עיצוב חור דרך של HDI PCB

בתכנון PCB במהירות גבוהה, לעתים קרובות נעשה שימוש ב-PCB רב-שכבתי, וחור דרך הוא גורם חשוב בתכנון PCB רב-שכבתי. החור העובר ב-PCB מורכב בעיקר משלושה חלקים: חור, אזור כרית ריתוך מסביב לחור ואזור בידוד שכבת POWER. לאחר מכן, נבין את ה-PCB במהירות גבוהה דרך בעיית החורים ודרישות העיצוב.

השפעת חור דרך ב-HDI PCB

בלוח HDI PCB רב שכבתי, החיבור בין שכבה אחת לשכבה אחרת צריך להיות מחובר דרך חורים. כאשר התדר נמוך מ-1 GHz, החורים יכולים לשחק תפקיד טוב בחיבור, וניתן להתעלם מהקיבול וההשראות הטפיליות. כאשר התדר גבוה מ-1 GHz, לא ניתן להתעלם מהשפעת ההשפעה הטפילית של חור-העל על שלמות האות. בשלב זה, החור מעלה מציג נקודת שבירה של עכבה לא רציפה בנתיב השידור, מה שיוביל להחזרת אותות, עיכוב, הנחתה ובעיות אחרות של שלמות האות.

כאשר האות מועבר לשכבה אחרת דרך החור, שכבת הייחוס של קו האות משמשת גם כנתיב ההחזרה של האות דרך החור, וזרם החוזר יזרום בין שכבות הייחוס באמצעות צימוד קיבולי, מה שיגרום לפצצות קרקע ו בעיות אחרות.

סוג החור המחובר, בדרך כלל, חור דרך מחולק לשלוש קטגוריות: חור דרך, חור עיוור וחור קבור.

חור עיוור: חור הממוקם במשטח העליון והתחתון של לוח מעגלים מודפס, בעל עומק מסוים לחיבור בין קו פני השטח לקו הפנימי הבסיסי. עומק החור בדרך כלל אינו עולה על יחס מסוים של הצמצם.

חור קבור: חור חיבור בשכבה הפנימית של המעגל המודפס שאינו משתרע על פני המעגל.

חור דרך: חור זה עובר דרך כל לוח המעגלים וניתן להשתמש בו לחיבור פנימי או כחור איתור הרכבה לרכיבים. מכיוון שקל יותר להשיג את החור העובר בתהליך, העלות נמוכה יותר, ולכן בדרך כלל משתמשים במעגלים מודפסים

עיצוב חור דרך ב-PCB במהירות גבוהה

בתכנון PCB במהירות גבוהה, חור ה-VIA הפשוט לכאורה יביא לרוב השפעות שליליות גדולות לתכנון המעגל. על מנת להפחית את ההשפעות השליליות הנגרמות מההשפעה הטפילית של ניקוב, אנו יכולים לנסות כמיטב יכולתנו:

(1) בחר גודל חור סביר. לעיצוב PCB עם צפיפות כללית רב-שכבתית, עדיף לבחור 0.25 מ"מ/0.51 מ"מ/0.91 מ"מ (חור קידוח/רפידת ריתוך/אזור בידוד POWER) דרך חור. צפיפות PCB יכול גם להשתמש 0.20 מ"מ/0.46 מ"מ/0.86 מ"מ דרך חור, יכול גם לנסות חור לא דרך; עבור אספקת החשמל או חור חוט הארקה ניתן לשקול להשתמש בגודל גדול יותר כדי להפחית את העכבה;

(2) ככל ששטח בידוד POWER גדול יותר, כך ייטב. בהתחשב בצפיפות החור דרך על ה-PCB, היא בדרך כלל D1=D2+0.41;

(3) נסה לא לשנות את שכבת האות על ה-PCB, כלומר, נסה להקטין את החור;

(4) השימוש ב-PCB דק תורם להפחתת שני הפרמטרים הטפילים דרך החור;

(5) הפין של ספק הכוח והאדמה צריכים להיות קרובים לחור. ככל שההובלה בין החור לסיכה קצרה יותר, כך ייטב, מכיוון שהם יובילו לעלייה של השראות. במקביל, ספק הכוח וההארקה צריכים להיות עבים ככל האפשר כדי להפחית את העכבה;

(6) מקם כמה מעברי הארקה ליד חורי המעבר של שכבת חילופי האותות כדי לספק לולאה למרחק קצר לאות.

בנוסף, אורך חור דרך הוא גם אחד הגורמים העיקריים המשפיעים על השראות החור. עבור חור מעבר עליון ותחתון, אורך חור המעבר שווה לעובי ה-PCB. בשל המספר ההולך וגדל של שכבות PCB, עובי PCB מגיע לרוב ליותר מ-5 מ"מ.

עם זאת, בתכנון PCB מהיר, על מנת להפחית את הבעיה הנגרמת על ידי החור, אורך החור נשלט בדרך כלל בתוך 2.0 מ"מ. עבור אורך החור הגדול מ-2.0 מ"מ, ניתן לשפר את המשכיות עכבת החור לכמה במידה על ידי הגדלת קוטר החור. כאשר אורך החור דרך הוא 1.0 מ"מ ומטה, הצמצם האופטימלי דרך החור הוא 0.20 מ"מ ~ 0.30 מ"מ.