طراحی از طریق سوراخ HDI PCB

در طراحی PCB با سرعت بالا، PCB چند لایه اغلب استفاده می شود و سوراخ از طریق سوراخ عامل مهمی در طراحی PCB چند لایه است. سوراخ عبوری در PCB عمدتا از سه قسمت تشکیل شده است: سوراخ، ناحیه پد جوش در اطراف سوراخ و ناحیه جداسازی لایه POWER. بعد، ما PCB با سرعت بالا را از طریق مشکل سوراخ و الزامات طراحی درک خواهیم کرد.

نفوذ سوراخ در PCB HDI

در برد چند لایه HDI PCB، اتصال بین یک لایه و لایه دیگر باید از طریق سوراخ ها متصل شود. هنگامی که فرکانس کمتر از 1 گیگاهرتز است، سوراخ ها می توانند نقش خوبی در اتصال داشته باشند و ظرفیت خازنی و اندوکتانس انگلی را می توان نادیده گرفت. هنگامی که فرکانس بالاتر از 1 گیگاهرتز است، اثر انگلی سوراخ بیش از حد بر یکپارچگی سیگنال را نمی توان نادیده گرفت. در این نقطه، سوراخ بیش از حد یک نقطه شکست امپدانس ناپیوسته در مسیر انتقال ارائه می‌کند که منجر به انعکاس سیگنال، تاخیر، تضعیف و سایر مشکلات یکپارچگی سیگنال می‌شود.

هنگامی که سیگنال از طریق سوراخ به لایه دیگری منتقل می شود، لایه مرجع خط سیگنال نیز به عنوان مسیر برگشت سیگنال از طریق سوراخ عمل می کند و جریان برگشتی از طریق کوپلینگ خازنی بین لایه های مرجع جریان می یابد و باعث ایجاد بمب های زمینی می شود. مشکلات دیگر

نوع Though-Hole، به طور کلی سوراخ های عبوری به سه دسته از طریق سوراخ، سوراخ کور و سوراخ مدفون تقسیم می شوند.

سوراخ کور: سوراخی که در سطح بالا و پایین یک برد مدار چاپی قرار دارد و دارای عمق مشخصی برای اتصال بین خط سطح و خط داخلی زیرین است. عمق سوراخ معمولاً از نسبت معینی از دیافراگم تجاوز نمی کند.

سوراخ مدفون: یک سوراخ اتصال در لایه داخلی برد مدار چاپی که تا سطح برد مدار امتداد ندارد.

سوراخ از طریق: این سوراخ از کل برد مدار عبور می کند و می تواند برای اتصال داخلی یا به عنوان سوراخ محل نصب قطعات استفاده شود. از آنجایی که حفره عبوری در فرآیند آسان تر به دست می آید، هزینه کمتر است، بنابراین معمولاً از برد مدار چاپی استفاده می شود.

طراحی از طریق سوراخ در PCB با سرعت بالا

در طراحی مدار چاپی پرسرعت، سوراخ به ظاهر ساده VIA اغلب اثرات منفی بزرگی را برای طراحی مدار به ارمغان می آورد. به منظور کاهش اثرات نامطلوب ناشی از اثر انگلی سوراخ شدن، می توانیم تمام تلاش خود را به کار بگیریم:

(1) اندازه سوراخ مناسب را انتخاب کنید. برای طراحی PCB با چگالی عمومی چند لایه، بهتر است 0.25mm/0.51mm/0.91mm (سوراخ مته/صفحه جوشکاری/منطقه ایزوله POWER) را از طریق سوراخ انتخاب کنید. PCB چگالی همچنین می تواند از 0.20mm/0.46mm/0.86mm از طریق سوراخ استفاده کند، همچنین می توانید سوراخ غیر را امتحان کنید؛ برای منبع تغذیه یا سوراخ سیم زمین می توان از اندازه بزرگتر برای کاهش امپدانس استفاده کرد.

(2) هرچه منطقه ایزوله POWER بزرگتر باشد، بهتر است. با توجه به چگالی سوراخ عبوری روی PCB، به طور کلی D1=D2+0.41 است.

(3) سعی کنید لایه سیگنال روی PCB را تغییر ندهید، یعنی سعی کنید سوراخ را کاهش دهید.

(4) استفاده از PCB نازک برای کاهش دو پارامتر انگلی از طریق سوراخ مفید است.

(5) پین منبع تغذیه و زمین باید نزدیک به سوراخ باشد. هرچه فاصله بین سوراخ و پین کوتاهتر باشد، بهتر است، زیرا منجر به افزایش اندوکتانس می شود.

(6) تعدادی گذرگاه زمین را در نزدیکی سوراخ های عبور لایه تبادل سیگنال قرار دهید تا یک حلقه با فاصله کوتاه برای سیگنال فراهم شود.

علاوه بر این، طول سوراخ نیز یکی از عوامل اصلی موثر بر اندوکتانس سوراخ است. برای سوراخ عبور بالا و پایین، طول سوراخ عبور برابر با ضخامت PCB است. با توجه به افزایش تعداد لایه های PCB، ضخامت PCB اغلب به بیش از 5 میلی متر می رسد.

با این حال، در طراحی PCB با سرعت بالا، به منظور کاهش مشکل ناشی از سوراخ، طول سوراخ به طور کلی در 2.0 میلی متر کنترل می شود. برای طول سوراخ بیشتر از 2.0 میلی متر، تداوم امپدانس سوراخ را می توان تا حدودی بهبود بخشید. هنگامی که طول سوراخ 1.0 میلی متر و کمتر باشد، دیافراگم سوراخ بهینه 0.20 میلی متر تا 0.30 میلی متر است.