Via çox qatlı PCB-nin vacib komponentlərindən biridir və qazma dəyəri ümumiyyətlə PCB lövhəsinin qiymətinin qiymətinin 30% -dən 40% -ni təşkil edir. Sadəcə qoyun, PCB-də hər bir çuxur a vasitəsilə adlandırmaq olar.
Via əsas anlayışı:
Funksiyanın nöqteyi-nəzərindən, vasitəsilə iki kateqoriyaya bölünə bilər: biri təbəqələr arasında elektrik bağlantısı kimi istifadə olunur, digəri isə cihazın düzəldilməsi və ya yerləşdirilməsi kimi istifadə olunur. Prosesdən bu dəliklər ümumiyyətlə üç kateqoriyaya, yəni kor deliklərə, basdırılmış deliklərə və çuxurlara bölünür.
Kor deliklər çap edilmiş dövrə lövhəsinin yuxarı və alt səthlərində yerləşir və səth dövrə və aşağıda daxili dövrə və deliklərin dərinliyi müəyyən bir nisbət (diyafram) keçmir.
Büred deşik, lövhənin səthinə uzanmayan çap edilmiş dövrə lövhəsinin daxili qatında yerləşən bağlantı çuxuruna aiddir. Yuxarıdakı iki növ çuxur, lamination qarşısında deşik qəlibləmə prosesi ilə tamamlanan dövrə lövhəsinin daxili qatında yerləşir və bir neçə daxili təbəqə çuxurun meydana gəlməsi zamanı bir neçə daxili təbəqə üst-üstə düşə bilər.
Üçüncü növü, bütün dövrə lövhəsindən keçən və daxili əlaqə qurma və ya komponentlər üçün quraşdırma yerləşdirmə delikləri kimi istifadə edilə bilən çuxurlar adlanır. Çünki çuxurdan keçin, prosesdə nail olmaq daha asandır və dəyəri daha aşağı, çap edilmiş dövrə lövhələrinin böyük əksəriyyəti digər ikisindən daha çox dəliklər vasitəsilə istifadə edir. Xüsusi göstərişlər olmadan aşağıdakı dəliklər, dəliklər vasitəsilə hesab olunur.
Bir dizayn baxımından, bir vasitədən əsasən iki hissədən ibarətdir, biri qazma çuxurunun ortasıdır, digəri isə qazma çuxurunun ətrafındakı qaynaq pad sahəsidir. Bu iki hissənin ölçüsü ölçüsünü müəyyənləşdirir.
Aydındır ki, yüksək sürətli, yüksək sıxlıqlı PCB dizaynında, dizaynerlər həmişə mümkün qədər kiçik bir çuxur istəyirlər ki, daha çox məftlama sahəsi qalsa, daha kiçik, öz parazitik kapitantlığı daha kiçik, yüksək sürətli sxemlər üçün əlverişlidir.
Bununla birlikdə, ölçüsünün azaldılması xərclərin artması və çuxurun ölçüsü qeyri-müəyyən müddətə azaldıla bilməz, qazma və elektroflatma texnologiyası ilə məhdudlaşır: deşik, qazma nə qədər uzun olursa, mərkəzdən sapmaq daha asandır; Çuxurun dərinliyi çuxurun diametri 6 dəfədən çox olduqda, çuxur divarının mis ilə bərabər ola biləcəyini təmin etmək mümkün deyil.
Məsələn, normal 6 qatlı bir PCB lövhəsinin qalınlığı (çuxur dərinliyi) 50mil, sonra PCB istehsalçılarının normal şəraitdə təmin edə biləcəyi minimum qazma diametri yalnız 8mil-ə çata bilər. Lazer qazma texnologiyasının inkişafı ilə qazma işinin ölçüsü də kiçik və kiçik ola bilər və çuxurun diametri ümumiyyətlə 6mil-dən az və ya bərabərdir, bizi mikrozes adlandırırıq.
Mikrohollar tez-tez HDI-də (yüksək sıxlıqlı interconnect quruluşu) dizaynında istifadə olunur və mikrohole texnologiyası, çuxurun birbaşa padda birbaşa qazılmasına imkan verə bilər, bu dairə performansını çox yaxşılaşdıran və məftil məkanını xilas edir. Via, siqnalın əks olunmasına səbəb olan ötürmə xəttində nöqsanın pozulmasının dayandırılması kimi görünür. Ümumiyyətlə, çuxurun ekvivalent empue, məsələn, ötürmə xəttindən təxminən 12% azdır, məsələn, 50 ohm ötürmə xəttinin impləşdirilməsi 6 ohm tərəfindən 6 ohm tərəfindən azaldılacaq, bu, boşqab qalınlığı da ilə əlaqəli deyil, mütləq azalma deyil).
Bununla birlikdə, empens pozuntusu nəticəsində yaranan əks əslində çox kiçikdir və onun əks etmə əmsalı yalnız:
(44-50) / (44 + 50) = 0.06
Nəticədən yaranan problemlər parazitar kapasitanın və inductmanın təsiri ilə daha çox konsentratdır.
Parazitar kapasitans və indukturu
Özü ilə parazitar bir azan bir kapitanlıq var. Löt qatındakı lehim müqavimət zonasının diametri D2, lehim padşahının diametri D1, PCB lövhəsinin qalınlığı t, substratın dielektrik sabitliyi isə, çuxurun parazitar kapasitasiyasının təqribəndir:
C = 1.41εtd1 / (D2-D1)
Dairəyə parazitar kapasitanın əsas təsiri siqnalın yüksəliş vaxtını uzatmaq və dövrənin sürətini azaltmaqdır.
Məsələn, 50mil-in qalınlığı olan bir PCB üçün, pad vasitəsilə diametri 20mil (qazma çuxurunun diametri 10mil) və lehim müqavimət zonasının diametri 40mil, sonra yuxarıdakı formula ilə parazitar kapitantlığı təxirə sala bilərik:
C = 1.41x4.4x0.050x0.020 / (0.040-0.020) = 0.31pf
Yarananmanın bu hissəsinin səbəb olduğu yüks vaxt dəyişikliyi təxminən:
T10-90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2x0.31x (50/2) = 17.05ps
Bu dəyərlərdən görünə bilər ki, bu da bir neçə dəfə parazitar kapasitansın vurulmasına səbəb olan artım gecikməsinin faydası çox açıq-aşkar deyilsə, çoxsaylı bir neçə dəfə istifadə olunursa, birdən çox çuxurdan istifadə ediləcək və dizayn diqqətlə nəzərdən keçirilməlidir. Həqiqi dizaynda, çuxur və mis bölgəsi (pad əleyhinə) arasındakı məsafəni artırmaq və ya pad-lik diametrini azaltmaqla parazitar kapasitans azaldıla bilər.
Yüksək sürətli rəqəmsal sxemlərin dizaynında, parazitar sitiliyin səbəb olduğu zərər parazitar kapasitanın təsirindən çoxdur. Onun parazitar serialının indukturu bypass kondansatörünün töhfəsini zəiflədir və bütün güc sisteminin süzgəc effektivliyini zəiflədir.
Sadəcə bir deşik bir yaxınlaşmanın parazitar indukturunu hesablamaq üçün aşağıdakı empirik düsturdan istifadə edə bilərik:
L = 5.08h [ln (4h / d) +1]
L, hidanın induktivinə aid olduğu yerdə, h və d-nin uzunluğu, mərkəzi çuxurun diametridir. Düsturdan görünmək olar ki, diametri indukantlara az təsir göstərir, bu uzunluğu isə budükmə ilə bağlı ən böyük təsir göstərir. Hələ yuxarıdakı nümunəni istifadə edərək, çuxurdankən olan indukturu kimi hesablana bilər:
L = 5.08x0.050 [ln (4x0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh
Siqnalın yüksəliş müddəti 1 ədəddirsə, ona ekvivalent empedane ölçüsü:
XL = πL / T10-90 = 3.19ω
Xüsusilə yüksək tezlikli cərəyanının iştirakı ilə bu cür elanlar nəzərə alınmır, xüsusən də, bypass kondansatörün, güc qatını və meydana gəldikdə, çuxurun parazitar indudukluğu ilə vurulma zamanı iki dəlikdən keçməlidir.
Via necə istifadə etmək olar?
Yuxarıdakı çuxurun parazitar xüsusiyyətlərinin yuxarıdan analizi ilə görə də yüksək sürətli PCB dizaynında görünən sadə çuxurlar tez-tez dövrənin dizaynına böyük mənfi təsirlər gətirir. Çuxurun parazitar təsirinin yaratdığı mənfi təsirləri azaltmaq üçün dizayn mümkün qədər mümkün ola bilər:
Qiymət və siqnal keyfiyyətinin iki aspektindən, ölçüsünün ağlabatan ölçüsünü seçin. Gerekirse, elektrik təchizatı və ya yer telləri kimi müxtəlif ölçülü VIAS-ı istifadə edərək, effektivliyi azaltmaq üçün daha böyük ölçülü istifadə edə bilərsiniz və siqnal məftilləri üçün istifadə edə bilərsiniz, daha kiçik bir vasitədən istifadə edə bilərsiniz. Əlbəttə ki, azalma ölçüsü kimi, müvafiq xərc də artacaq
Yuxarıda müzakirə olunan iki düstur, incə bir PCB lövhəsinin istifadəsi, iki parazitar parametrini azaltmaq üçün əlverişli olduğu qənaətinə gəlmək olar
PCB lövhəsindəki siqnal məftilləri mümkün qədər dəyişdirilməməlidir, yəni lazımsız vias istifadə etməməyə çalışın.
Vias enerji təchizatı və yerin sancaqlarına qazılmalıdır. Pinlər və vias arasındakı qurğuşun daha da daha yaxşıdır. Ekvivalent induktivliyini azaltmaq üçün birdən çox deşik qazmaq olar.
Siqnal üçün ən yaxın döngəni təmin etmək üçün siqnal dəyişikliyinin arasından keçən deliklər vasitəsilə bəzi yerləri yerləşdirin. PCB lövhəsində həddindən artıq torpaq çuxurlarını da yerləşdirə bilərsiniz.
Yüksək sürətli PCB lövhələri üçün yüksək sıxlıqlı, mikro deliklərdən istifadə etməyi düşünə bilərsiniz.