HDI PCB의 스루홀 설계

고속 PCB 설계에서는 다층 PCB가 자주 사용되며 다층 PCB 설계에서는 스루홀이 중요한 요소입니다. PCB의 관통 구멍은 주로 구멍, 구멍 주변의 용접 패드 영역 및 POWER 레이어 격리 영역의 세 부분으로 구성됩니다. 다음으로 홀 문제와 설계 요구 사항을 통해 고속 PCB를 이해하겠습니다.

HDI PCB의 스루홀이 미치는 영향

HDI PCB 다층 기판에서 한 층과 다른 층 사이의 상호 연결은 구멍을 통해 연결되어야 합니다. 주파수가 1GHz 미만이면 정공이 연결에 좋은 역할을 할 수 있으며 기생 용량과 인덕턴스는 무시할 수 있습니다. 주파수가 1GHz보다 높으면 오버홀의 기생 효과가 신호 무결성에 미치는 영향을 무시할 수 없습니다. 이 시점에서 오버홀은 전송 경로에 불연속적인 임피던스 중단점을 제공하여 신호 반사, 지연, 감쇠 및 기타 신호 무결성 문제를 발생시킵니다.

신호가 홀을 통해 다른 레이어로 전송되면 신호선의 기준 레이어도 홀을 통한 신호의 복귀 경로 역할을 하며, 복귀 전류는 용량 결합을 통해 기준 레이어 사이에 흐르게 되어 지상 폭탄과 다른 문제.

관통홀의 유형 일반적으로 관통홀은 관통홀, 막힌홀, 매립홀의 세 가지 범주로 구분됩니다.

막힌 구멍(Blind Hole) : 인쇄회로기판의 상하 표면에 위치하며 표면선과 밑에 있는 내부 선을 연결하기 위한 일정한 깊이를 갖는 구멍. 구멍의 깊이는 일반적으로 조리개의 특정 비율을 초과하지 않습니다.

매립홀(Buried Hole) : 인쇄회로기판 내부층에 있는 연결구멍으로, 회로기판 표면까지 확장되지 않는 구멍.

관통 구멍: 이 구멍은 전체 회로 기판을 통과하며 내부 상호 연결 또는 구성 요소의 장착 위치 지정 구멍으로 사용할 수 있습니다. 공정의 스루홀을 달성하기가 더 쉽기 때문에 비용이 저렴하므로 일반적으로 인쇄 회로 기판이 사용됩니다.

고속 PCB의 스루홀 설계

고속 PCB 설계에서는 단순해 보이는 VIA 홀이 회로 설계에 큰 부정적인 영향을 미치는 경우가 많습니다. 천공의 기생 효과로 인한 역효과를 줄이기 위해 다음과 같이 최선을 다할 수 있습니다.

(1) 적당한 구멍 크기를 선택하십시오. 다층 일반 밀도를 가진 PCB 설계의 경우 0.25mm/0.51mm/0.91mm(드릴 구멍/용접 패드/POWER 절연 영역) 관통 구멍을 선택하는 것이 좋습니다. 밀도 PCB는 0.20mm/0.46mm/0.86mm 관통 구멍을 사용할 수도 있고 비 관통 구멍도 사용할 수 있습니다. 전원 공급 장치 또는 접지선 구멍의 경우 임피던스를 줄이기 위해 더 큰 크기를 사용하는 것이 고려될 수 있습니다.

(2) POWER 격리 영역이 클수록 좋습니다. PCB의 스루홀 밀도를 고려하면 일반적으로 D1=D2+0.41입니다.

(3) PCB의 신호 레이어를 변경하지 마십시오. 즉, 구멍을 줄이십시오.

(4) 얇은 PCB를 사용하면 구멍을 통한 두 가지 기생 매개 변수를 줄이는 데 도움이 됩니다.

(5) 전원 공급 장치의 핀과 접지가 구멍에 가까워야 합니다. 구멍과 핀 사이의 리드가 짧을수록 인덕턴스가 증가하므로 더 좋습니다. 동시에 전원 공급 장치와 접지 리드는 임피던스를 줄이기 위해 최대한 두꺼워야 합니다.

(6) 신호에 대한 단거리 루프를 제공하기 위해 신호 교환 레이어의 패스 홀 근처에 일부 접지 패스를 배치합니다.

또한 스루홀 길이도 스루홀 인덕턴스에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 상단 및 하단 패스홀의 경우 패스홀 길이는 PCB 두께와 동일합니다. PCB 레이어 수가 증가함에 따라 PCB 두께가 5mm를 초과하는 경우가 많습니다.

그러나 고속 PCB 설계에서는 홀에 의해 발생하는 문제를 줄이기 위해 일반적으로 홀 길이를 2.0mm 이내로 제어합니다. 홀 길이가 2.0mm보다 큰 경우 홀 임피던스의 연속성을 어느 정도 향상시킬 수 있습니다. 관통 구멍 길이가 1.0mm 이하인 경우 최적의 관통 구멍 조리개는 0.20mm ~ 0.30mm입니다.