Ez utzi PCB bidez zure taula osoa hondatu

Ez utzi PCB zuloek zure plaka osoa hondatzen! Zuloak funtsezkoak dira geruza anitzeko PCBetan , zulaketa-kostuak normalean PCBaren fabrikazio-kostuaren % 30etik % 40ra bitartekoak izanik. Laburbilduz, PCB bateko zulo bakoitzari zulo dei dakioke.

PCB zulaketaren sailkapena

Ikuspegi funtzional batetik, vias bi kategoriatan bana daitezke:

Geruzen arteko konexio elektrikoa: PCBren geruza desberdinak konektatzeko erabiltzen da helburu elektrikoetarako.
Osagaien finkapena edo kokatzea: osagaiak finkatzeko edo kokatzeko erabiltzen da.

Prozesuaren ikuspegitik, bide hauek, oro har, hiru motatan banatzen dira:

Vias itsuak, vias lurperatuak eta via bidezkoak.

Bide itsuak: PCBaren goiko eta beheko gainazaletan kokatuta, bide hauek sakonera jakin bat dute eta gainazaleko arrastoak barruko geruzen arrastoekin lotzeko erabiltzen dira. Zuloaren sakonerak normalean ez du ratio jakin bat (diametroa) gainditzen.
Buried Vias: PCBaren barruko geruzen barruan dauden bidexkak dira, ez plakaren gainazalera hedatzen. Bi bide mota hauek PCBaren barruko geruzen barruan kokatzen dira eta laminazio aurretik eratzen dira zuloen osaketa prozesuen bidez, zeinak barneko hainbat geruza gainjar ditzakete bidez eratzean.
Vias bidez: bide hauek PCB osoa zeharkatzen dute eta barne-interkonexiorako edo osagaien muntatzeko zulo gisa erabil daitezke.

Fabrikazio prozesuan errazago inplementatzen dutenez eta kostu baxuagoagatik, zirkuitu inprimatuen plaken gehiengoak bide bidez erabiltzen ditu beste bi bide motak baino. Besterik zehazten ez bada, behean aipatzen diren biak via bidez hartzen dira kontuan.

Diseinuaren ikuspegitik, bide batek bi zati ditu nagusiki:

• Bideen Osagaiak eta Diseinuaren Kontuan Hartzekoak : PCB diseinu batean bide batek erdiko zulo bat dauka, pad eremu batez inguratuta, non pieza horien neurriek bidearen tamaina orokorra zehazten duten. Abiadura handiko eta dentsitate handiko PCB diseinuetan, bidearen tamaina minimizatzea ezinbestekoa da bideratze espazioa optimizatzeko eta kapazitantzia parasitoa murrizteko, abiadura handiko zirkuituetarako egokitasuna hobetuz.

• Kostu eta Tamaina Mugak : Hala ere, tamainaren bidez txikitzeak fabrikazio-kostuak handitzen ditu zulaketa-denbora luzeagoengatik eta zulaketa eta xaflaketa bezalako prozesuetan kokapenean egon daitezkeen desbideratze posibleengatik. Zuloaren sakonera bere diametroaren sei aldiz handiagoa denean, zuloaren horman zehar kobrezko xaflaketa uniformea ​​bermatzea erronka bihurtzen da, eta horrek kostuan eta fabrikazio-gaitasunean eragina du.

• Aurrerapen teknologikoak eta mikrobiak : Laser bidezko zulaketa teknologian izandako aurrerapen berriek bide txikiagoak erabiltzea ahalbidetu dute. 6 mil edo gutxiagoko diametroa duten bideei mikrobiak deitzen zaie eta HDI diseinuetan erabiltzen dira normalean. Mikrobi hauek pad-eko bidezko konfigurazioak onartzen dituzte, zirkuituaren errendimendua nabarmen hobetuz eta PCBan bideratze espazioa aurreztuz.

• Seinaleen Osotasun Kezkak : Bideek inpedantzia-etenaldiak sortzen dituzte transmisio-lerroetan, eta horrek seinalearen islapenak sor ditzake. Bide baten inpedantzia transmisio-lerroarena baino % 12 txikiagoa da gutxi gorabehera, eta horrek inpedantzia apur bat murrizten du. Hala ere, islapen-koefiziente erreala minimoa da, normalean 0.06 ingurukoa, diseinu-praktika eta fabrikazio-teknika ondo kudeatuak direla eta.

• Kapazitantzia eta Induktantzia Parasitoak : PCB diseinuan bideekin lotutako erronka nagusiak kapazitantzia eta induktantzia bezalako efektu parasitoak kudeatzearekin lotuta daude. Faktore hauek funtsezkoak dira maiztasun handiko diseinuetan, non seinalearen kalitatea mantentzea eta transmisio-galerak minimizatzea funtsezkoak diren.

 Viasen gaitasun parasitoa eta induktantzia

Viasen kapazitate parasitoa

Vias beraiek lurrerako kapazitate parasitoa dute. Lurreko geruzan bidearen isolamendu-zuloaren diametroa D2 dela ezagutzen bada eta bidearen padaren diametroa D1 bada, T-ko PCB lodiera eta ε substratuaren konstante dielektrikoarekin, bidearen kapazitate parasitoa gutxi gorabehera. :

C=1.41εTD1/(D2−D1)

Bidearen kapazitate parasitoak seinalearen igoera denboran eragingo du batez ere, zirkuituaren abiadura murriztuz. Adibidez, 50 milseko lodiera duen PCB baterako, 10 milseko barruko diametroa eta 20 milseko padaren diametroa duen bide bat erabiltzen bada eta padaren eta lurpeko kobrearen eremuaren arteko distantzia 32 milsekoa bada, parasitoa. Bidearen kapazitatea gutxi gorabehera honela kalkula daiteke:

C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032−0.020)=0.517pF

Kapazitate honek eragindako igoera-denboraren aldaketa hau da:

T10−90​=2.2C(Z0​/2)=2.2×0.517×(55/2)=31.28ps

Via bakar baten kapazitateak igoera denboran duen eragina oso agerikoa ez den arren, bideetan hainbat aldiz erabiltzen badira geruzen arteko aldaketarako, diseinatzaileek arretaz aztertu beharko lukete.

Viasen induktantzia parasitarioa

Vias-en induktantzia parasitoa Era berean, via-ek kapazitantzia parasitoa duten bitartean, induktantzia parasitoa ere badute. Abiadura handiko zirkuitu digitalen diseinuan, vias-en induktantzia parasitoak eragindako kaltea sarritan handiagoa da kapazitate parasitoarena baino. Bere serie parasitoen induktantziak saihesbide-kapazitatearen ekarpena ahultzen du eta elikadura-sistema osoaren iragazte-efektua ahultzen du.

Formula hau erabil dezakegu bide baten gutxi gorabeherako induktantzia parasitarioa kalkulatzeko:

L=5.08h[ln(4h/d)+1]

Non L bidearen induktantzia den, h bidearen luzera eta d erdiko zuloaren diametroa den. Formulatik, bidearen diametroak induktantzian eragin nahiko txikia duela ikus daiteke, eta bidearen luzerak induktantziari eragiten diola. Goiko adibidea erabiliz, bidearen induktantzia honela kalkula dezakegu:

L=5.08×0.050[ln(4×0.050/0.010)+1]=1.015nH

Seinalearen igoera denbora 1 ns bada, bere inpedantzia baliokidea hau da:

XL=πL/T10−90​=3.19Ω

Horrelako inpedantzia ezin da alde batera utzi maiztasun handiko korrontea igarotzen denean. Bereziki, bypass-kondentsadorea potentzia eta lurrezko geruzekin konektatzean, bi bideetatik pasa behar du, eta horrek bidearen induktantzia parasitoa bikoizten du.

Diseinu bidez Abiadura Handiko PCBetan

Goiko bideen ezaugarri parasitoen azterketaren bidez, ikus daiteke abiadura handiko PCB diseinuan, itxuraz sinpleak diren bideek maiz eragin negatibo esanguratsuak ekar ditzaketela zirkuituaren diseinuan.

Vias-en efektu parasitoen efektu kaltegarriak murrizteko, honako eduki hau antola daiteke diseinuan ahalik eta gehien:

Aukeratu arrazoizko tamainako bideak kostua eta seinalearen kalitatea kontuan hartuta. Esate baterako, 6-10 geruzako memoria moduluen PCB diseinurako, hobe da 10/20 mils-eko diametroa duten vias erabiltzea (zulagailua/pad). Dentsitate handiko taula txiki batzuetarako, 8/18 mils via erabiltzen ere proba dezakezu. Gaur egungo baldintza teknologikoetan, zaila da bide txikiagoak erabiltzea. Potentzia edo lurreko bideetarako, kontuan hartu tamaina handiagoak erabiltzea inpedantzia murrizteko.

Goian esan bezala, PCB meheagoa erabiltzea onuragarria da vias-en bi parasito parametroak murrizteko.
Potentzia eta lurreko pinak bideetatik ahalik eta hurbilen jarri behar dira, eta bideen eta pinen arteko kableak ahalik eta laburrenak izan behar dute, induktantzia handituko baitute. Aldi berean, potentzia eta lurraren kateak ahalik eta lodienak izan behar dira inpedantzia murrizteko.

Saiatu PCB seinaleak bideratzeko bideen erabilera gutxitzen, hau da, alferrikako vias murrizten saiatu.
Jarri lurrerako bide batzuk seinaleak geruzak aldatzen dituen bideetatik gertu, seinalea gertu itzultzeko bide bat eskaintzeko. PCBan lurreratzeko bide erredundante ugari ere jar ditzakezu. Noski, malgutasuna eta aldakortasuna ere beharrezkoak dira diseinuan.

Via ereduaren goiko eztabaidak geruza bakoitzak padak dituela suposatzen du. Batzuetan, geruza batzuetako konpresak murriztu edo ezabatu ditzakegu. Batez ere bideen dentsitatea oso handia denean, zirrikitu bat sor dezake kobre-geruzan hesi-begizta bat sortzea. Bidearen posizioa mugitzeaz gain, bidearen padaren tamaina kobre geruzaren gainean murriztea ere pentsa dezakegu.

Ondorioa

PCB bidezak osagai erabakigarriak dira geruza anitzeko PCBetan, eta fabrikazio kostuen zati garrantzitsu bat hartzen dute. Bideak geruzen arteko konexio elektrikoak eskaintzeko edo osagaien osagarri gisa balio duten funtzioaren arabera sailkatzen dira. Prozesuaren ikuspegitik, vias itsu, lurperatu eta bidezko bideetan sailkatzen dira. Bide itsuak eta lurperatuak PCBaren barruko geruzen barruan kokatzen diren bitartean, bidezko bideek plaka osoa zeharkatzen dute.

Diseinatzaileek abiadura handiko eta dentsitate handiko PCBetan bide txikiagoak erabiltzea dute helburu , bideratze-espazioa maximizatzeko eta kapazitantzia parasitoa murrizteko. Hala ere, tamaina murrizteak mugak ditu fabrikazio-murrizketengatik, hala nola zulaketa eta plakaketa. Laser bidezko zulaketa-teknologiaren garapenak mikrobideen erabilera ahalbidetu du, zirkuituen errendimendua hobetuz eta espazioa aurreztuz.

Onurak izan arren, via-ek transmisio-lerroetan inpedantzia-etentasunak sar ditzakete, seinalearen isla minimoa eraginez. Vias-en arazo nagusiak kapazitate eta induktantzia parasitoarekin erlazionatuta daude, abiadura handiko zirkuitu digitaletan seinalearen abiaduran eta iragazketan eragina izan dezaketenak. Efektu horiek arintzeko, diseinatzaileek arreta handiz aztertu behar dituzte abiadura handiko PCB diseinuetan tamaina, kokapen eta bideratze estrategien bidez.