Vites ko'p qatlamli PCB ning muhim tarkibiy qismlaridan biri bo'lib, burg'ulash narxi odatda tenglikni taxtasi narxining 30% dan 40% gacha. Oddiy qilib aytganda, PCBdagi har bir teshikni via deb atash mumkin.
Yo'lning asosiy tushunchasi:
Funktsiya nuqtai nazaridan, viani ikki toifaga bo'lish mumkin: biri qatlamlar orasidagi elektr aloqasi sifatida, ikkinchisi esa qurilmani mahkamlash yoki joylashtirish uchun ishlatiladi. Jarayondan kelib chiqqan holda, bu teshiklar odatda uchta toifaga bo'linadi, ya'ni ko'r teshiklar, ko'milgan teshiklar va teshiklar.
Ko'r teshiklar bosilgan elektron plataning yuqori va pastki yuzalarida joylashgan bo'lib, sirt sxemasini va quyida joylashgan ichki sxemani ulash uchun ma'lum bir chuqurlikka ega va teshiklarning chuqurligi odatda ma'lum bir nisbatdan (diafragma) oshmaydi.
Ko'milgan teshik bosilgan elektron plataning ichki qatlamida joylashgan ulanish teshigiga ishora qiladi, u taxta yuzasiga cho'zilmaydi. Yuqoridagi ikki turdagi teshiklar elektron plataning ichki qatlamida joylashgan bo'lib, u laminatsiyadan oldin teshiklarni qoliplash jarayoni bilan yakunlanadi va teshik shakllanishi paytida bir nechta ichki qatlamlar bir-birining ustiga chiqishi mumkin.
Uchinchi turdagi teshiklar deyiladi, ular butun elektron platadan o'tadi va ichki o'zaro bog'lanishga erishish yoki komponentlar uchun o'rnatish joylashuvi teshiklari sifatida ishlatilishi mumkin. Jarayonda teshikka erishish osonroq va narxi past bo'lganligi sababli, bosilgan elektron platalarning aksariyati qolgan ikkita teshikdan ko'ra undan foydalanadi. Quyidagi teshiklar, maxsus ko'rsatmalarsiz, teshiklar deb hisoblanadi.
Dizayn nuqtai nazaridan, vites asosan ikki qismdan iborat bo'lib, biri burg'ulash teshigining o'rtasi, ikkinchisi esa burg'ulash teshigi atrofidagi payvandlash yostig'i maydoni. Ushbu ikki qismning o'lchami via o'lchamini aniqlaydi.
Shubhasiz, yuqori tezlikda, yuqori zichlikdagi PCB dizaynida dizaynerlar har doim teshikni iloji boricha kichikroq qilishni xohlashadi, shuning uchun ko'proq simli bo'sh joy qolishi mumkin, bundan tashqari, kanal qanchalik kichik bo'lsa, o'zining parazit sig'imi kichikroq, mos keladi. yuqori tezlikdagi zanjirlar uchun.
Shu bilan birga, o'tkazgich o'lchamining qisqarishi ham xarajatlarning oshishiga olib keladi va teshikning o'lchamini cheksiz ravishda qisqartirish mumkin emas, u burg'ulash va elektrokaplama texnologiyasi bilan cheklangan: teshik qanchalik kichik bo'lsa, burg'ulash qanchalik uzoq davom etsa, shunchalik oson bo'ladi. markazdan chetga chiqishdir; Teshikning chuqurligi teshikning diametridan 6 baravar ko'p bo'lsa, teshik devorining mis bilan bir xilda qoplanishini ta'minlash mumkin emas.
Misol uchun, agar oddiy 6 qatlamli tenglikni taxtasining qalinligi (teshik chuqurligi orqali) 50Mil bo'lsa, u holda PCB ishlab chiqaruvchilari normal sharoitda ta'minlay oladigan minimal burg'ulash diametri faqat 8Milga yetishi mumkin. Lazerli burg'ulash texnologiyasining rivojlanishi bilan burg'ulashning o'lchami ham kichikroq va kichikroq bo'lishi mumkin va teshikning diametri odatda 6Mils dan kam yoki unga teng, biz mikro teshiklar deb ataladi.
Mikroteshiklar ko'pincha HDI (yuqori zichlikdagi o'zaro bog'lanish strukturasi) dizaynida qo'llaniladi va mikroteshik texnologiyasi teshikni to'g'ridan-to'g'ri yostiqda burg'ulash imkonini beradi, bu kontaktlarning zanglashiga olib kelishini sezilarli darajada yaxshilaydi va simlar bo'shlig'ini tejaydi. Vites uzatish liniyasida impedansning uzilish nuqtasi sifatida paydo bo'lib, signalning aks etishiga olib keladi. Odatda, teshikning ekvivalent empedansi elektr uzatish liniyasidan taxminan 12% pastroqdir, masalan, 50 ohmlik uzatish liniyasining empedansi teshikdan o'tganda 6 ohmga kamayadi (aniqrog'i va o'tkazgichning o'lchami, plastinka qalinligi ham mutlaq pasayish emas, balki bog'liq).
Biroq, impedans uzilishlari tufayli yuzaga keladigan aks etish aslida juda kichik va uning aks ettirish koeffitsienti faqat:
(44-50) / (44 + 50) = 0,06
Viyadan kelib chiqadigan muammolar ko'proq parazitar sig'im va indüktans ta'siriga qaratilgan.
Via ning parazit sig'imi va induktivligi
Yo'lning o'zida parazit adashgan sig'im mavjud. Agar yotqizilgan qatlamdagi lehim qarshilik zonasining diametri D2 bo'lsa, lehim yostig'ining diametri D1, tenglikni taxtasining qalinligi T va substratning dielektrik o'tkazuvchanligi e bo'lsa, teshikning parazit sig'imi. taxminan:
C=1,41eTD1/(D2-D1)
Parazit sig'imning kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asosiy ta'siri signalning ko'tarilish vaqtini uzaytirish va kontaktlarning zanglashiga olib kirish tezligini kamaytirishdir.
Masalan, qalinligi 50Mil bo'lgan PCB uchun, agar yostiqning diametri 20Mil bo'lsa (burg'ulash teshigining diametri 10Mils) va lehim qarshilik zonasining diametri 40Mil bo'lsa, biz parazit sig'imini taxmin qilishimiz mumkin. Yuqoridagi formula bo'yicha:
C=1,41x4,4x0,050x0,020/(0,040-0,020)=0,31pF
Kapasitansning ushbu qismidan kelib chiqadigan ko'tarilish vaqtining o'zgarishi taxminan:
T10-90=2,2C(Z0/2)=2,2x0,31x(50/2)=17,05ps
Ushbu qiymatlardan ko'rinib turibdiki, bitta yo'lning parazit sig'imidan kelib chiqadigan ko'tarilish kechikishining foydasi unchalik aniq bo'lmasa-da, qatlamlar o'rtasida almashish uchun chiziqda bir necha marta foydalanilsa, bir nechta teshiklar ishlatiladi, va dizaynni diqqat bilan ko'rib chiqish kerak. Haqiqiy dizaynda parazit sig'im teshik va mis maydoni (Anti-pad) orasidagi masofani oshirish yoki yostiqning diametrini kamaytirish orqali kamaytirilishi mumkin.
Yuqori tezlikdagi raqamli sxemalarni loyihalashda parazitar indüktansning zarari ko'pincha parazit sig'imning ta'siridan kattaroqdir. Uning parazit seriyali indüktansı bypass kondansatkichning hissasini zaiflashtiradi va butun quvvat tizimining filtrlash samaradorligini zaiflashtiradi.
Teshikdan o'tgan yaqinlashuvning parazit induktivligini oddiygina hisoblash uchun quyidagi empirik formuladan foydalanishimiz mumkin:
L=5,08 soat[ln(4soat/kun)+1]
Bu erda L via ning induktivligini bildiradi, h - via uzunligi, d - markaziy teshikning diametri. Formuladan ko'rinib turibdiki, trubaning diametri induktivlikka kam ta'sir qiladi, vites uzunligi esa induktivlikka eng katta ta'sir qiladi. Yuqoridagi misoldan foydalangan holda, teshikdan tashqari indüktans quyidagicha hisoblanishi mumkin:
L=5,08x0,050[ln(4x0,050/0,010)+1]=1,015nH
Agar signalning ko'tarilish vaqti 1ns bo'lsa, uning ekvivalent empedans o'lchami:
XL=pL/T10-90=3,19Ō
Bunday impedans orqali yuqori chastotali oqim borligida e'tiborsiz bo'lishi mumkin emas, xususan, aylanma kondansatkich elektr qatlami va shakllanishini ulashda ikki teshikdan o'tishi kerak, shunday qilib, teshik parazitar indüktansı ko'paytiriladi.
Vikipediyadan qanday foydalanish kerak?
Teshikning parazitar xususiyatlarini yuqorida tahlil qilish orqali biz yuqori tezlikdagi PCB dizaynida oddiy ko'rinadigan teshiklar ko'pincha kontaktlarning zanglashiga olib kelishini ko'rishimiz mumkin. Teshikning parazit ta'siridan kelib chiqadigan salbiy ta'sirlarni kamaytirish uchun dizayn imkon qadar bo'lishi mumkin:
Narx va signal sifatining ikki jihatidan, o'rtacha o'lchamdagi o'lchamni tanlang. Agar kerak bo'lsa, turli o'lchamdagi viteslardan foydalanishni ko'rib chiqishingiz mumkin, masalan, elektr ta'minoti yoki tuproq simlari teshiklari uchun, impedansni kamaytirish uchun kattaroq o'lchamdan foydalanishni ko'rib chiqishingiz mumkin va signal o'tkazgichlari uchun kichikroq orqali foydalanishingiz mumkin. Albatta, via o'lchami kamayishi bilan mos keladigan xarajatlar ham oshadi
Yuqorida ko'rib chiqilgan ikkita formuladan xulosa qilish mumkinki, yupqaroq PCB platasidan foydalanish ikkita parazitar parametrni kamaytirishga yordam beradi.
PCB platasidagi signal o'tkazgichlarini iloji boricha o'zgartirmaslik kerak, ya'ni keraksiz viteslardan foydalanmaslikka harakat qiling.
Vialarni elektr ta'minoti va tuproqning pinlariga burg'ulash kerak. Pimlar va tishlar orasidagi masofa qanchalik qisqa bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Ekvivalent indüktansni kamaytirish uchun bir nechta teshiklarni parallel ravishda burg'ulash mumkin.
Signal uchun eng yaqin halqani ta'minlash uchun signal o'zgarishining teshiklari yaqiniga bir necha tuproqli teshiklarni joylashtiring. Siz hatto tenglikni taxtasida ortiqcha tuproqli teshiklarni ham qo'yishingiz mumkin.
Yuqori zichlikdagi yuqori tezlikdagi PCB plitalari uchun siz mikro-teshiklardan foydalanishni ko'rib chiqishingiz mumkin.