ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر مشاركة مهارات التصميم
يعد Via أحد المكونات المهمة لثنائي الفينيل متعدد الكلور متعدد الطبقات ، وعادة ما تمثل تكلفة الحفر 30٪ إلى 40٪ من تكلفة تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. ببساطة ، يمكن تسمية كل ثقب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر. من وجهة نظر الوظيفة ، يمكن تقسيم الفتحات إلى فئتين: واحدة تستخدم للتوصيلات الكهربائية بين الطبقات. يستخدم الآخر لإصلاح أو تحديد المواقع. من حيث العملية ، تنقسم الفتحات عموما إلى ثلاث فئات ، وهي الفتحات العمياء ، والطرق المدفونة ، ومن خلال الفياز.
توجد الفتحات العمياء على الأسطح العلوية والسفلية للوحة الدوائر المطبوعة ولها عمق معين. يتم استخدامها لتوصيل خط السطح والخط الداخلي الأساسي. عادة لا يتجاوز عمق الثقب نسبة معينة (فتحة). يشير الثقب المدفون إلى فتحة التوصيل الموجودة في الطبقة الداخلية للوحة الدوائر المطبوعة ، والتي لا تمتد إلى سطح لوحة الدائرة. يوجد النوعان المذكوران أعلاه من الثقوب في الطبقة الداخلية للوحة الدائرة ، ويتم استكمالهما بعملية تشكيل من خلال الثقب قبل التصفيح ، وقد تتداخل عدة طبقات داخلية أثناء تكوين العبور. النوع الثالث يسمى ثقب من خلال ، والذي يخترق لوحة الدائرة بأكملها ويمكن استخدامه للتوصيل البيني الداخلي أو كفتحة تحديد موضع تركيب المكون. نظرا لأن الثقب من خلال أسهل في العملية والتكلفة أقل ، يتم استخدامه في معظم لوحات الدوائر المطبوعة بدلا من النوعين الآخرين من خلال الثقوب. تعتبر الثقوب المذكورة أدناه ، ما لم ينص على خلاف ذلك ، عبر الثقوب.
1. من وجهة نظر التصميم ، يتكون الممر بشكل أساسي من جزأين ، أحدهما هو ثقب الحفر في المنتصف ، والآخر هو منطقة الوسادة حول فتحة الحفر. يحدد حجم هذين الجزأين حجم عبر. من الواضح ، في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة وعالي الكثافة ، يأمل المصممون دائما أنه كلما كان الثقب أصغر ، كان ذلك أفضل ، بحيث يمكن ترك مساحة أكبر للأسلاك على السبورة. بالإضافة إلى ذلك ، كلما كان الثقب أصغر ، السعة الطفيلية الخاصة به. كلما كان أصغر ، كلما كان أكثر ملاءمة للدوائر عالية السرعة. ومع ذلك ، فإن تقليل حجم الثقب يؤدي أيضا إلى زيادة التكلفة ، ولا يمكن تقليل حجم الفتحات إلى أجل غير مسمى. إنه محدود بتقنيات العمليات مثل الحفر والطلاء: كلما كانت الحفرة أصغر ، زاد الحفر كلما استغرق الثقب وقتا أطول ، كان من الأسهل الانحراف عن موضع المركز ؛ وعندما يتجاوز عمق الحفرة 6 أضعاف قطر الحفرة المحفورة ، لا يمكن ضمان أن جدار الثقب يمكن أن يكون مطليا بشكل موحد بالنحاس. على سبيل المثال ، يبلغ سمك (من خلال عمق الثقب) للوحة PCB العادية المكونة من 6 طبقات حوالي 50 مل ، وبالتالي فإن الحد الأدنى لقطر الحفر الذي يمكن أن يوفره مصنعو ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن أن يصل إلى 8 مل فقط.
ثانيا ، السعة الطفيلية للثقب نفسه لها سعة طفيلية على الأرض. إذا كان من المعروف أن قطر فتحة العزل على الطبقة الأرضية من العبر هو D2 ، فإن قطر الوسادة عبر هو D1 ، وسمك لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو T ، ثابت العزل الكهربائي لركيزة اللوحة هو ε ، والسعة الطفيلية للعبر تقريبا: C = 1.41εTD1 / (D2-D1) التأثير الرئيسي للسعة الطفيلية للعبر على الدائرة هو تمديد ارتفاع وقت الإشارة وتقليل سرعة الدائرة. على سبيل المثال ، بالنسبة لثنائي الفينيل متعدد الكلور بسمك 50 مل ، إذا تم استخدام عبر بقطر داخلي 10 مل وقطر وسادة 20 مل ، وكانت المسافة بين الوسادة ومنطقة النحاس الأرضية 32 مل ، فيمكننا تقريب عبر باستخدام الصيغة أعلاه السعة الطفيلية تقريبا: C = 1.41x4.4x0.050x0.020 / (0.032-0.020) = 0.517pF ، تغيير وقت الارتفاع الناجم عن هذا الجزء من السعة هو: T10-90 = 2.2C (Z0 / 2) = 2.2 x0.517x (55/2) = 31.28ps. يمكن رؤيته من هذه القيم ؟؟ أنه على الرغم من أن تأثير تأخير الارتفاع الناجم عن السعة الطفيلية ل Via واحد ليس واضحا ، إذا تم استخدام Via عدة مرات في التتبع للتبديل بين الطبقات ، فلا يزال يتعين على المصمم التفكير بعناية.
3. الحث الطفيلي للفتحات وبالمثل ، هناك محاثات طفيلية جنبا إلى جنب مع السعات الطفيلية في الفتحات. في تصميم الدوائر الرقمية عالية السرعة ، غالبا ما يكون الضرر الناجم عن المحاثات الطفيلية للفتحات أكبر من تأثير السعة الطفيلية. سيؤدي محاثة السلسلة الطفيلية إلى إضعاف مساهمة مكثف الالتفافية وإضعاف تأثير الترشيح لنظام الطاقة بأكمله. يمكننا ببساطة حساب الحث الطفيلي التقريبي ل via بالصيغة التالية: L = 5.08h [ln (4h / d) +1] حيث يشير L إلى محاثة via ، h هو طول via ، و d هو مركز قطر الثقب. يمكن أن نرى من الصيغة أن قطر العبر له تأثير صغير على الحث ، وطول العبر له التأثير الأكبر على الحث. مع الاستمرار في استخدام المثال أعلاه ، يمكن حساب محاثة via على النحو التالي: L = 5.08x0.050 [ln (4x0.050 / 0.010) + 1] = 1.015nH. إذا كان وقت ارتفاع الإشارة هو 1ns ، فإن مقاومتها المكافئة هي: XL = πL / T10-90 = 3.19Ω. لم يعد من الممكن تجاهل هذه المقاومة عندما يمر التيار عالي التردد. يجب إيلاء اهتمام خاص لحقيقة أن المكثف الجانبي يحتاج إلى المرور عبر فتحتين عند توصيل طبقة الطاقة والطبقة الأرضية ، بحيث يتضاعف الحث الطفيلي للعبر.
4. عبر التصميم في ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة. من خلال التحليل أعلاه للخصائص الطفيلية للفتحات ، يمكننا أن نرى أنه في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة ، غالبا ما تجلب الفتحات التي تبدو بسيطة سلبيات كبيرة لتصميم الدوائر. أثر. من أجل الحد من الآثار الضارة الناجمة عن الآثار الطفيلية للفتحات ، يمكن القيام بما يلي في التصميم قدر الإمكان:
1. من جانبي التكلفة وجودة الإشارة ، حدد حجما معقولا من الإضافات. على سبيل المثال ، بالنسبة لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لوحدة الذاكرة المكونة من 6-10 طبقات ، من الأفضل استخدام فتحات 10/20Mil (محفورة / وسادة). بالنسبة لبعض الألواح صغيرة الحجم عالية الكثافة ، يمكنك أيضا محاولة استخدام 8/18Mil. ثقب. في ظل الظروف التقنية الحالية ، من الصعب استخدام فتحات أصغر. بالنسبة للطاقة أو فتحات الأرض ، يمكنك التفكير في استخدام حجم أكبر لتقليل المقاومة.
2. يمكن استنتاج الصيغتين اللتين تمت مناقشتهما أعلاه أن استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور أرق مفيد لتقليل المعلمتين الطفيليتين للعبر.
3. حاول ألا تغير طبقات آثار الإشارة على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أي حاول ألا تستخدم فتحات غير ضرورية.
4. يجب حفر دبابيس الطاقة والأرض في مكان قريب ، ويجب أن يكون الرصاص بين الممر والدبوس قصيرا قدر الإمكان ، لأنها ستزيد من الحث. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون أسلاك الطاقة والأرض سميكة قدر الإمكان لتقليل المقاومة.
5. ضع بعض فتحات المؤرضة بالقرب من فتحات طبقة الإشارة لتوفير أقرب حلقة للإشارة. من الممكن حتى وضع عدد كبير من فتحات الأرض الزائدة عن الحاجة على لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بالطبع ، يجب أن يكون التصميم مرنا. نموذج العبور الذي تمت مناقشته سابقا هو الحالة التي توجد فيها وسادات على كل طبقة. في بعض الأحيان ، يمكننا تقليل أو حتى إزالة منصات بعض الطبقات. خاصة عندما تكون كثافة الفتحات عالية جدا ، فقد يؤدي ذلك إلى تكوين أخدود فاصل يفصل الحلقة في الطبقة النحاسية. لحل هذه المسألة، بالإضافة إلى تحريك موضع المعبر، يمكننا أيضا التفكير في وضع المقطع على الطبقة النحاسية. يتم تقليل حجم الوسادة.