In yüksek hızlı HDI PCB tasarım, tasarım yoluyla önemli bir faktördür. Bir delik, deliğin etrafındaki bir ped alanı ve genellikle üç tipe ayrılan POWER katmanının bir izolasyon alanından oluşur: kör delikler, gömülü delikler ve açık delikler. PCB tasarım sürecinde, yolların parazitik kapasitansı ve parazitik endüktansının analizi yoluyla, yüksek hızlı PCB yollarının tasarımında alınması gereken bazı önlemler özetlenmiştir.

Şu anda, yüksek hızlı PCB tasarımı, iletişim, bilgisayar, grafik ve görüntü işleme ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tüm yüksek teknoloji katma değerli elektronik ürün tasarımları, düşük güç tüketimi, düşük elektromanyetik radyasyon, yüksek güvenilirlik, minyatürleştirme ve hafiflik gibi özelliklerin peşindedir. Yukarıdaki hedeflere ulaşmak için, yüksek hızlı PCB tasarımında tasarım yoluyla önemli bir faktördür.

1. Yoluyla
Via, çok katmanlı PCB tasarımında önemli bir faktördür. Bir yol esas olarak üç bölümden oluşur, biri deliktir; diğeri ise deliğin etrafındaki ped alanıdır; ve üçüncüsü POWER katmanının izolasyon alanıdır. Geçiş deliğinin işlemi, geçiş deliğinin delik duvarının silindirik yüzeyine kimyasal çökeltme ile bir metal tabakasının plakalanmasıdır. geçiş deliği sıradan pedlere yapılır Şekil doğrudan üst ve alt taraftaki çizgilerle bağlanabilir veya bağlanmayabilir. Vias, elektrik bağlantısı, sabitleme veya konumlandırma cihazlarının rolünü oynayabilir.

Yollar genellikle üç kategoriye ayrılır: kör delikler, gömülü delikler ve açık delikler.

Kör delikler baskılı devre kartının üst ve alt yüzeylerinde bulunur ve belirli bir derinliğe sahiptir. Yüzey çizgisini ve alttaki iç çizgiyi bağlamak için kullanılırlar. Deliğin derinliği ve çapı genellikle belirli bir oranı geçmez.

Gömülü delik, baskılı devre kartının iç tabakasında bulunan ve devre kartının yüzeyine uzanmayan bağlantı deliğini ifade eder.

Kör yollar ve gömülü yollar, laminasyondan önce bir açık delik oluşturma işlemiyle tamamlanan devre kartının iç katmanında bulunur ve yolların oluşumu sırasında birkaç iç katman üst üste gelebilir.

Tüm devre kartından geçen açık delikler, dahili ara bağlantı için veya bir bileşenin kurulum konumlandırma deliği olarak kullanılabilir. Açık deliklerin proseste uygulanması daha kolay ve maliyeti daha düşük olduğundan, genellikle baskılı devre kartları açık delikler kullanır.

2. Viasların parazitik kapasitansı
Yolun kendisi toprağa parazitik kapasitansa sahiptir. Yolun zemin katmanındaki izolasyon deliğinin çapı D2 ise, yol pedinin çapı D1, PCB’nin kalınlığı T ve levha alt tabakasının dielektrik sabiti ε ise, o zaman parazitik kapasitansı yol şuna benzer:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Geçiş deliğinin parazitik kapasitansının devre üzerindeki ana etkisi, sinyalin yükselme süresini uzatmak ve devrenin hızını azaltmaktır. Kapasitans değeri ne kadar küçük olursa, etki o kadar küçük olur.

3. Yolların parazitik endüktansı
Yolun kendisi parazit endüktansa sahiptir. Yüksek hızlı dijital devrelerin tasarımında, yolun parazitik endüktansının neden olduğu zarar, genellikle parazitik kapasitansın etkisinden daha büyüktür. Yolun parazitik seri endüktansı, baypas kapasitörünün işlevini zayıflatacak ve tüm güç sisteminin filtreleme etkisini zayıflatacaktır. L, yolun endüktansını ifade ediyorsa, h yolun uzunluğu ve d, merkez deliğin çapıysa, yolun parazitik endüktansı şuna benzer:

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

Yolun çapının endüktans üzerinde küçük bir etkiye sahip olduğu ve yolun uzunluğunun endüktans üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu formülden görülebilir.

4. Teknoloji yoluyla geçişsiz
Geçişsiz yollar arasında kör yollar ve gömülü yollar bulunur.

Geçişsiz geçiş teknolojisinde, kör yolların ve gömülü yolların uygulanması PCB’nin boyutunu ve kalitesini büyük ölçüde azaltabilir, katman sayısını azaltabilir, elektromanyetik uyumluluğu iyileştirebilir, elektronik ürünlerin özelliklerini artırabilir, maliyetleri düşürebilir ve ayrıca tasarım daha basit ve hızlı çalışır. Geleneksel PCB tasarımı ve işlemede, açık delikler birçok sorunu beraberinde getirebilir. Birincisi, büyük miktarda etkin alan kaplarlar ve ikincisi, çok sayıda açık delik tek bir yerde yoğun bir şekilde paketlenir, bu da çok katmanlı PCB’nin iç katman kablolaması için büyük bir engel oluşturur. Bu açık delikler kablolama için gereken alanı kaplar ve güç kaynağından ve topraktan yoğun bir şekilde geçerler. Tel katmanının yüzeyi, güç topraklama kablosu katmanının empedans özelliklerini de yok edecek ve güç topraklama kablosu katmanını etkisiz hale getirecektir. Ve geleneksel mekanik delme yöntemi, açık delik teknolojisinin iş yükünün 20 katı olacaktır.

PCB tasarımında, pedlerin ve viaların boyutu giderek azalmasına rağmen, tahta tabakasının kalınlığı orantılı olarak azaltılmazsa, açık deliğin en boy oranı artacak ve açık deliğin en boy oranının artması azalacaktır. güvenilirlik. Gelişmiş lazer delme teknolojisi ve plazma kuru aşındırma teknolojisinin olgunluğu ile, nüfuz etmeyen küçük kör delikler ve küçük gömülü delikler uygulamak mümkündür. Bu nüfuz etmeyen yolların çapı 0.3 mm ise, parazitik parametreler, PCB’nin güvenilirliğini artıran orijinal geleneksel deliğin yaklaşık 1/10’u olacaktır.

Geçişsiz geçiş teknolojisi nedeniyle, PCB üzerinde izler için daha fazla alan sağlayabilen birkaç büyük geçiş vardır. Kalan alan, EMI/RFI performansını iyileştirmek için geniş alan koruma amacıyla kullanılabilir. Aynı zamanda, en iyi elektrik performansına sahip olması için cihazı ve ana ağ kablolarını kısmen korumak için iç katman için daha fazla kalan alan da kullanılabilir. Geçişsiz geçişlerin kullanılması, cihaz pinlerinin havalandırılmasını kolaylaştırır, yüksek yoğunluklu pin cihazlarının (BGA paketli cihazlar gibi) yönlendirilmesini kolaylaştırır, kablolama uzunluğunu kısaltır ve yüksek hızlı devrelerin zamanlama gereksinimlerini karşılar. .

5. Sıradan PCB’de seçim yoluyla
Sıradan PCB tasarımında, yolun parazitik kapasitansı ve parazitik endüktansı PCB tasarımı üzerinde çok az etkiye sahiptir. 1-4 katmanlı PCB tasarımı için 0.36mm/0.61mm/1.02mm (delik/ped/GÜÇ izolasyon alanı genellikle seçilir) ) Yollar daha iyidir. Özel gereksinimleri olan sinyal hatları için (güç hatları, toprak hatları, saat hatları vb.), 0.41 mm/0.81 mm/1.32 mm yollar kullanılabilir veya gerçek duruma göre diğer boyutlardaki yollar seçilebilir.

6. Yüksek hızlı PCB’de tasarım yoluyla
Yolların parazitik özelliklerinin yukarıdaki analizi sayesinde, yüksek hızlı PCB tasarımında, görünüşte basit yolların genellikle devre tasarımına büyük olumsuz etkiler getirdiğini görebiliriz. Viasların parazit etkilerinden kaynaklanan olumsuz etkileri azaltmak için tasarımda şunlar yapılabilir:

(1) Makul bir boyut üzerinden seçin. Çok katmanlı genel yoğunluklu PCB tasarımı için 0.25mm/0.51mm/0.91mm (delinmiş delikler/pedler/GÜÇ izolasyon alanı) yollarının kullanılması daha iyidir; bazı yüksek yoğunluklu PCB’ler için 0.20mm/0.46 mm/0.86mm yollarda da kullanılabilir, ayrıca geçişsiz yolları da deneyebilirsiniz; güç veya toprak yolları için empedansı azaltmak için daha büyük bir boyut kullanmayı düşünebilirsiniz;

(2) POWER izolasyon alanı ne kadar büyük olursa, PCB üzerindeki geçiş yoğunluğu dikkate alındığında o kadar iyidir, genellikle D1=D2 0.41;

(3) PCB üzerindeki sinyal izlerinin katmanlarını değiştirmemeye çalışın, bu da geçişleri en aza indirmek anlamına gelir;

(4) Daha ince bir PCB’nin kullanılması, yolun iki parazitik parametresini azaltmaya elverişlidir;

(5) Güç ve topraklama pimleri yakındaki deliklerden yapılmalıdır. Geçiş deliği ile pim arasındaki kurşun ne kadar kısa olursa, o kadar iyidir, çünkü endüktansı arttırırlar. Aynı zamanda, empedansı azaltmak için güç ve toprak kabloları mümkün olduğunca kalın olmalıdır;

(6) Sinyal için kısa mesafeli bir döngü sağlamak için sinyal katmanının yollarının yanına bazı topraklama yolları yerleştirin.

Tabii ki, tasarım yaparken belirli konuların ayrıntılı olarak analiz edilmesi gerekiyor. Yüksek hızlı PCB tasarımında hem maliyet hem de sinyal kalitesi kapsamlı bir şekilde göz önüne alındığında, tasarımcılar her zaman geçiş deliği ne kadar küçük olursa o kadar iyi olur, böylece kartta daha fazla kablolama alanı bırakılabilir. Ek olarak, geçiş deliği ne kadar küçükse, kendi Parazitik kapasitansı ne kadar küçükse, yüksek hızlı devreler için o kadar uygundur. Yüksek yoğunluklu PCB tasarımında, geçişsiz yolların kullanılması ve yolların boyutlarının küçültülmesi de maliyetin artmasına neden olmuştur ve yolların boyutu sonsuza kadar küçültülememektedir. PCB üreticilerinin delme ve elektrokaplama işlemlerinden etkilenir. Yüksek hızlı PCB’lerin geçiş tasarımında teknik sınırlamalara dengeli bir şekilde dikkat edilmelidir.