Kapaċità Parassitika u Inductance Parassitika ta 'Via

1. Via

Vias huma wieħed mill-komponenti importanti tal-PCBs b'ħafna saffi, u l-ispiża tat-tħaffir normalment tammonta għal 30 fil-mija sa 40 fil-mija tal-ispiża tal-manifattura tal-PCB. Fi kliem sempliċi, kull toqba fuq il-PCB tista 'tissejjaħ via. Mill-perspettiva tal-funzjoni, il-vias jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji: wieħed jintuża għal konnessjoni elettrika bejn is-saffi; l-ieħor huwa użat għall-iffissar jew il-pożizzjonament ta 'apparati. F'termini ta 'proċess, dawn il-vias huma ġeneralment maqsuma fi tliet kategoriji, jiġifieri vias blind, vias midfuna u vias permezz. Toqob għomja jinsabu fuq l-uċuħ ta 'fuq u ta' isfel tal-bord taċ-ċirkwit stampat u għandhom ċertu fond għall-konnessjoni bejn iċ-ċirkwit tal-wiċċ u ċ-ċirkwit ta 'ġewwa sottostanti. Il-fond tat-toqba normalment ma jaqbiżx ċertu proporzjon (apertura). Toqob midfuna jirreferu għal toqob ta 'konnessjoni li jinsabu fis-saff ta' ġewwa tal-bord taċ-ċirkwit stampat, li ma jestendux għall-wiċċ tal-bord taċ-ċirkwit. Iż-żewġ tipi ta 'toqob ta' hawn fuq jinsabu fis-saff ta 'ġewwa tal-bord taċ-ċirkwit. Qabel il-laminazzjoni, il-proċess tal-iffurmar tat-toqba minn ġo fih jintuża biex jitlesta, u diversi saffi ta 'ġewwa jistgħu jiġu sovrapposti waqt il-formazzjoni tat-toqba minn ġewwa. It-tielet tip jissejjaħ toqba permezz, li tgħaddi mill-bord taċ-ċirkwit kollu u tista 'tintuża biex tirrealizza interkonnessjoni interna jew bħala toqba ta' pożizzjonament ta 'immuntar għal komponenti. Peress li t-toqba permezz hija aktar faċli biex tirrealizza fil-proċess u l-ispiża hija aktar baxxa, il-biċċa l-kbira tal-bordijiet taċ-ċirkwiti stampati jużawha minflok iż-żewġ tipi l-oħra ta 'vias. Il-vias imsemmija hawn taħt, sakemm ma jkunx speċifikat mod ieħor, huma kkunsidrati bħala vias. Mil-lat tad-disinn, via hija magħmula prinċipalment minn żewġ partijiet, waħda hija t-toqba tat-tħaffir fin-nofs, u l-oħra hija ż-żona tal-kuxxinett madwar it-toqba tat-tħaffir, kif muri fil-figura hawn taħt. Id-daqs ta 'dawn iż-żewġ partijiet jiddetermina d-daqs tal-via. Ovvjament, fid-disinn tal-PCB b'veloċità għolja u ta 'densità għolja, id-disinjatur dejjem jittama li iktar ma tkun żgħira t-toqba tal-via, aħjar, sabiex ikun jista' jitħalla aktar spazju tal-wajers fuq il-bord. Barra minn hekk, l-iżgħar it-toqba permezz, l-iżgħar il-capacitance parassita innifsu. Iktar ma jkun iżgħar, aktar ikun adattat għal ċirkwiti ta 'veloċità għolja. Madankollu, it-tnaqqis fid-daqs tat-toqba ġġib ukoll żieda fl-ispiża, u d-daqs tat-toqba permezz ma jistax jitnaqqas b'mod indefinit. Huwa limitat mit-teknoloġija tat-tħaffir u l-kisi: iktar ma tkun żgħira t-toqba, iktar ikun faċli li tittaqqab Aktar ma t-toqba tieħu, iktar ikun faċli li tiddevja mill-pożizzjoni ċentrali; u meta l-fond tat-toqba jaqbeż is-6 darbiet id-dijametru tat-toqba mtaqqba, huwa impossibbli li jiġi żgurat li l-ħajt tat-toqba jista 'jkun miksi b'mod uniformi bir-ram. Pereżempju, il-ħxuna (il-fond tat-toqba) ta 'bord normali tal-PCB 6-saff huwa ta' madwar 50Mil, għalhekk id-dijametru tat-tħaffir li l-manifatturi tal-PCB jistgħu jipprovdu huwa żgħir daqs 8Mil.

It-tieni, il-capacitance parassita tal-via

It-toqba nnifisha għandha capacitance parassita għall-art. Jekk ikun magħruf li d-dijametru tat-toqba tal-iżolament fuq is-saff tal-art huwa D2, id-dijametru tal-via pad huwa D1, il-ħxuna tal-bord tal-PCB hija T, u l-kostanti dielettrika tas-sottostrat tal-bord hija ε , il-kapaċità parassitika tat-toqba tal-via huwa bejn wieħed u ieħor: C=1.41εTD1/(D2-D1) L-impatt ewlieni tal-kapaċità parassitika tal-toqba tal-via fuq iċ-ċirkwit huwa li jtawwal il-ħin ta 'żieda tas-sinjal u jitnaqqas il-veloċità taċ-ċirkwit. Pereżempju, għal bord tal-PCB bi ħxuna ta' 50Mil, jekk tintuża toqba permezz ta' dijametru ta' ġewwa ta' 10Mil u dijametru ta' kuxxinett ta' 20Mil, u d-distanza bejn il-kuxxinett u ż-żona tar-ram art hija 32Mil, allura nistgħu napprossimaw it-toqba permezz tal-formula ta 'hawn fuq Il-kapaċità parassitika hija bejn wieħed u ieħor: C=1.41x4.4x0.{{30 }}50x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, u l-varjazzjoni fil-ħin ta' żieda kkawżata minn din il-parti tal-kapaċità hija: T10-90=2.2C(Z0/2 )=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps. Minn dawn il-valuri, wieħed jista 'jara li għalkemm l-effett tat-tnaqqis fid-dewmien li qed jogħlew ikkawżat mill-kapaċità parassitika ta' via waħda mhix ovvja, jekk il-via tintuża bosta drabi fil-wajers biex jaqleb bejn is-saffi, id-disinjatur xorta jeħtieġ li ikkunsidraha bir-reqqa.

3. Inductance parassita tal-vias

Bl-istess mod, hemm induttanza parassitika kif ukoll kapaċità parassitika fit-toqba permezz. Fid-disinn ta 'ċirkwiti diġitali ta' veloċità għolja, il-ħsara kkawżata mill-induttanza parassitika tat-toqba permezz ta 'spiss hija akbar mill-influwenza tal-kapaċità parassitika. L-inductance tas-serje parassitika tagħha se ddgħajjef il-kontribuzzjoni tal-kapaċitatur tal-bypass u ddgħajjef l-effett ta 'filtrazzjoni tas-sistema kollha tal-enerġija. Nistgħu nużaw il-formula li ġejja biex sempliċement nikkalkulaw l-inductance parassitika approssimattiva ta 'via: () - Linji Gwida tad-Disinn tal-PCB - Dwar Vias fejn L tirreferi għall-inductance tal-via, h huwa t-tul tal-via, u d huwa d-dijametru ta' it-toqba mtaqqba taċ-ċentru. Jista 'jidher mill-formula li d-dijametru tat-toqba tal-via għandu ftit influwenza fuq l-inductance, iżda t-tul tat-toqba tal-via għandu influwenza kbira fuq l-inductance. Għadu tuża l-eżempju ta' hawn fuq, l-inductance tal-via tista' tiġi kkalkulata bħala: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010) 1]=1.015nH. Jekk il-ħin taż-żieda tas-sinjal huwa 1ns, allura l-impedenza ekwivalenti tiegħu hija: XL=πL/T10-90=3.19Ω. Tali impedenza ma tistax tibqa' tiġi injorata meta jkun hemm għaddej kurrent ta 'frekwenza għolja. B'mod partikolari, għandu jiġi nnutat li l-kapaċitatur tal-bypass jeħtieġ li jgħaddi minn żewġ vias meta jgħaqqad is-saff tal-qawwa u s-saff tal-art, sabiex l-inductance parassitika tal-vias jirdoppja. 4. Permezz ta 'disinn f'PCB b'veloċità għolja Permezz tal-analiżi ta' hawn fuq tal-karatteristiċi parassitiċi tal-vias, nistgħu naraw li fid-disinn tal-PCB b'veloċità għolja, vias apparentement sempliċi ħafna drabi jġibu effetti negattivi kbar għad-disinn taċ-ċirkwit. effett.

Sabiex innaqqsu l-effetti ħżiena miġjuba mill-effetti parassitiċi tal-vias, nistgħu nippruvaw nagħmlu l-almu tagħna fid-disinn:

1. Meta wieħed iqis kemm l-ispiża kif ukoll il-kwalità tas-sinjal, agħżel raġonevoli permezz tad-daqs tat-toqba. Pereżempju, għal 6-10 saffi ta 'disinn tal-PCB tal-modulu tal-memorja, huwa aħjar li tuża 10/20Mil (tħaffir/kuxxinett) vias. Għal xi bordijiet ta 'densità għolja u ta' daqs żgħir, tista 'wkoll tipprova tuża 8/18Mil vias. toqba. Taħt il-kundizzjonijiet tekniċi attwali, huwa diffiċli li tuża vias ta 'daqs iżgħar. Għal vias tal-enerġija jew tal-art, ikkunsidra li tuża daqs akbar biex tnaqqas l-impedenza.

2. Miż-żewġ formuli diskussi hawn fuq, jista 'jiġi konkluż li l-użu ta' bord PCB irqaq huwa ta 'benefiċċju biex jitnaqqsu ż-żewġ parametri parassitiċi tal-via.

3. Ipprova ma tibdelx is-saff tat-traċċi tas-sinjal fuq il-PCB, jiġifieri, ipprova ma tużax vias bla bżonn.

4. Il-brilli tal-provvista tal-enerġija u l-art għandhom jittaqqbu permezz ta 'toqob fil-qrib. Iqsar iċ-ċomb bejn it-toqob permezz u l-labar, l-aħjar, minħabba li se jżidu l-inductance. Fl-istess ħin, iċ-ċomb tal-qawwa u l-art għandhom ikunu ħoxnin kemm jista 'jkun biex titnaqqas l-impedenza.

5. Poġġi xi vias ertjati ħdejn il-vias fejn is-sinjal ibiddel is-saffi biex jipprovdi linja mill-qrib għas-sinjal. Huwa saħansitra possibbli li jitqiegħed numru kbir ta 'vias ta' l-art żejda fuq il-PCB. Naturalment, hemm bżonn ta 'flessibilità fid-disinn. Il-mudell tal-via diskuss hawn fuq huwa l-każ fejn kull saff għandu kuxxinett, u xi kultant, nistgħu nnaqqsu jew saħansitra nneħħu l-pads ta 'xi saffi. Speċjalment fil-każ ta 'densità kbira ħafna permezz ta' toqba, jista 'jikkawża slot miksur li jiżola l-linja fuq is-saff tar-ram. Biex issolvi din il-problema, minbarra li ċċaqlaq il-pożizzjoni tal-via, nistgħu nikkunsidraw ukoll li npoġġu l-via fuq is-saff tar-ram. Id-daqs tal-kuxxinett jitnaqqas.