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Pourquoi devons-nous employer par l'intermédiaire de en la carte PCB ? Et sa capacité parasite et inductance parasite

Conception de carte PCB de Tag#, carte PCB multicouche, carte PCB haute densité d'interconnexion

Trous de carte PCB

Par l'intermédiaire de est une des parts importantes de carte PCB multicouche, et le coût de perçage explique habituellement 30% 40% du coût de fabrication de carte PCB. Brièvement, chaque trou dans la carte PCB peut s'appeler l'a par l'intermédiaire de. Du point de vue de la fonction, le trou

peut être divisé en deux catégories : un est employé pendant que la connexion électrique entre les couches, l'autre est employée en tant que la fixation ou positionnement du dispositif. Ces trous sont généralement divisés en trois types, savoir trou borgne (sans visibilité par l'intermédiaire de), trou enterré (enterré par l'intermédiaire de) et par le trou (par l'intermédiaire de).

1,1 composition des trous

Le trou borgne est trouvé sur le fond supérieur et de la carte électronique et a une certaine profondeur pour la connexion entre la ligne extérieure et la ligne intérieure ci-dessous. La profondeur du trou habituellement ne dépasse pas un certain rapport (ouverture). Le trou enterré est un trou se reliant situé dans la couche intérieure de la carte électronique, qui ne se prolonge pas la surface de la carte.

Les deux genres ci-dessus de trous sont situés dans la couche intérieure de la carte. La formation du processus traversant de trou est employée avant la stratification, et plusieurs couches intérieures peuvent être recouvertes faites pendant la formation du trou traversant.

Le tiers s'appelle un trou traversant, qui traverse la carte entière. Il peut être employé pour relier ensemble intérieurement ou comme trou d'emplacement d'installation pour des composants. Puisqu'il est plus facile réaliser le trou traversant et le coût est bas, il est employé dans des la plupart des cartes électronique au lieu des autres deux. Les trous mentionnés suivants, sans instructions spéciales, sont considérés aussi par des trous.

Du point de vue de conception, un trou se compose principalement de deux parties, une est le trou moyen (forage), l'autre est le secteur de protection autour du trou, voient ci-dessous. La taille de ces deux pièces détermine la taille du trou. Clairement, dedans

la conception ultra-rapide et haute densité de carte PCB, concepteurs veulent toujours les trous plus plus est petit le meilleur, de sorte qu'il puisse laisser le cblage de l'espace sur le conseil.

En outre, plus le trou est petit, le inférieur sa propre capacité parasite, et plus approprié aux circuits ultra-rapides. La réduction de la taille de trou provoque l'augmentation du coût, et la taille du trou ne peut pas être réduite sans restriction. Elle est limitée par la technologie du forage et de la galvanoplastie et ainsi de suite.

Plus le trou est petit, plus il dure pour forer le trou, et plus il est de dévier de la position centrale facile ; et quand la profondeur du trou dépasse 6 fois le diamètre du trou, il ne peut pas garantir que le mur de trou peut être uniformément de cuivre plaqué. Maintenant, par exemple, l'épaisseur normale d'une carte PCB (profondeur de trou traversant) est 1.6mm, ainsi le diamètre minimum du trou fourni par le fabricant de carte PCB peut seulement atteindre 0.2mm.

1,2 capacité parasite de Vias

Par l'intermédiaire de se a la capacité parasite la terre. L où on le sait que le diamètre du trou de isolement sur la couche au sol est D2, le diamètre du par l'intermédiaire de la protection est D1, l'épaisseur de la carte PCB est T, la constante diélectrique du substrat est ε, puis la vallée de la capacité parasite par le trou est approximativement comme suit :

C=1.41εTD1/(D2-D1).

L'effet principal de la capacité parasite par le trou est de prolonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit. Par exemple, un panneau de carte PCB avec la distance de 50 mils profondément, si vous employez a par l'intermédiaire de avec le diamètre de protection du diamètre 10mil intérieur et de 20 mils, 32 mils entre la protection et le secteur de cuivre au sol, puis nous peut approximativement obtenir la capacité parasite du par l'intermédiaire de par la formule ci-dessus : C=1.41 x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020) =0.517pF. La quantité variable de la présente partie de la capacité provoquée par le temps de montée est : T10-90=2.2 C (Z0/2)=2.2 x0.517x (55/2)=31.28 picoseconde.

De ces valeurs, il peut voir que bien que l'utilité du retard de montée provoqué par la capacité parasite d'un simple par l'intermédiaire de ne soit pas évidente, le concepteur devrait le prendre en compte qui si les vias multiples sont employés entre les couches.

1,3 inductance parasite de Vias

Sans compter que la capacité parasite, il y a inductance parasite en même temps par des vias. Dans la conception du circuit numérique grande vitesse, le mal provoqué par l'inductance parasite par le trou est souvent plus grand que celui de la capacité parasite. Son inductance parasite de série affaiblit la contribution de la capacité de by-pass et affaiblit l'utilité de filtrage du système entier d'alimentation d'énergie. Nous pouvons employer la formule suivante pour calculer simplement une inductance parasite approximative de par l'intermédiaire de :

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

Par l'intermédiaire de l où L se rapporte l'inductance du, h la longueur du par l'intermédiaire de, d le diamètre du par l'intermédiaire de. Il peut voir de la formule que le diamètre du par l'intermédiaire de exerce peu d'effet sur l'inductance, mais le plus grand effet sur l'inductance est la longueur du par l'intermédiaire de. Utilisant toujours l'exemple ci-dessus, il peut calculer que l'inductance du par l'intermédiaire de est : L=5.08 x0.050 [ln (4x0.050/0.010) 1] =1.015 NH. Quand le temps de montée du signal est 1 NS, l'impédance équivalente est : XL=πL/T10-90=3.19Ω. Une telle impédance ne peut pas être ignorée dans le passage du courant haute fréquence. En particulier, la capacité de by-pass doit passer par deux vias en reliant la couche de puissance et la couche au sol, de sorte que l'inductance parasite des vias augmente exponentiellement.

1,4 conception de par l'intermédiaire de en carte PCB grande vitesse

De l'analyse ci-dessus des caractéristiques parasites des vias, nous pouvons voir cela dans la conception de la carte PCB grande vitesse, apparemment le simple par l'intermédiaire de souvent apporte de grands effets négatifs la conception du circuit. Afin de réduire l'effet inverse de l'effet parasite du par l'intermédiaire de, nous pouvons essayer de le faire dans la conception comme suit :

1) Vu le coût et la qualité du signal, choisissez une taille raisonnable pour le vas. Comme la conception de carte PCB de module de mémoire de la couche 6-10, 10/20 mil (perçage/protection) par l'intermédiaire de est meilleur ; pour un certain conseil de petite taille haute densité, vous pouvez également essayer d'employer 8/18 mil par l'intermédiaire de. Actuellement, puisque les foreuses de laser sont utilisées dans la fabrication, il est possible d'employer des trous plus de petite taille dans des conditions techniques. Pour par l'intermédiaire de l'alimentation d'énergie ou du fil de masse, un plus de grande taille peut être considéré

pour réduire l'impédance.

• Des deux formules discutées ci-dessus, il peut conclure qu'utilisant la carte PCB de diluant un plat est salutaire pour réduire les deux paramètres parasites du par l'intermédiaire de.
• Les lignes sur le conseil aussi loin que possible ne changent pas la couche, c.--d., essayez de ne pas employer des vias inutiles.
• La goupille de l'alimentation d'énergie et de la terre devrait être forée bord tout près, plus le fil de connexion entre par l'intermédiaire de et la goupille est court, plus le meilleur, parce qu'ils mèneront l'augmentation de l'inductance. En même temps, le fil de connexion de la puissance et la terre devraient être aussi épais comme possible de réduire l'impédance.
• Placez quelques vias moulus près des vias du secteur de changement de couche de signal afin de fournir la boucle la plus proche pour le signal. Même un grand nombre de vias fondants superflus peuvent être placés sur le panneau de carte PCB. Naturellement, la conception doit également être flexible. Par l'intermédiaire du modèle a discuté est plus tôt que chaque couche a des protections, et parfois nous pouvons réduire la taille ou même enlever les protections de quelques couches. Particulièrement dans le cas de la haute densité de par l'intermédiaire de secteurs, elle peut mener la formation d'une fente cassée dans la couche de cuivre avec une boucle de séparation. Afin de résoudre le problème, en plus du déplacement par l'intermédiaire de la position, nous pouvons également envisager de réduire la taille de protection de la couche de cuivre.

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