ការឆ្លងកាត់គឺជាសមាសធាតុសំខាន់មួយនៃ PCB ពហុស្រទាប់ហើយតម្លៃនៃការខួងជាធម្មតាមានចំនួនពី 30% ទៅ 40% នៃតម្លៃនៃបន្ទះ PCB ។និយាយឱ្យសាមញ្ញទៅគ្រប់រន្ធនៅលើ PCB អាចត្រូវបានគេហៅថាតាមរយៈ។
គោលគំនិតមូលដ្ឋាននៃការឆ្លងកាត់:
តាមទស្សនៈនៃមុខងារ ការឆ្លងកាត់អាចត្រូវបានបែងចែកជាពីរប្រភេទ៖ មួយត្រូវបានប្រើជាការតភ្ជាប់អគ្គិសនីរវាងស្រទាប់ ហើយមួយទៀតប្រើជាការជួសជុល ឬកំណត់ទីតាំងរបស់ឧបករណ៍។ប្រសិនបើពីដំណើរការ រន្ធទាំងនេះជាទូទៅត្រូវបានបែងចែកទៅជាបីប្រភេទគឺ រន្ធពិការភ្នែក រន្ធកប់ និងតាមរយៈរន្ធ។
រន្ធពិការភ្នែកមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងលើ និងខាងក្រោមនៃបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព និងមានជម្រៅជាក់លាក់សម្រាប់ការតភ្ជាប់នៃសៀគ្វីផ្ទៃ និងសៀគ្វីខាងក្នុងខាងក្រោម ហើយជម្រៅនៃរន្ធជាធម្មតាមិនលើសពីសមាមាត្រជាក់លាក់មួយ (ជំរៅ)។
រន្ធដែលកប់សំដៅលើរន្ធតភ្ជាប់ដែលមានទីតាំងនៅស្រទាប់ខាងក្នុងនៃបន្ទះសៀគ្វីដែលបានបោះពុម្ព ដែលមិនលាតសន្ធឹងដល់ផ្ទៃក្តារ។រន្ធទាំងពីរប្រភេទខាងលើមានទីតាំងនៅស្រទាប់ខាងក្នុងនៃបន្ទះសៀគ្វី ដែលត្រូវបានបញ្ចប់ដោយដំណើរការកាត់រន្ធមុននឹងដាក់ស្រទាប់ ហើយស្រទាប់ខាងក្នុងជាច្រើនអាចត្រួតលើគ្នាកំឡុងពេលបង្កើតរន្ធ។
ប្រភេទទីបីត្រូវបានគេហៅថាតាមរយៈរន្ធដែលឆ្លងកាត់បន្ទះសៀគ្វីទាំងមូលហើយអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសម្រេចបាននូវទំនាក់ទំនងខាងក្នុងឬជារន្ធដំឡើងទីតាំងសម្រាប់សមាសធាតុ។ដោយសារតែរន្ធឆ្លងកាត់មានភាពងាយស្រួលក្នុងការសម្រេចបាននៅក្នុងដំណើរការ ហើយការចំណាយគឺទាបជាង បន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ពភាគច្រើនប្រើវា ជាជាងរន្ធពីរផ្សេងទៀតតាមរយៈរន្ធ។រន្ធខាងក្រោមដោយគ្មានការណែនាំពិសេសត្រូវបានចាត់ទុកថាតាមរយៈរន្ធ។
តាមទស្សនៈនៃការរចនា ច្រកមួយត្រូវបានផ្សំឡើងជាចម្បងនៃពីរផ្នែក ដែលមួយគឺជាផ្នែកកណ្តាលនៃរន្ធខួង និងមួយទៀតគឺជាផ្ទៃបន្ទះផ្សារជុំវិញរន្ធខួង។ទំហំនៃផ្នែកទាំងពីរនេះកំណត់ទំហំនៃតាមរយៈ។
ជាក់ស្តែង នៅក្នុងការរចនា PCB ដែលមានល្បឿនលឿន និងដង់ស៊ីតេខ្ពស់ អ្នករចនាតែងតែចង់ឱ្យរន្ធតូចតាមដែលអាចធ្វើបាន ដើម្បីទុកចន្លោះខ្សែភ្លើងកាន់តែច្រើន លើសពីនេះ ផ្លូវតូចជាង សមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីតរបស់វាតូចជាង សមរម្យជាង។ សម្រាប់សៀគ្វីល្បឿនលឿន។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការកាត់បន្ថយទំហំតាមរយៈក៏នាំមកនូវការកើនឡើងនៃការចំណាយ ហើយទំហំនៃរន្ធមិនអាចកាត់បន្ថយបានឡើយ វាត្រូវបានកំណត់ដោយការខួង និងបច្ចេកវិទ្យា electroplating៖ រន្ធកាន់តែតូច ការខួងកាន់តែយូរ វាកាន់តែងាយស្រួល។ គឺដើម្បីងាកចេញពីកណ្តាល;នៅពេលដែលជម្រៅនៃរន្ធគឺច្រើនជាង 6 ដងនៃអង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធវាមិនអាចទៅរួចទេដើម្បីធានាថាជញ្ជាំងរន្ធអាចត្រូវបាន plated ស្មើភាពគ្នាជាមួយនឹងទង់ដែង។
ឧទាហរណ៍ប្រសិនបើកម្រាស់ (តាមជម្រៅរន្ធ) នៃបន្ទះ PCB ធម្មតា 6 ស្រទាប់គឺ 50Mil នោះអង្កត់ផ្ចិតខួងអប្បបរមាដែលក្រុមហ៊ុនផលិត PCB អាចផ្តល់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាអាចឈានដល់ត្រឹមតែ 8Mil ប៉ុណ្ណោះ។ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍនៃបច្ចេកវិទ្យាខួងឡាស៊ែរទំហំនៃការខួងក៏អាចតូចជាងនិងតូចជាងហើយអង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធជាទូទៅតិចជាងឬស្មើនឹង 6Mils យើងត្រូវបានគេហៅថា microholes ។
មីក្រូហូលត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងការរចនា HDI (រចនាសម្ព័ន្ធភ្ជាប់ទំនាក់ទំនងដង់ស៊ីតេខ្ពស់) ហើយបច្ចេកវិទ្យាមីក្រូហូលអាចអនុញ្ញាតឱ្យរន្ធត្រូវបានខួងដោយផ្ទាល់នៅលើបន្ទះដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការសៀគ្វី និងសន្សំសំចៃចន្លោះខ្សែ។ការឆ្លងកាត់លេចឡើងជាចំណុចបំបែកនៃភាពមិនដំណើរការនៃ impedance នៅលើខ្សែបញ្ជូនដែលបណ្តាលឱ្យមានការឆ្លុះបញ្ចាំងនៃសញ្ញា។ជាទូទៅ impedance សមមូលនៃរន្ធគឺប្រហែល 12% ទាបជាងខ្សែបញ្ជូន ឧទាហរណ៍ impedance នៃខ្សែបញ្ជូន 50 ohms នឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយ 6 ohms នៅពេលដែលវាឆ្លងកាត់រន្ធ (ជាពិសេស និងទំហំនៃរន្ធឆ្លងកាត់។ កម្រាស់ចានក៏ទាក់ទងគ្នាដែរ មិនមែនជាការកាត់បន្ថយដាច់ខាត)។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការឆ្លុះបញ្ចាំងដែលបណ្តាលមកពីភាពមិនដំណើរការនៃ impedance តាមរយៈពិតជាតូចណាស់ ហើយមេគុណនៃការឆ្លុះបញ្ចាំងរបស់វាគឺត្រឹមតែ:
(44-50)/(44 + 50) = 0.06
បញ្ហាដែលកើតចេញពីការឆ្លងកាត់គឺផ្តោតកាន់តែខ្លាំងលើឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance និង inductance ។
Via's Parasitic capacitance និង Inductance
មានសមត្ថភាពបំភាយប៉ារ៉ាស៊ីតនៅក្នុងខ្លួនវា។ប្រសិនបើអង្កត់ផ្ចិតនៃតំបន់ធន់ទ្រាំនឹង solder នៅលើស្រទាប់ដាក់គឺ D2 នោះអង្កត់ផ្ចិតនៃបន្ទះ solder គឺ D1 កម្រាស់នៃបន្ទះ PCB គឺ T និងថេរ dielectric នៃស្រទាប់ខាងក្រោមគឺε, capacitance ប៉ារ៉ាស៊ីតតាមរយៈរន្ធ។ គឺប្រហែល៖
C=1.41εTD1/(D2-D1)
ឥទ្ធិពលចម្បងនៃប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance នៅលើសៀគ្វីគឺដើម្បីពន្យារពេលវេលាកើនឡើងនៃសញ្ញានិងកាត់បន្ថយល្បឿននៃសៀគ្វី។
ឧទាហរណ៍សម្រាប់ PCB ដែលមានកម្រាស់ 50Mil ប្រសិនបើអង្កត់ផ្ចិតនៃបន្ទះឆ្លងកាត់គឺ 20Mil (អង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធខួងគឺ 10Mils) ហើយអង្កត់ផ្ចិតនៃតំបន់ធន់នឹង solder គឺ 40Mil នោះយើងអាចគណនាប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance ប្រហាក់ប្រហែល។ តាមរយៈរូបមន្តខាងលើ៖
C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF
ចំនួននៃការផ្លាស់ប្តូរពេលវេលាកើនឡើងដែលបណ្តាលមកពីផ្នែកនៃ capacitance នេះគឺប្រហែល:
T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps
វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតម្លៃទាំងនេះថា ទោះបីជាឧបករណ៍ប្រើប្រាស់នៃការពន្យាពេលកើនឡើងដែលបណ្តាលមកពីប៉ារ៉ាស៊ីតនៃប៉ារ៉ាស៊ីតតាមរយៈតែមួយគឺមិនច្បាស់ទេ ប្រសិនបើការឆ្លងកាត់ត្រូវបានប្រើច្រើនដងក្នុងបន្ទាត់ដើម្បីប្តូររវាងស្រទាប់ រន្ធច្រើននឹងត្រូវប្រើ។ ហើយការរចនាគួរតែត្រូវបានពិចារណាយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន។នៅក្នុងការរចនាជាក់ស្តែង capacitance ប៉ារ៉ាស៊ីតអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយការបង្កើនចម្ងាយរវាងរន្ធនិងតំបន់ទង់ដែង (Anti-pad) ឬកាត់បន្ថយអង្កត់ផ្ចិតនៃបន្ទះ។
នៅក្នុងការរចនានៃសៀគ្វីឌីជីថលដែលមានល្បឿនលឿន គ្រោះថ្នាក់ដែលបណ្តាលមកពីប៉ារ៉ាស៊ីតអាំងឌុចស្យុង ច្រើនតែធំជាងឥទ្ធិពលនៃប៉ារ៉ាស៊ីត capacitance ។អាំងឌុចទ័ស៊េរីប៉ារ៉ាស៊ីតរបស់វានឹងធ្វើឱ្យការរួមចំណែករបស់ឧបករណ៍បំលែងចរន្តអគ្គិសនីចុះខ្សោយ និងធ្វើឱ្យប្រសិទ្ធភាពនៃការច្រោះនៃប្រព័ន្ធថាមពលទាំងមូលចុះខ្សោយ។
យើងអាចប្រើរូបមន្តជាក់ស្តែងខាងក្រោមនេះដើម្បីគណនាអាំងឌុចស្យុងប៉ារ៉ាស៊ីតនៃការប៉ាន់ស្មានតាមរន្ធ៖
L=5.08h[ln(4h/d)+1]
កន្លែងដែល L សំដៅទៅលើអាំងឌុចទ័នៃ via, h គឺជាប្រវែងនៃ via ហើយ d គឺជាអង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធកណ្តាល។វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបមន្តដែលអង្កត់ផ្ចិតនៃឆ្លងកាត់មានឥទ្ធិពលតិចតួចលើអាំងឌុចស្យុងខណៈពេលដែលប្រវែងនៃឆ្លងកាត់មានឥទ្ធិពលខ្លាំងបំផុតលើអាំងឌុចស្យុង។នៅតែប្រើឧទាហរណ៍ខាងលើ អាំងឌុចស្យុងចេញពីរន្ធអាចត្រូវបានគណនាដូចជា៖
L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH
ប្រសិនបើពេលវេលាកើនឡើងនៃសញ្ញាគឺ 1ns នោះទំហំ impedance សមមូលរបស់វាគឺ៖
XL=πL/T10-90=3.19Ω
impedance បែបនេះមិនអាចត្រូវបានគេព្រងើយកន្តើយនៅក្នុងវត្តមាននៃចរន្តប្រេកង់ខ្ពស់ឆ្លងកាត់ជាពិសេសចំណាំថា capacitor bypass ត្រូវការឆ្លងកាត់រន្ធពីរនៅពេលភ្ជាប់ស្រទាប់ថាមពលនិងការបង្កើតដូច្នេះអាំងឌុចស្យុងប៉ារ៉ាស៊ីតនៃរន្ធនឹងត្រូវបានគុណ។
តើត្រូវប្រើតាមរយៈរបៀបណា?
តាមរយៈការវិភាគខាងលើនៃលក្ខណៈប៉ារ៉ាស៊ីតនៃរន្ធយើងអាចឃើញថានៅក្នុងការរចនា PCB ល្បឿនលឿន រន្ធដែលហាក់ដូចជាសាមញ្ញតែងតែនាំមកនូវផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមានយ៉ាងខ្លាំងដល់ការរចនាសៀគ្វី។ដើម្បីកាត់បន្ថយផលរំខានដែលបណ្តាលមកពីឥទ្ធិពលប៉ារ៉ាស៊ីតនៃរន្ធ ការរចនាអាចមានតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន៖
ពីទិដ្ឋភាពពីរនៃតម្លៃ និងគុណភាពសញ្ញា សូមជ្រើសរើសទំហំសមហេតុផលនៃទំហំតាមរយៈ។បើចាំបាច់ អ្នកអាចពិចារណាប្រើវីសដែលមានទំហំខុសៗគ្នា ដូចជាសម្រាប់ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល ឬរន្ធខ្សែដី អ្នកអាចពិចារណាប្រើទំហំធំជាងនេះ ដើម្បីកាត់បន្ថយឧបសគ្គ ហើយសម្រាប់ខ្សែភ្លើងសញ្ញា អ្នកអាចប្រើតាមរយៈតូចជាង។ជាការពិតណាស់ នៅពេលដែលទំហំនៃការឆ្លងកាត់មានការថយចុះ ការចំណាយដែលត្រូវគ្នាក៏នឹងកើនឡើងផងដែរ។
រូបមន្តទាំងពីរដែលបានពិភាក្សាខាងលើអាចសន្និដ្ឋានបានថាការប្រើប្រាស់បន្ទះ PCB ស្តើងជាងនេះគឺអំណោយផលដល់ការកាត់បន្ថយប៉ារ៉ាម៉ែត្រប៉ារ៉ាស៊ីតទាំងពីរនៃតាមរយៈ
ខ្សែភ្លើងសញ្ញានៅលើបន្ទះ PCB មិនគួរត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន ពោលគឺព្យាយាមមិនប្រើខ្សែដែលមិនចាំបាច់។
Vias ត្រូវតែត្រូវបានខួងចូលទៅក្នុងម្ជុលនៃការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលនិងដី។ការនាំមុខខ្លីរវាង pins និង vias កាន់តែល្អ។រន្ធច្រើនអាចត្រូវបានខួងស្របគ្នាដើម្បីកាត់បន្ថយអាំងឌុចសែលសមមូល។
ដាក់រន្ធឆ្លងកាត់ដីមួយចំនួននៅជិតរន្ធឆ្លងកាត់នៃការផ្លាស់ប្តូរសញ្ញា ដើម្បីផ្តល់រង្វិលជុំដែលនៅជិតបំផុតសម្រាប់សញ្ញា។អ្នកអាចដាក់រន្ធដីលើសមួយចំនួននៅលើបន្ទះ PCB ។
សម្រាប់បន្ទះ PCB ល្បឿនលឿនដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់អ្នកអាចពិចារណាប្រើមីក្រូរន្ធ។