Açık delik (VIA) önemli bir parçasıdır çok katmanlı PCBve delik delme maliyeti genellikle PCB kartı yapım maliyetinin %30 ila %40’ını oluşturur. Basitçe söylemek gerekirse, bir PCB üzerindeki her deliğe geçiş deliği denilebilir. İşlev açısından delik iki kategoriye ayrılabilir: biri katmanlar arasındaki elektrik bağlantısı için kullanılır; Diğeri cihaz sabitleme veya konumlandırma için kullanılır.

Süreç açısından, bu açık delikler genellikle üç kategoriye ayrılır: kör yol, gömülü yol ve yol. BASKILI devre kartının üst ve alt yüzeylerinde kör delikler bulunur ve yüzey devresini alttaki iç devreye bağlamak için belirli bir derinliğe sahiptir. Deliklerin derinliği genellikle belirli bir oranı (açıklık) geçmez. Gömülü delikler, baskılı devre kartının iç katmanında bulunan ve baskılı devre kartının yüzeyine kadar uzanmayan bağlantı delikleridir. İki tip delik, laminasyondan önce açık delik kalıplama işlemiyle tamamlanan devre kartının iç katmanında bulunur ve açık deliğin oluşumu sırasında birkaç iç katman üst üste gelebilir. Açık delikler olarak adlandırılan üçüncü tip, tüm devre kartından geçer ve dahili ara bağlantılar için veya bileşenler için montaj ve yerleştirme delikleri olarak kullanılabilir. Açık deliğin proseste uygulanması daha kolay olduğundan, maliyet daha düşüktür, bu nedenle çoğu baskılı devre kartı, diğer iki tür açık delikten ziyade bunu kullanır. Aşağıdaki açık delikler, özel bir açıklama olmaksızın, açık delikler olarak kabul edilecektir.

PCB tasarım deliği hakkında ne biliyorsunuz?

Tasarım açısından, bir açık delik esas olarak iki parçadan oluşur, biri ortadaki matkap deliği ve diğeri aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi matkap deliğinin etrafındaki ped alanıdır. Bu iki parçanın boyutu, açık deliğin boyutunu belirler. Açıkçası, yüksek hızlı, yüksek yoğunluklu PCB tasarımında, tasarımcı her zaman deliğin mümkün olduğunca küçük olmasını ister, bu örnek daha fazla kablolama alanı bırakabilir, ayrıca delik ne kadar küçükse, kendi parazitik kapasitansı daha küçüktür, daha fazla yüksek hızlı devre için uygundur. Ancak delik boyutunun küçülmesi aynı zamanda maliyet artışını da beraberinde getirir ve deliğin boyutu sınırsız olarak azaltılamaz, delme (matkap) ve kaplama (kaplama) ve diğer teknolojilerle sınırlıdır: delik ne kadar küçükse, o kadar küçük olur. delmek ne kadar uzun sürerse, merkezden sapmak o kadar kolay olur; Deliğin derinliği, deliğin çapının 6 katından fazla olduğunda, delik duvarının düzgün bakır kaplamasını garanti etmek imkansızdır. Örneğin, 6 katmanlı bir PCB kartının mevcut normal kalınlığı (delik derinliği) yaklaşık 50 Milyondur, bu nedenle PCB üreticilerinin sağlayabileceği minimum delme çapı sadece 8 Milyona ulaşabilir. İzolasyon deliğinin çapı D2 ise, delik pedinin çapı D1 ise, deliğin kendisinin parazitik kapasitansı zeminde mevcuttur, PCB kartının kalınlığı T ve alt tabakanın dielektrik sabiti ε ise, deliğin parazitik kapasitansı yaklaşık olarak: C=1.41εTD1/ (D2-D1)

Parazitik kapasitansın devre üzerindeki ana etkisi, sinyal yükselme süresini uzatmak ve devre hızını azaltmaktır. Örneğin, 50Mil kalınlığında bir PCB kartı için, deliğin iç çapı 10Mil, pedin çapı 20Mil ve ped ile bakır zemin arasındaki mesafe 32Mil ise, parazitik kapasitansı yaklaşık olarak hesaplayabiliriz. Yukarıdaki formülü kullanarak deliğin: C=1.41×4.4×0.050×0.020/ (0.032-0.020) =0.517pF, kapasitansın bu kısmının neden olduğu yükselme süresi değişimi: T10-90=2.2C (Z0/2) =2.2×0.517x (55/) 2) =31.28ps. Bu değerlerden, tek bir delikten gelen parazitik kapasitansın yükselme gecikmesi üzerindeki etkisi açık olmasa da, katmandan katmana geçiş için birden fazla delik kullanılıyorsa tasarımcıların dikkatli olması gerektiği açıktır.

Yüksek hızlı dijital devrelerin tasarımında, delikten geçen parazitik endüktansın parazitik endüktansı, genellikle parazitik kapasitansın etkisinden daha büyüktür. Parazitik seri endüktansı, baypas kapasitansının katkısını zayıflatacak ve tüm güç sisteminin filtreleme etkinliğini azaltacaktır. Aşağıdaki formülü kullanarak bir açık delik yaklaşımının parazitik endüktansını basitçe hesaplayabiliriz: L=5.08h [ln (4h/d) +1] burada L, açık delik endüktansını ifade eder, h, geçişin uzunluğudur. delik ve D, merkezi deliğin çapıdır. Delik çapının endüktans üzerinde çok az etkisi olduğu, deliğin uzunluğunun endüktans üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu denklemden görülebilir. Yine yukarıdaki örneği kullanarak, delikten çıkan endüktans L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh olarak hesaplanabilir. Sinyalin yükselme süresi 1ns ise, eşdeğer empedans boyutu: XL=πL/T10-90=3.19 ω olur. Bu empedans, yüksek frekanslı akımın varlığında göz ardı edilemez. Özellikle, baypas kondansatörü, besleme katmanını formasyona bağlamak için iki delikten geçmelidir, böylece deliğin parazitik endüktansı iki katına çıkar.

Deliğin parazitik özelliklerinin yukarıdaki analizi sayesinde, yüksek hızlı PCB tasarımında, görünüşte basit olan deliğin genellikle devre tasarımına büyük olumsuz etkiler getirdiğini görebiliriz. Deliğin parazit etkisinin olumsuz etkilerini azaltmak için tasarımda mümkün olduğu kadar çok şey yapabiliriz: 1. Maliyet ve sinyal kalitesi açısından makul bir delik boyutu seçin. Örneğin, 6-10 katman MEMORY modülü PCB tasarımı için, delikten 10/20mil (delme/ped) seçmek daha iyidir, bazı yüksek yoğunluklu küçük boyutlu tahtalar için 8/18mil kullanmayı da deneyebilirsiniz. delik. Mevcut teknoloji ile daha küçük delikler kullanmak zor olacaktır. Güç kaynağı veya topraklama kablosu için deliklerden empedansı azaltmak için daha büyük bir boyut kullanılması düşünülebilir.

2. Yukarıda tartışılan iki formül, daha ince PCB kartlarının kullanılmasının deliklerden geçen iki parazitik parametrenin azaltılmasına yardımcı olduğunu göstermektedir.

3. PCB kartı üzerindeki sinyal kabloları mümkün olduğu kadar katmanı değiştirmemeli yani gereksiz delikler kullanmamaya çalışmalısınız.

4. Güç kaynağının ve zeminin pimleri yakına delinmelidir. Pimler ve delikler arasındaki kurşun ne kadar kısa olursa, o kadar iyidir, çünkü endüktansta bir artışa yol açarlar. Aynı zamanda, empedansı azaltmak için güç ve toprak kabloları mümkün olduğunca kalın olmalıdır.

5. Sinyal için en yakın döngüyü sağlamak için sinyal katmanı değişiminin deliklerinin yanına bazı topraklama delikleri yerleştirin. Hatta PCB’ye bir sürü ekstra toprak deliği koyabilirsiniz. Tabii ki, tasarımınızda esnek olmanız gerekiyor. Yukarıda tartışılan açık delik modeli, her katmanda pedlerin olduğu bir durumdur. Bazen bazı katmanlardaki pedleri azaltabilir hatta kaldırabiliriz. Özellikle delik yoğunluğunun çok büyük olması durumunda bakır tabakada kesme devresi oluğu oluşmasına neden olabilir, böyle bir sorunu çözmek için deliğin yerini hareket ettirmenin yanı sıra deliği de düşünebiliriz. pedin boyutunu azaltmak için bakır tabakada.