, ang bypass capacitor ay kailangang dumaan sa dalawang butas upang ikonekta ang layer ng supply sa pagbuo, sa gayon doble ang pagpasok ng parasitiko ng butas.

Tatlo, kung paano gamitin ang butas

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa itaas ng mga parasitiko na katangian ng mga through-hole, makikita natin na sa high-speed na disenyo ng PCB, ang tila simpleng through-hole ay kadalasang nagdudulot ng malaking negatibong epekto sa disenyo ng circuit. Upang mabawasan ang masamang epekto ng parasitiko na epekto ng butas, maaari nating subukang gawin ang mga sumusunod sa disenyo:

1. Isinasaalang-alang ang gastos at kalidad ng signal, napili ang isang makatwirang laki ng butas. Kung kinakailangan, isaalang-alang ang paggamit ng iba’t ibang laki ng mga butas. Halimbawa, para sa mga kable ng kuryente o sa lupa, isaalang-alang ang paggamit ng mas malaking sukat upang mabawasan ang impedance, at para sa mga kable ng signal, gumamit ng mas maliit na mga butas. Siyempre, habang bumababa ang laki ng butas, tataas ang katumbas na gastos.

2. Ang dalawang pormula na tinalakay sa itaas ay nagpapakita na ang paggamit ng mas manipis na mga PCB board ay nakakatulong upang mabawasan ang dalawang parasitiko na parameter ng mga pagbubutas.

3. Ang mga kable ng signal sa PCB board ay hindi dapat magbago ng mga layer hangga’t maaari, ibig sabihin, huwag gumamit ng hindi kinakailangang mga butas hangga’t maaari.

4. Ang mga pin ng supply ng kuryente at ang lupa ay dapat na drill sa pinakamalapit na butas, at ang tingga sa pagitan ng butas at mga pin ay dapat na kasing liit hangga’t maaari. Ang maramihang mga through-hole ay maaaring isaalang-alang nang kahanay upang mabawasan ang katumbas na inductance.

5. Ang ilang mga butas sa lupa ay inilalagay malapit sa mga butas ng signal layering upang maibigay ang pinakamalapit na loop para sa signal. Maaari ka ring maglagay ng maraming labis na mga butas sa lupa sa PCB. Siyempre, kailangan mong maging may kakayahang umangkop sa iyong disenyo. Ang modelo ng through-hole na tinalakay sa itaas ay isang sitwasyon kung saan may mga pad sa bawat layer. Minsan, maaari nating bawasan o alisin ang mga pad sa ilang mga layer. Lalo na sa kaso ng density ng butas ay napakalaki, maaari itong humantong sa pagbuo ng isang cut off circuit uka sa layer ng tanso, upang malutas ang naturang problema bilang karagdagan sa paglipat ng lokasyon ng butas, maaari din nating isaalang-alang ang butas sa layer ng tanso upang mabawasan ang laki ng pad.

6. Para sa mga high-speed na PCB board na may mas mataas na density, maaaring isaalang-alang ang mga micro-butas.