HDI PCB-ის ხვრელის დიზაინის მეშვეობით

მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში ხშირად გამოიყენება მრავალშრიანი PCB და ხვრელი არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი მრავალ ფენის PCB დიზაინში. PCB-ის გამტარი ხვრელი ძირითადად შედგება სამი ნაწილისგან: ხვრელი, შედუღების ბალიშის არე ხვრელის გარშემო და POWER ფენის იზოლაციის არე. შემდეგი, ჩვენ გავიგებთ მაღალსიჩქარიან PCB-ს ხვრელის პრობლემისა და დიზაინის მოთხოვნების მეშვეობით.

ხვრელის გავლენა HDI PCB-ში

HDI PCB მრავალშრიანი დაფაზე, ურთიერთკავშირი ერთ ფენასა და მეორე ფენას შორის უნდა იყოს დაკავშირებული ხვრელების მეშვეობით. როდესაც სიხშირე 1 გჰც-ზე ნაკლებია, ხვრელებს შეუძლიათ კარგი როლი შეასრულონ დაკავშირებაში და პარაზიტული ტევადობა და ინდუქციურობა შეიძლება იგნორირებული იყოს. როდესაც სიხშირე აღემატება 1 გჰც-ს, არ შეიძლება იგნორირებული იყოს ზედმეტად ხვრელის პარაზიტული ეფექტის გავლენა სიგნალის მთლიანობაზე. ამ მომენტში, ზედმიწევნითი ხვრელი წარმოადგენს უწყვეტი წინაღობის წყვეტის წერტილს გადაცემის გზაზე, რაც გამოიწვევს სიგნალის ასახვას, დაყოვნებას, შესუსტებას და სიგნალის მთლიანობის სხვა პრობლემებს.

როდესაც სიგნალი გადაეცემა სხვა ფენას ხვრელის მეშვეობით, სასიგნალო ხაზის საცნობარო ფენა ასევე ემსახურება როგორც სიგნალის დაბრუნების გზას ხვრელში და დაბრუნების დენი მიედინება საცნობარო ფენებს შორის ტევადობითი შეერთების გზით, რაც იწვევს მიწის ბომბებს და სხვა პრობლემები.

თოფ-ხვრელის ტიპი, ზოგადად, ნახვრეტი იყოფა სამ კატეგორიად: ნახვრეტი, ბრმა ხვრელი და ჩამარხული ხვრელი.

ბრმა ხვრელი: ხვრელი, რომელიც მდებარეობს ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ზედა და ქვედა ზედაპირზე, რომელსაც აქვს გარკვეული სიღრმე ზედაპირის ხაზსა და ქვედა შიდა ხაზს შორის კავშირისთვის. ხვრელის სიღრმე ჩვეულებრივ არ აღემატება დიაფრაგმის გარკვეულ თანაფარდობას.

ჩამარხული ხვრელი: დამაკავშირებელი ხვრელი ბეჭდური მიკროსქემის დაფის შიდა ფენაში, რომელიც არ ვრცელდება მიკროსქემის დაფის ზედაპირზე.

ხვრელის მეშვეობით: ეს ხვრელი გადის მთელ მიკროსქემის დაფაზე და შეიძლება გამოყენებულ იქნას შიდა ურთიერთდაკავშირებისთვის ან კომპონენტების სამონტაჟო ადგილის ხვრელად. იმის გამო, რომ პროცესში ნახვრეტი უფრო ადვილია, ღირებულება უფრო დაბალია, ამიტომ გამოიყენება ზოგადად დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფა.

ხვრელის დიზაინის მეშვეობით მაღალი სიჩქარით PCB

მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში, ერთი შეხედვით მარტივი VIA ხვრელი ხშირად დიდ უარყოფით ეფექტს მოაქვს მიკროსქემის დიზაინზე. იმისათვის, რომ შევამციროთ პერფორაციის პარაზიტული ეფექტით გამოწვეული არასასურველი ეფექტები, ჩვენ შეგვიძლია მაქსიმალურად ვეცადოთ:

(1) აირჩიეთ გონივრული ხვრელის ზომა. PCB დიზაინისთვის მრავალშრიანი ზოგადი სიმკვრივით, უმჯობესია აირჩიოთ 0.25მმ/0.51მმ/0.91მმ (საბურღი ხვრელი/შედუღების ბალიშები/POWER იზოლაციის არე) ხვრელში. ზოგიერთი მაღალი სიმკვრივისთვის სიმკვრივის PCB-ს ასევე შეუძლია გამოიყენოს 0.20მმ/0.46მმ/0.86მმ ხვრელში, ასევე შეიძლება სცადო არაგამტარი ხვრელი; ელექტრომომარაგებისთვის ან მიწის მავთულის ხვრელისთვის შეიძლება ჩაითვალოს უფრო დიდი ზომის გამოყენება წინაღობის შესამცირებლად;

(2) რაც უფრო დიდია POWER იზოლაციის არეალი, მით უკეთესი. PCB-ზე ნახვრეტის სიმკვრივის გათვალისწინებით, ის ზოგადად არის D1=D2+0.41;

(3) შეეცადეთ არ შეცვალოთ სიგნალის ფენა PCB-ზე, ანუ შეეცადეთ შეამციროთ ხვრელი;

(4) თხელი PCB-ის გამოყენება ხელს უწყობს ორ პარაზიტული პარამეტრის შემცირებას ხვრელში;

(5) დენის წყაროს პინი და მიწა უნდა იყოს ახლოს ხვრელთან. რაც უფრო მოკლეა ნახვრეტი და ქინძისთავი, მით უკეთესი, რადგან ისინი გამოიწვევს ინდუქციურობის გაზრდას. ამავდროულად, ელექტრომომარაგება და დამიწებული ტყვია უნდა იყოს რაც შეიძლება სქელი, რათა შემცირდეს წინაღობა;

(6) მოათავსეთ დამიწების გადასასვლელი სიგნალის გაცვლის ფენის უღელტეხილის ხვრელების მახლობლად, რათა უზრუნველყოს სიგნალის მოკლე მანძილის მარყუჟი.

გარდა ამისა, ხვრელის სიგრძე ასევე არის ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ხვრელის ინდუქციურობაზე. ზედა და ქვედა გასასვლელი ხვრელისთვის, გასასვლელი ხვრელის სიგრძე უდრის PCB სისქეს. PCB ფენების მზარდი რაოდენობის გამო, PCB სისქე ხშირად აღწევს 5 მმ-ზე მეტს.

თუმცა, მაღალსიჩქარიანი PCB დიზაინში, ხვრელით გამოწვეული პრობლემის შესამცირებლად, ხვრელის სიგრძე ჩვეულებრივ კონტროლდება 2.0 მმ-ის ფარგლებში. 2.0 მმ-ზე მეტი ხვრელის სიგრძისთვის, ხვრელის წინაღობის უწყვეტობა შეიძლება გაუმჯობესდეს ზოგიერთამდე. ხვრელების დიამეტრის გაზრდით. როდესაც ხვრელის სიგრძე არის 1.0 მმ და ქვემოთ, ოპტიმალური ხვრელის დიაფრაგმა არის 0.20 მმ ~ 0.30 მმ.