In високошвидкісна друкована плата HDI дизайн, через дизайн є важливим фактором. Він складається з отвору, зони колодки навколо отвору та ізоляції шару POWER, які зазвичай діляться на три типи: глухі отвори, заглиблені отвори та наскрізні отвори. У процесі проектування друкованої плати, шляхом аналізу паразитної ємності та паразитної індуктивності переходів, узагальнено деякі запобіжні заходи при проектуванні високошвидкісних переходів для друкованої плати.

At present, high-speed PCB design is widely used in communications, computers, graphics and image processing and other fields. All high-tech value-added electronic product designs are pursuing features such as low power consumption, low electromagnetic radiation, high reliability, miniaturization, and light weight. In order to achieve the above goals, via design is an important factor in high-speed PCB design.

1. Через
Via є важливим фактором у багатошаровому дизайні друкованої плати. Перехідний отвір в основному складається з трьох частин, одна – отвір; інший — область колодки навколо отвору; і третій – область ізоляції шару POWER. Процес проходного отвору полягає в нанесенні шару металу на циліндричну поверхню стінки отвору отвору шляхом хімічного осадження, щоб з’єднати мідну фольгу, яку необхідно з’єднати із середніми шарами, а також верхньою та нижньою сторонами отвору. прохідні отвір виготовляються у звичайні колодки. Форма може бути безпосередньо пов’язана з лініями на верхній і нижній сторонах, або не з’єднана. Відрізи можуть виконувати роль електричного з’єднання, фіксації або позиціонування пристроїв.

Вхідні отвори зазвичай поділяються на три категорії: глухі отвори, заглиблені отвори та наскрізні отвори.

Глухі отвори розташовані на верхній і нижній поверхнях друкованої плати і мають певну глибину. Вони використовуються для з’єднання лінії поверхні та внутрішньої лінії. Глибина отвору і діаметр отвору зазвичай не перевищують певного співвідношення.

Захований отвір відноситься до отвору для підключення, розташованому у внутрішньому шарі друкованої плати, який не поширюється на поверхню друкованої плати.

Глухі і заглушені переходи розташовані у внутрішньому шарі друкованої плати, який завершується процесом формування наскрізних отворів перед ламінуванням, і кілька внутрішніх шарів можуть перекриватися під час формування отворів.

Наскрізні отвори, які проходять через всю друковану плату, можуть використовуватися для внутрішнього з’єднання або як монтажний отвір компонента. Оскільки наскрізні отвори простіше впроваджувати в процесі та менша вартість, зазвичай друковані плати використовують наскрізні отвори.

2. Паразитна ємність отворів
Сам прохід має паразитну ємність до землі. Якщо діаметр ізоляційного отвору на шарі заземлення отвору дорівнює D2, діаметр контактної прокладки дорівнює D1, товщина друкованої плати дорівнює T, а діелектрична проникність підкладки плати дорівнює ε, то паразитна ємність via схожий на:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Основна дія паразитної ємності прохідного отвору на схему полягає в подовженні часу наростання сигналу і зменшенні швидкості ланцюга. Чим менше значення ємності, тим менший ефект.

3. Parasitic inductance of vias
Сам прохід має паразитну індуктивність. У розробці високошвидкісних цифрових схем шкода, спричинена паразитною індуктивністю переходу, часто більша, ніж вплив паразитної ємності. Паразитна послідовна індуктивність переходу послабить функцію байпасного конденсатора та послабить ефект фільтрації всієї системи живлення. Якщо L означає індуктивність отвору, h – довжина отвору, а d – діаметр центрального отвору, паразитна індуктивність отвору подібна до:

L=5.08 год［ln(4 год/день) 1］

It can be seen from the formula that the diameter of the via has a small influence on the inductance, and the length of the via has the greatest influence on the inductance.

4. Непрохідні технології
Non-through vias include blind vias and buried vias.

У технології непрохідного зв’язку застосування глухих і захованих переходів може значно зменшити розмір і якість друкованої плати, зменшити кількість шарів, покращити електромагнітну сумісність, підвищити характеристики електронних виробів, знизити витрати, а також зробити дизайн роботи більш простий і швидкий. У традиційному дизайні та обробці друкованих плат наскрізні отвори можуть спричинити багато проблем. По-перше, вони займають велику кількість ефективного простору, а по-друге, велика кількість наскрізних отворів щільно упакована в одному місці, що також створює величезну перешкоду для внутрішнього шару розводки багатошарової друкованої плати. Ці наскрізні отвори займають простір, необхідний для проводки, і вони інтенсивно проходять через джерело живлення та заземлення. Поверхня шару дроту також знищить характеристики опору шару заземлення живлення та зробить шар заземлення живлення неефективним. А звичайний механічний метод свердління буде в 20 разів перевищувати навантаження, ніж технологія без наскрізних отворів.

У конструкції друкованої плати, хоча розмір контактних майданчиків і переходних переходів поступово зменшувався, якщо товщину шару плати не зменшити пропорційно, співвідношення сторін наскрізного отвору збільшиться, а збільшення співвідношення сторін наскрізного отвору зменшиться. надійність. Завдяки зрілості передових технологій лазерного свердління та технології плазмового сухого травлення можна застосовувати непроникні невеликі глухі отвори та невеликі заглиблені отвори. Якщо діаметр цих непроникаючих отворів становить 0.3 мм, паразитні параметри становитимуть приблизно 1/10 початкового звичайного отвору, що підвищує надійність друкованої плати.

Через технологію непрохідного входу на друкованій платі є кілька великих переходів, які можуть забезпечити більше місця для слідів. Залишковий простір можна використовувати для екранування великої площі, щоб покращити показники EMI/RFI. У той же час більше місця, що залишилося, також можна використовувати для внутрішнього шару, щоб частково екранувати пристрій і ключові мережеві кабелі, щоб він мав найкращі електричні характеристики. Використання непрохідних отворів полегшує розвіювання контактів пристрою, спрощуючи маршрутизацію пристроїв з високою щільністю контактів (таких як пристрої в упаковці BGA), скорочуючи довжину проводки та відповідаючи вимогам часу для високошвидкісних ланцюгів. .

5. Через вибір у звичайній друкованій платі
У звичайній конструкції друкованої плати паразитна ємність та паразитна індуктивність переходу мало впливають на конструкцію друкованої плати. Для 1-4-шарової конструкції друкованої плати 0.36 мм/0.61 мм/1.02 мм (загалом вибирається просвердлений отвір/прокладка/ізоляційна зона POWER) ) Перехідні переходи краще. Для сигнальних ліній з особливими вимогами (наприклад, лінії електропередач, лінії заземлення, тактові лінії тощо) можна використовувати перехідні переходи 0.41 мм/0.81 мм/1.32 мм, або можна вибрати перехідні переходи інших розмірів відповідно до фактичної ситуації.

6. Через дизайн у високошвидкісній друкованій платі
Завдяки наведеному вище аналізу паразитних характеристик перехідних переходів ми бачимо, що у високошвидкісних друкованих платах, здавалося б, прості перехідні переходи часто приносять великий негативний вплив на схему схеми. Щоб зменшити негативний вплив, спричинений паразитним впливом отворів, у конструкції можна зробити наступне:

(1) Виберіть розумний розмір. Для багатошарової друкованої плати загальної щільності краще використовувати отвори 0.25 мм/0.51 мм/0.91 мм (просвердлені отвори/прокладки/зона ізоляції POWER); для деяких друкованих плат високої щільності можна також використовувати переходи 0.20 мм/0.46 мм/0.86 мм, ви також можете спробувати ненаскрізні переходи; для живлення або заземлення переходів ви можете розглянути можливість використання більшого розміру, щоб зменшити імпеданс;

(2) Чим більша площа ізоляції POWER, тим краще, враховуючи щільність міжпрохідного зв’язку на друкованій платі, зазвичай D1=D2 0.41;

(3) Намагайтеся не змінювати шари слідів сигналу на друкованій платі, що означає мінімізувати переходи;

(4) Використання більш тонкої друкованої плати сприяє зменшенню двох паразитних параметрів переходу;

(5) Виводи живлення та заземлення повинні бути виконані через отвори поблизу. Чим коротший відвід між отвором і штифтом, тим краще, оскільки вони підвищать індуктивність. При цьому проводи живлення та заземлення повинні бути максимально товстими, щоб зменшити імпеданс;

(6) Розмістіть кілька заземлювальних переходів біля отворів сигнального шару, щоб створити петлю на короткі відстані для сигналу.

Звичайно, при проектуванні необхідно детально проаналізувати конкретні питання. Враховуючи як вартість, так і якість сигналу, у дизайні високошвидкісної друкованої плати дизайнери завжди сподіваються, що чим менше прохідний отвір, тим краще, так що на платі можна залишити більше місця для проводів. Крім того, чим менше прохідний отвір, тим менше паразитна ємність, тим більше підходить для високошвидкісних ланцюгів. У розробці друкованих плат високої щільності використання непрохідних переходів і зменшення розміру переходів також призвело до збільшення вартості, і розмір переходів не може бути зменшений нескінченно. На це впливають процеси свердління та гальванізації виробників друкованих плат. При розробці високошвидкісних друкованих плат слід збалансовано враховувати технічні обмеження.