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中心議題:
過(guò)孔的分類(lèi) 過(guò)孔的寄生電容和寄生電感 非穿導(dǎo)孔技術(shù) 普通PCB的過(guò)孔選擇 高速PCB的過(guò)孔設(shè)計(jì)
目前高速PCB 的設(shè)計(jì)在通信、計(jì)算機(jī)基地、圖形圖像處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛認為,所有高科技附加值的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)都在追求低功耗參與水平、低電磁輻射研究與應用、高可靠性關註度、小型化、輕型化等特點(diǎn)溝通協調,為了達(dá)到以上目標(biāo)產業,在高速PCB 設(shè)計(jì)中數字技術,過(guò)孔設(shè)計(jì)是一個(gè)重要因素。它由孔工具、孔周?chē)暮副P(pán)區(qū)和POWER 層隔離區(qū)組成尤為突出,通常分為盲孔、埋孔和通孔三類(lèi)市場開拓。在PCB 設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)對(duì)過(guò)孔的寄生電容和寄生電感分析標準,總結(jié)出高速PCB 過(guò)孔設(shè)計(jì)中的一些注意事項(xiàng)。
1環境、過(guò)孔
過(guò)孔是多層PCB 設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素機製性梗阻,一個(gè)過(guò)孔主要由三部分組成,一是孔廣泛關註;二是孔周?chē)暮副P(pán)區(qū)改造層面;三是POWER 層隔離區(qū)。過(guò)孔的工藝過(guò)程是在過(guò)孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬各項要求,用以連通中間各層需要連通的銅箔大面積,而過(guò)孔的上下兩面做成普通的焊盤(pán)形狀,可直接與上下兩面的線路相通優勢與挑戰,也可不連集成應用。過(guò)孔可以起到電氣連接,固定或定位器件的作用問題分析。過(guò)孔示意圖如圖1 所示迎來新的篇章。
過(guò)孔一般又分為三類(lèi):盲孔、埋孔和通孔。
盲孔情況正常,指位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度聯動,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接各領域,孔的深度與孔徑通常不超過(guò)一定的比率。
埋孔技術特點,指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔的有效手段,它不會(huì)延伸到線路板的表面。
盲孔與埋孔兩類(lèi)孔都位于線路板的內(nèi)層保持競爭優勢,層壓前利用通孔成型工藝完成真正做到,在過(guò)孔形成過(guò)程中可能還會(huì)重疊做好幾個(gè)內(nèi)層發展邏輯。
通孔,這種孔穿過(guò)整個(gè)線路板追求卓越,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔發展機遇。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低舉行,所以一般印制電路板均使用通孔。過(guò)孔的分類(lèi)如圖2 所示。
2習慣、過(guò)孔的寄生電容
過(guò)孔本身存在著對(duì)地的寄生電容記得牢,若過(guò)孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1覆蓋,PCB的厚度為T(mén)服務體系,板基材介電常數(shù)為ε,則過(guò)孔的寄生電容大小近似于:
C =1.41εTD1/(D2-D1)
過(guò)孔的寄生電容會(huì)給電路造成的主要影響是延長(zhǎng)了信號(hào)的上升時(shí)間重要的作用,降低了電路的速度特點,電容值越小則影響越小。
3搶抓機遇、過(guò)孔的寄生電感
過(guò)孔本身就存在寄生電感綠色化發展,在高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中,過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響結論。過(guò)孔的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱旁路電容的作用應用創新,減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。若L指過(guò)孔的電感增幅最大,h是過(guò)孔的長(zhǎng)度具體而言,d是中心鉆孔的直徑,過(guò)孔的寄生電感近似于:L=5.08h[ln(4h/d)+1]
從式中可以看出滿意度,過(guò)孔的直徑對(duì)電感的影響較小奮戰不懈,而對(duì)電感影響大的是過(guò)孔的長(zhǎng)度。
4智慧與合力、非穿導(dǎo)孔技術(shù)
非穿導(dǎo)孔包含盲孔和埋孔規定。
在非穿導(dǎo)孔技術(shù)中,盲孔和埋孔的應(yīng)用範圍和領域,可以極大地降低PCB的尺寸和質(zhì)量取得了一定進展,減少層數(shù),提高電磁兼容性,增加電子產(chǎn)品特色,降低成本完善好,同時(shí)也會(huì)使得設(shè)計(jì)工作更加簡(jiǎn)便快捷促進進步。在傳統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)和加工中供給,通孔會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題。首先它們占居大量的有效空間更高要求,其次大量的通孔密集一處也對(duì)多層PCB內(nèi)層走線造成巨大障礙積極參與,這些通孔占去走線所需的空間,它們密集地穿過(guò)電源與地線層的表面經驗分享,還會(huì)破壞電源地線層的阻抗特性探討,使電源地線層失效。且常規(guī)的機(jī)械法鉆孔將是采用非穿導(dǎo)孔技術(shù)工作量的20倍培養。
在PCB設(shè)計(jì)中共創美好,雖然焊盤(pán)、過(guò)孔的尺寸已逐漸減小高效流通,但如果板層厚度不按比例下降預判,將會(huì)導(dǎo)致通孔的縱橫比增大,通孔的縱橫比增大會(huì)降低可靠性有力扭轉。隨著先進(jìn)的激光打孔技術(shù)調解製度、等離子干腐蝕技術(shù)的成熟,應(yīng)用非貫穿的小盲孔和小埋孔成為可能形式,若這些非穿導(dǎo)孔的孔直徑為0.3mm覆蓋範圍,所帶來(lái)的寄生參數(shù)是原先常規(guī)孔的1/10左右,提高了PCB的可靠性進行培訓。
由于采用非穿導(dǎo)孔技術(shù)科普活動,使得PCB上大的過(guò)孔會(huì)很少,因而可以為走線提供更多的空間應用情況。剩余空間可以用作大面積屏蔽用途很重要,以改進(jìn)EMI/RFI性能。同時(shí)更多的剩余空間還可以用于內(nèi)層對(duì)器件和關(guān)鍵網(wǎng)線進(jìn)行部分屏蔽也逐步提升,使其具有佳電氣性能保護好。采用非穿導(dǎo)孔,可以更方便地進(jìn)行器件引腳扇出組織了,使得高密度引腳器件(如BGA 封裝器件)很容易布線充足,縮短連線長(zhǎng)度,滿足高速電路時(shí)序要求表現。
5異常狀況、普通PCB 中的過(guò)孔選擇
在普通PCB 設(shè)計(jì)中,過(guò)孔的寄生電容和寄生電感對(duì)PCB 設(shè)計(jì)的影響較小的積極性,對(duì)1-4層PCB 設(shè)計(jì)更多可能性,一般選用0.36mm/0.61mm/1.02mm(鉆孔/ 焊盤(pán)/POWER 隔離區(qū))的過(guò)孔較好,一些特殊要求的信號(hào)線(如電源線、地線分析、時(shí)鐘線等)可選用0.41mm/0.81mm/1.32mm 的過(guò)孔至關重要,也可根據(jù)實(shí)際選用其余尺寸的過(guò)孔。
6、高速PCB 中的過(guò)孔設(shè)計(jì)
通過(guò)上面對(duì)過(guò)孔寄生特性的分析表示,我們可以看到,在高速PCB 設(shè)計(jì)中緊迫性,看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)質生產力。為了減小過(guò)孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)的不利影響,在設(shè)計(jì)中可以盡量做到:
(1)選擇合理的過(guò)孔尺寸非常激烈。對(duì)于多層一般密度的PCB 設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)提升行動,選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/ 焊盤(pán)/ POWER 隔離區(qū))的過(guò)孔較好;對(duì)于一些高密度的PCB 也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm 的過(guò)孔科技實力,也可以嘗試非穿導(dǎo)孔開展試點;對(duì)于電源或地線的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗可靠保障;
(2)POWER 隔離區(qū)越大越好規劃,考慮PCB 上的過(guò)孔密度,一般為D1=D2+0.41機製;
(3)PCB 上的信號(hào)走線盡量不換層各項要求,也就是說(shuō)盡量減少過(guò)孔;
(4)使用較薄的PCB 有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數(shù)發力;
(5)電源和地的管腳要就近過(guò)孔優勢與挑戰,過(guò)孔和管腳之間的引線越短越好,因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致電感的增加越來越重要的位置。同時(shí)電源和地的引線要盡可能粗問題分析,以減少阻抗;
(6)在信號(hào)換層的過(guò)孔附近放置一些接地過(guò)孔解決方案,以便為信號(hào)提供短距離回路不負眾望。
當(dāng)然,在設(shè)計(jì)時(shí)還需具體問(wèn)題具體分析交流研討。從成本和信號(hào)質(zhì)量?jī)煞矫婢C合考慮推動並實現,在高速PCB 設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)者總是希望過(guò)孔越小越好順滑地配合,這樣板上可以留有更多的布線空間更加完善,此外,過(guò)孔越小上高質量,其自身的寄生電容也越小精準調控,更適合用于高速電路效高。在高密度PCB設(shè)計(jì)中,采用非穿導(dǎo)孔以及過(guò)孔尺寸的減小同時(shí)帶來(lái)了成本的增加信息化,而且過(guò)孔的尺寸不可能無(wú)限制地減小發展需要,它受到PCB 廠家鉆孔和電鍍等工藝技術(shù)的限制創新內容,在高速PCB 的過(guò)孔設(shè)計(jì)中應(yīng)給以均衡考慮全方位。
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