Bir. Vialarning asosiy tushunchasi

Via ning muhim tarkibiy qismlaridan biridir ko’p qatlamli PCB, va burg’ulash narxi odatda tenglikni ishlab chiqarish xarajatlarining 30% dan 40% gacha. Oddiy qilib aytganda, PCBdagi har bir teshikni via deb atash mumkin.

Funktsiya nuqtai nazaridan, vialarni ikki toifaga bo’lish mumkin: biri qatlamlar orasidagi elektr aloqalari uchun ishlatiladi; ikkinchisi qurilmalarni mahkamlash yoki joylashtirish uchun ishlatiladi.

Jarayon nuqtai nazaridan, bu viteslar odatda uchta toifaga bo’linadi, ya’ni ko’r yo’llar, ko’milgan va orqali. Ko’r teshiklar bosilgan elektron plataning yuqori va pastki yuzalarida joylashgan va ma’lum bir chuqurlikka ega. Ular sirt chizig’ini va pastki ichki chiziqni ulash uchun ishlatiladi. Teshikning chuqurligi odatda ma’lum bir nisbatdan (diafragma) oshmaydi. Ko’milgan teshik elektron plataning yuzasiga cho’zilmaydigan bosilgan elektron plataning ichki qatlamida joylashgan ulanish teshigiga ishora qiladi. Yuqorida aytib o’tilgan ikki turdagi teshiklar elektron plataning ichki qatlamida joylashgan bo’lib, laminatsiyadan oldin teshiklarni hosil qilish jarayoni bilan yakunlanadi va yo’lning shakllanishi paytida bir nechta ichki qatlamlar bir-birining ustiga chiqishi mumkin. Uchinchi tur butun elektron plataga kirib boradigan va ichki o’zaro ulanish uchun yoki komponentni o’rnatish joyini aniqlash teshigi sifatida ishlatilishi mumkin bo’lgan teshik deb ataladi. Teshikni jarayonda amalga oshirish osonroq va narxi past bo’lganligi sababli, ko’pchilik bosilgan elektron platalar boshqa ikki turdagi teshiklar o’rniga undan foydalanadi. Quyidagi teshiklar, agar boshqacha ko’rsatilmagan bo’lsa, teshiklar orqali hisoblanadi.

Dizayn nuqtai nazaridan, vites asosan ikki qismdan iborat bo’lib, biri o’rtadagi burg’ulash teshigi, ikkinchisi esa burg’ulash teshigi atrofidagi yostiq maydoni. Ushbu ikki qismning o’lchami via o’lchamini aniqlaydi. Shubhasiz, yuqori tezlikda, yuqori zichlikdagi PCB dizaynida dizaynerlar har doim o’tish teshigi qanchalik kichik bo’lsa, shuncha yaxshi bo’lishiga umid qiladilar, shuning uchun taxtada ko’proq simli joy qolishi mumkin. Bundan tashqari, o’tish teshigi qanchalik kichik bo’lsa, o’zining parazit sig’imi. U qanchalik kichik bo’lsa, yuqori tezlikda ishlaydigan sxemalar uchun qanchalik mos keladi. Shu bilan birga, teshik hajmining qisqarishi ham narxning oshishiga olib keladi va yo’lning o’lchamini cheksiz ravishda kamaytirish mumkin emas. Bu burg’ulash va qoplama kabi texnologik texnologiyalar bilan cheklanadi: teshik qanchalik kichik bo’lsa, burg’ulash Teshik qancha uzoq davom etsa, markaziy joydan chetga chiqish osonroq bo’ladi; va teshikning chuqurligi burg’ulangan teshikning diametridan 6 barobar oshib ketganda, teshik devorining mis bilan bir xilda qoplanishi mumkinligiga kafolat bo’lmaydi. Misol uchun, oddiy 6 qatlamli tenglikni taxtasining qalinligi (teshik chuqurligi orqali) taxminan 50Milni tashkil qiladi, shuning uchun tenglikni ishlab chiqaruvchilari taqdim eta oladigan minimal burg’ulash diametri faqat 8Milga yetishi mumkin.

Ikkinchidan, yo’lning parazitar sig’imi

Yo’lning o’zi yerga nisbatan parazitar sig’imga ega. Agar ma’lum bo’lsa, kanalning zamin qatlamidagi izolyatsiya teshigining diametri D2, yo’l yostig’ining diametri D1, PCB plitasining qalinligi T va taxta substratining dielektrik o’tkazuvchanligi e, via parazit sig’imining o’lchami taxminan: C=1.41eTD1/(D2-D1) ning parazitar sig’imi zanjirning signalning ko’tarilish vaqtini uzaytirishiga va kontaktlarning zanglashiga olib kirish tezligini pasayishiga olib keladi. Misol uchun, qalinligi 50Mil bo’lgan PCB uchun, agar ichki diametri 10Mil va yostiq diametri 20Mil bo’lgan vites ishlatilsa va yostiq va maydalangan mis maydoni orasidagi masofa 32Mil bo’lsa, u holda biz orqali taxminan hisoblashimiz mumkin. Yuqoridagi formuladan foydalanib, parazit sig’im taxminan: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, sig’imning ushbu qismidan kelib chiqadigan ko’tarilish vaqti o’zgarishi: T10-90 = 2.2C (Z0) /2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Ushbu qiymatlardan ko’rinib turibdiki, bitta yo’lning parazitar sig’imidan kelib chiqadigan ko’tarilish kechikishining ta’siri aniq bo’lmasa-da, agar qatlamlar o’rtasida almashish uchun trassadan bir necha marta foydalanilsa, dizayner hali ham o’ylab ko’rishi kerak. ehtiyotkorlik bilan.

Uchinchidan, via ning parazit induktivligi

Xuddi shunday, viyalarning parazitar sig’imi bilan birga parazitar indüktanslar mavjud. Yuqori tezlikdagi raqamli kontaktlarning zanglashiga olib loyihalashda, viyalarning parazitar induktivligidan kelib chiqadigan zarar ko’pincha parazit sig’imning ta’siridan kattaroqdir. Uning parazit seriyali indüktansı bypass kondansatkichning hissasini zaiflashtiradi va butun quvvat tizimining filtrlash ta’sirini zaiflashtiradi. Biz a via ning taxminiy parazit induktivligini quyidagi formula bilan oddiygina hisoblashimiz mumkin: L=5.08h[ln(4h/d)+1] bunda L – via induktivligini bildiradi, h – via uzunligi va d markazdir Teshikning diametri. Formuladan ko’rinib turibdiki, trubaning diametri induktivlikka kichik ta’sir ko’rsatadi va induktivlikka eng katta ta’sir ko’rsatadi. Yuqoridagi misoldan foydalangan holda, via induktivligini quyidagicha hisoblash mumkin: L=5.08×0.050 [ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH. Agar signalning ko’tarilish vaqti 1ns bo’lsa, u holda uning ekvivalent empedansi: XL=pL/T10-90=3.19Ō. Yuqori chastotali oqimlar o’tganda bunday impedans endi e’tiborsiz qoldirilmaydi. Quvvat tekisligi va er tekisligini ulashda bypass kondansatkichining ikki yo’l orqali o’tishi kerakligiga alohida e’tibor qaratish lozim, shuning uchun vialarning parazitar indüktansı eksponent ravishda oshadi.

To’rtinchidan, yuqori tezlikdagi PCBda dizayn orqali

Viyalarning parazitar xususiyatlarini yuqorida tahlil qilish orqali biz yuqori tezlikdagi tenglikni loyihalashda oddiy ko’rinadigan vites ko’pincha sxema dizayniga katta salbiy ta’sir ko’rsatishini ko’rishimiz mumkin. Vizalarning parazitar ta’siridan kelib chiqadigan salbiy ta’sirlarni kamaytirish uchun dizaynda quyidagilarni amalga oshirish mumkin:

1. Narx va signal sifati nuqtai nazaridan, orqali mos o’lchamni tanlang. Misol uchun, 6-10 qatlamli xotira moduli PCB dizayni uchun 10/20Mil (burg’ulash / yostiq) dan foydalanish yaxshiroqdir. Ba’zi yuqori zichlikdagi kichik o’lchamli taxtalar uchun siz 8/18Mil dan ham foydalanishga harakat qilishingiz mumkin. teshik. Mavjud texnik sharoitda kichikroq viteslardan foydalanish qiyin. Quvvat yoki yerdan o’tish uchun siz impedansni kamaytirish uchun kattaroq hajmdan foydalanishni ko’rib chiqishingiz mumkin.

2. Yuqorida muhokama qilingan ikkita formuladan xulosa qilish mumkinki, yupqaroq PCB dan foydalanish vianing ikkita parazit parametrini kamaytirishga yordam beradi.

3. PCB platasidagi signal izlarining qatlamlarini o’zgartirmaslikka harakat qiling, ya’ni keraksiz vialardan foydalanmaslikka harakat qiling.

4. Quvvat va tuproqli pinlar yaqin joyda burg’ulash kerak, va vites va pin o’rtasidagi qo’rg’oshin imkon qadar qisqa bo’lishi kerak, chunki ular indüktansni oshiradi. Shu bilan birga, quvvat va tuproq simlari impedansni kamaytirish uchun imkon qadar qalin bo’lishi kerak.

5. Signal uchun eng yaqin halqani ta’minlash uchun signal qatlamining yo’llari yaqiniga bir necha tuproqli viyalarni joylashtiring. Hatto PCB platasiga ko’p miqdorda keraksiz tuproqli viteslarni joylashtirish mumkin. Albatta, dizayn moslashuvchan bo’lishi kerak. Yuqorida muhokama qilingan via modeli har bir qatlamda prokladkalar mavjud bo’lgan holatdir. Ba’zan, biz ba’zi qatlamlarning yostiqlarini kamaytirishimiz yoki hatto olib tashlashimiz mumkin. Ayniqsa, viyalarning zichligi juda yuqori bo’lsa, bu mis qatlamidagi pastadirni ajratib turadigan uzilish yivining shakllanishiga olib kelishi mumkin. Bu muammoni hal qilish uchun, via o’rnini siljitishdan tashqari, mis qatlamiga via o’rnatishni ham ko’rib chiqishimiz mumkin. Plitalar hajmi kamayadi.