Konstrukcja z otworami przelotowymi PCB HDI

W projektowaniu płytek PCB o dużej prędkości często stosuje się wielowarstwową płytkę PCB, a otwór przelotowy jest ważnym czynnikiem w projektowaniu wielowarstwowych płytek PCB. Otwór przelotowy w płytce PCB składa się głównie z trzech części: otworu, obszaru podkładki spawalniczej wokół otworu i obszaru izolacji warstwy POWER. Następnie omówimy szybką płytkę PCB poprzez problem z dziurą i wymagania projektowe.

Wpływ otworu przelotowego na PCB HDI

W wielowarstwowej płytce HDI PCB połączenie między jedną warstwą a drugą musi być połączone przez otwory. Gdy częstotliwość jest mniejsza niż 1 GHz, dziury mogą odgrywać dobrą rolę w połączeniu, a pasożytniczą pojemność i indukcyjność można zignorować. Gdy częstotliwość jest wyższa niż 1 GHz, nie można zignorować wpływu pasożytniczego efektu over-hole na integralność sygnału. W tym momencie przebicie powoduje nieciągły punkt załamania impedancji na ścieżce transmisji, co prowadzi do odbicia sygnału, opóźnienia, osłabienia i innych problemów z integralnością sygnału.

Kiedy sygnał jest przesyłany do innej warstwy przez otwór, warstwa odniesienia linii sygnałowej służy również jako ścieżka powrotna sygnału przez otwór, a prąd powrotny będzie płynął między warstwami odniesienia poprzez sprzężenie pojemnościowe, powodując bomby naziemne i inne problemy.

Rodzaj otworu przelotowego Ogólnie rzecz biorąc, otwór przelotowy dzieli się na trzy kategorie: otwór przelotowy, otwór ślepy i otwór zakopany.

Ślepy otwór: otwór znajdujący się na górnej i dolnej powierzchni płytki drukowanej, mający pewną głębokość w celu połączenia pomiędzy linią powierzchni a leżącą poniżej linią wewnętrzną. Głębokość otworu zwykle nie przekracza określonego stosunku apertury.

Otwór zakopany: otwór przyłączeniowy w wewnętrznej warstwie płytki drukowanej, który nie sięga do powierzchni płytki drukowanej.

Otwór przelotowy: ten otwór przechodzi przez całą płytkę drukowaną i może być używany do połączeń wewnętrznych lub jako otwór montażowy dla komponentów. Ponieważ w procesie łatwiej jest wykonać otwór przelotowy, koszt jest niższy, dlatego zazwyczaj stosuje się płytki drukowane

Konstrukcja z otworami przelotowymi w szybkich PCB

W przypadku projektowania płytek PCB o dużej szybkości pozornie prosty otwór VIA często powoduje ogromne negatywne skutki w projekcie obwodu. Aby zmniejszyć niekorzystne skutki spowodowane pasożytniczym efektem perforacji, możemy dołożyć wszelkich starań, aby:

(1) wybierz rozsądny rozmiar otworu. W przypadku płytek PCB o wielowarstwowej gęstości ogólnej lepiej wybrać otwór przelotowy o średnicy 0,25 mm/0,51 mm/0,91 mm (otwór/podkładka spawalnicza/obszar izolacji MOCY). W przypadku niektórych materiałów o dużej gęstość PCB może również wykorzystywać otwór przelotowy 0,20 mm/0,46 mm/0,86 mm, można również wypróbować otwór nieprzelotowy; W przypadku otworu na przewód zasilający lub uziemiający można rozważyć zastosowanie większego rozmiaru w celu zmniejszenia impedancji;

(2) im większy obszar izolacji POWER, tym lepiej. Biorąc pod uwagę gęstość otworów przelotowych na płytce drukowanej, zazwyczaj wynosi ona D1=D2+0,41;

(3) staraj się nie zmieniać warstwy sygnału na płytce, czyli staraj się zmniejszyć dziurę;

(4) zastosowanie cienkiej płytki drukowanej sprzyja zmniejszeniu dwóch pasożytniczych parametrów przez otwór;

(5) pin zasilacza i masa powinny znajdować się blisko otworu. Im krótszy przewód między otworem a kołkiem, tym lepiej, bo doprowadzą do wzrostu indukcyjności. Jednocześnie przewód zasilający i uziemiający powinny być jak najgrubsze, aby zmniejszyć impedancję;

(6) umieścić kilka przejść uziemiających w pobliżu otworów przejściowych warstwy wymiany sygnału, aby zapewnić pętlę krótkodystansową dla sygnału.

Ponadto długość otworu przelotowego jest również jednym z głównych czynników wpływających na indukcyjność otworu przelotowego. W przypadku górnego i dolnego otworu przelotowego długość otworu przelotowego jest równa grubości PCB. Ze względu na rosnącą liczbę warstw PCB, grubość PCB często osiąga ponad 5 mm.

Jednakże w przypadku projektowania płytek PCB o dużej szybkości, aby zmniejszyć problem powodowany przez otwór, długość otworu jest zwykle kontrolowana w granicach 2,0 mm. W przypadku otworów o długości większej niż 2,0 mm ciągłość impedancji otworu można do pewnego stopnia poprawić zakres poprzez zwiększenie średnicy otworu. Gdy długość otworu przelotowego wynosi 1,0 mm i mniej, optymalna średnica otworu przelotowego wynosi 0,20 mm ~ 0,30 mm.