Өткізу көп қабатты ПХД маңызды құрамдастарының бірі болып табылады және бұрғылау құны әдетте ПХД тақтасының құнының 30% -дан 40% -на дейін құрайды. Қарапайым тілмен айтқанда, ПХД-дағы әрбір саңылауларды арқылы деп атауға болады.
Визаның негізгі түсінігі:
Функция тұрғысынан, вентильді екі санатқа бөлуге болады: біреуі қабаттар арасындағы электр байланысы ретінде пайдаланылады, ал екіншісі құрылғыны бекіту немесе орналастыру ретінде қолданылады. Егер процесте бұл саңылаулар әдетте үш санатқа бөлінеді, атап айтқанда соқыр тесіктер, көмілген тесіктер және саңылаулар.
Соқыр саңылаулар баспа платасының үстіңгі және астыңғы беттерінде орналасады және беттік контур мен төменгі ішкі контурды қосу үшін белгілі бір тереңдікке ие болады, ал тесіктердің тереңдігі әдетте белгілі бір қатынастан (диафрагма) аспайды.
Жерленген саңылау платаның бетіне шықпайтын баспа платасының ішкі қабатында орналасқан байланыс тесігіне жатады. Тесіктердің жоғарыда аталған екі түрі ламинация алдында саңылауларды қалыптау процесімен аяқталатын схемалық платаның ішкі қабатында орналасқан және тесікті қалыптастыру кезінде бірнеше ішкі қабаттардың қабаттасуы мүмкін.
Үшінші түрі саңылаулар деп аталады, олар бүкіл схема тақтасы арқылы өтеді және ішкі өзара байланысқа қол жеткізу үшін немесе құрамдас бөліктерді орнату позициясы ретінде пайдалануға болады. Процесс барысында өтетін тесікке қол жеткізу оңай және құны төмен болғандықтан, басып шығарылған схемалардың басым көпшілігі басқа екі тесікке қарағанда оны пайдаланады. Келесі саңылаулар, арнайы нұсқауларсыз, саңылаулар болып саналады.
Конструкциялық тұрғыдан алғанда, вентиль негізінен екі бөліктен тұрады, біреуі бұрғылау саңылауының ортасы, екіншісі бұрғылау тесігінің айналасындағы дәнекерлеу алаңы аймағы. Осы екі бөліктің өлшемі via өлшемін анықтайды.
Әлбетте, жоғары жылдамдықты, жоғары тығыздықты ПХД дизайнында дизайнерлер әрқашан саңылаудың мүмкіндігінше кішірек болуын қалайды, осылайша көбірек сымдар кеңістігін қалдыруға болады, сонымен қатар, жол кішірек болса, өзінің паразиттік сыйымдылығы кішірек, қолайлырақ болады. жоғары жылдамдықты тізбектер үшін.
Дегенмен, құбыр өлшемін азайту сонымен қатар шығындардың өсуіне әкеледі, ал саңылау өлшемін шексіз азайту мүмкін емес, ол бұрғылау және гальваника технологиясымен шектеледі: саңылау неғұрлым аз болса, соғұрлым бұрғылау ұзаққа созылады, соғұрлым оңайырақ болады. орталықтан ауытқу болып табылады; Шұңқырдың тереңдігі тесіктің диаметрінен 6 есе артық болған кезде, тесік қабырғасының мыспен біркелкі қапталуын қамтамасыз ету мүмкін емес.
Мысалы, қалыпты 6-қабатты ПХД тақтасының қалыңдығы (тесігі арқылы өтетін тереңдігі) 50Мил болса, онда ПХД өндірушілері қалыпты жағдайда қамтамасыз ете алатын ең аз бұрғылау диаметрі тек 8Милге жетуі мүмкін. Лазерлік бұрғылау технологиясының дамуымен бұрғылау өлшемі де кішірек және кішірек болуы мүмкін, ал тесік диаметрі әдетте 6Милден аз немесе оған тең, біз микротесік деп аталады.
Микро саңылаулар HDI (жоғары тығыздықтағы өзара байланыс құрылымы) дизайнында жиі пайдаланылады және микротесік технологиясы саңылауларды төсемде тікелей бұрғылауға мүмкіндік береді, бұл схема өнімділігін айтарлықтай жақсартады және сым кеңістігін үнемдейді. Via сигналдың шағылысуын тудыратын тарату желісіндегі кедергінің үзілу нүктесі ретінде пайда болады. Әдетте, саңылаудың эквивалентті кедергісі электр беру желісінен шамамен 12% төмен, мысалы, 50 Ом электр беру желісінің кедергісі тесік арқылы өткен кезде 6 Ом-ға азаяды (нақтырақ айтқанда және өткізгіштің өлшемі, пластина қалыңдығы абсолютті қысқарту емес, сонымен байланысты).
Дегенмен, арқылы кедергінің үзілуінен туындаған шағылысу шын мәнінде өте аз және оның шағылысу коэффициенті тек:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
Визадан туындайтын мәселелер паразиттік сыйымдылық пен индуктивтіліктің әсерлеріне көбірек шоғырланған.
Via паразиттік сыйымдылығы және индуктивтілігі
Арнаның өзінде паразиттік адасқан сыйымдылық бар. Егер төселген қабаттағы дәнекерлеу кедергі аймағының диаметрі D2 болса, дәнекерлеу алаңының диаметрі D1, ПХД платасының қалыңдығы T және субстраттың диэлектрлік өткізгіштігі ε болса, өтетін тесіктің паразиттік сыйымдылығы. шамамен:
C=1,41εTD1/(D2-D1)
Паразиттік сыйымдылықтың контурға негізгі әсері сигналдың көтерілу уақытын ұзарту және контурдың жылдамдығын азайту болып табылады.
Мысалы, қалыңдығы 50 миль болатын ПХД үшін, өткізгіш алаңның диаметрі 20 миллион болса (бұрғылау тесігінің диаметрі 10 миллион) және дәнекерлеу кедергі аймағының диаметрі 40 миллион болса, онда біз паразиттік сыйымдылықты жуықтай аламыз. жоғарыда көрсетілген формула бойынша:
C=1,41x4,4x0,050x0,020/(0,040-0,020)=0,31pF
Сыйымдылықтың осы бөлігінен туындаған көтерілу уақытының өзгеруінің шамасы шамамен:
T10-90=2,2C(Z0/2)=2,2x0,31x(50/2)=17,05ps
Бұл мәндерден көруге болады, бір via-ның паразиттік сыйымдылығынан туындаған көтерілу кідірісінің пайдалылығы өте айқын болмаса да, қабаттар арасында ауысу үшін желіде бірнеше рет пайдаланылса, бірнеше тесіктер пайдаланылады, және дизайнын мұқият қарастырған жөн. Нақты дизайнда паразиттік сыйымдылықты тесік пен мыс аймағы арасындағы қашықтықты арттыру (Анти-под) немесе төсем диаметрін азайту арқылы азайтуға болады.
Жоғары жылдамдықты цифрлық тізбектерді жобалау кезінде паразиттік индуктивтіліктің келтіретін зияны көбінесе паразиттік сыйымдылықтың әсерінен көп болады. Оның паразиттік сериялы индуктивтілігі айналма конденсатордың үлесін әлсіретеді және бүкіл қуат жүйесінің сүзу тиімділігін әлсіретеді.
Тесік арқылы жуықтау паразиттік индуктивтілігін жай ғана есептеу үшін келесі эмпирикалық формуланы қолдануға болады:
L=5,08сағ[ln(4сағ/күн)+1]
Мұндағы L арқылы арқылы индуктивтілігі, h - арқылы ұзындығы, ал d - орталық тесіктің диаметрі. Формуладан көрініп тұрғандай, жолдың диаметрі индуктивтілікке аз әсер етеді, ал жолдың ұзындығы индуктивтілікке ең көп әсер етеді. Жоғарыда келтірілген мысалды пайдалана отырып, саңылаудан тыс индуктивтілікті келесідей есептеуге болады:
L=5,08x0,050[ln(4x0,050/0,010)+1]=1,015нН
Егер сигналдың көтерілу уақыты 1нс болса, онда оның эквиваленттік кедергі өлшемі:
XL=πL/T10-90=3,19Ω
Мұндай кедергі арқылы жоғары жиілікті ток болған жағдайда елемеу мүмкін емес, атап айтқанда, айналма конденсатор саңылау паразиттік индуктивтілігі еселенген болады, сондықтан қуат қабаты мен білім қосу кезінде екі тесік арқылы өтуі қажет екенін ескеріңіз.
арқылы қалай пайдалануға болады?
Тесіктің паразиттік сипаттамаларының жоғарыда келтірілген талдауы арқылы біз жоғары жылдамдықты ПХД дизайнында қарапайым болып көрінетін тесіктер жиі схеманың дизайнына үлкен теріс әсер ететінін көреміз. Тесіктің паразиттік әсерінен туындаған жағымсыз әсерлерді азайту үшін дизайн мүмкіндігінше болуы мүмкін:
Құны мен сигнал сапасының екі аспектісінің ішінен арқылы өлшемнің қолайлы өлшемін таңдаңыз. Қажет болса, қуат көзі немесе жер сымының саңылаулары сияқты әртүрлі өлшемдегі вентильдерді пайдалануды қарастыруға болады, кедергіні азайту үшін үлкенірек өлшемді пайдалануды қарастыруға болады, ал сигнал сымдары үшін кішірек арқылы пайдалануға болады. Әрине, via өлшемі азайған сайын сәйкес құны да өседі
Жоғарыда талқыланған екі формуладан жұқа ПХД тақтасын пайдалану жолдың екі паразиттік параметрін азайтуға қолайлы деген қорытынды жасауға болады.
ПХД тақтасындағы сигнал сымдарын мүмкіндігінше өзгертпеу керек, яғни қажетсіз веналарды қолданбауға тырысыңыз.
Виастарды қуат көзінің түйреуіштеріне және жерге бұрғылау керек. Істіктер мен вентильдер арасындағы өткізгіш неғұрлым қысқа болса, соғұрлым жақсы. Баламалы индуктивтілікті азайту үшін бірнеше саңылауларды параллель бұрғылауға болады.
Сигналдың ең жақын ілмегін қамтамасыз ету үшін сигналды өзгерту саңылауларының жанына жерге тұйықталған саңылауларды орналастырыңыз. Сіз тіпті ПХД тақтасына кейбір артық жер саңылауларын қоюға болады.
Тығыздығы жоғары жоғары жылдамдықты ПХД тақталары үшін микро саңылауларды пайдалануды қарастыруға болады.