Blog de PCB - A través de agujeros en PCB

El orificio eS uno de loS componentes importantes de la película multicapa PCB Board,El costo de perforación suele representar entre el 30% y el 4.0% del costo de perforación.PCB Board Producción. En pocas palabras,Cada agujero en un PCB se puede llamar a través del agujero.

1.Desde el punto de vista de la función,el orificio puede dividirse en dos tipos:

Se utiliza como conexión eléctrica entre capas;

Para fijar o localizar equipos.

En cuanto a la tecnología, estos agujeros se dividen generalmente en tres categorías, a saber, a través de agujeros ciegos, a través de agujeros enterrados y a través de agujeros.

Los agujeros ciegos se encuentran en las superficies superior e inferior de una placa de circuito impreso y tienen cierta profundidad,se utilizan para conectar los circuitos de superficie y los circuitos internos inferiores,y la profundidad de los agujeros no suele exceder de una determinada relación (diámetro).

El orificio enterrado se refiere al orificio de conexión situado en la capa interna de la placa de circuito impreso, que no se extiende a la superficie de la placa de circuito. Los dos tipos de agujeros se encuentran en la capa interna de la placa de circuito y se realizan mediante un proceso de formación a través de agujeros antes de la laminación. Durante la formación del orificio,varias capas internas pueden superponerse.

El tercer tipo,llamado a través del agujero, penetra a través de todo el tablero de circuitos y puede ser utilizado para la interconexión interna o como un agujero de localización de montaje para un componente. La mayoría de las placas de circuitos impresos lo utilizan en lugar de los otros dos a través de agujeros,ya que es más fácil de realizar y de menor costo durante el procesamiento. A menos que se especifique otra cosa, los orificios mencionados a continuación se considerarán orificios.Desde el punto de vista del diseño, el orificio se compone principalmente de dos partes, una parte es el agujero de perforación en el Centro, la otra es la zona de la almohadilla alrededor del agujero de perforación, como se muestra en la siguiente figura. El tamaño de las dos secciones determina el tamaño del orificio. Obviamente, en el diseño de PCB de alta velocidad y alta densidad,los diseñadores siempre quieren que el orificio sea lo más pequeño posible, lo que puede dejar más espacio de cableado en el tablero. Además, cuanto más pequeño es el orificio, menor es la Capacitancia parasitaria,y más adecuado es el circuito de alta velocidad. Sin embargo, la reducción del tamaño del agujero también conduce a un aumento del costo, y el tamaño del agujero no puede reducirse indefinidamente. Está limitado por la tecnología de perforación y galvanoplastia: cuanto más pequeño es el agujero, más agujeros se perforan, más tiempo se tarda, más fácil es desviarse del Centro; Cuando la profundidad del agujero es 6 veces mayor que el diámetro del agujero, no se puede garantizar el recubrimiento uniforme de cobre en la pared del agujero. Por ejemplo, el espesor (profundidad del orificio) de una placa de PCB de 6 capas es de aproximadamente 50 milímetros, por lo que el diámetro del orificio proporcionado por el fabricante de la placa de PCB sólo puede alcanzar los 8 milímetros.

2.La Capacitancia parasitaria a través del agujero tiene Capacitancia parasitaria al suelo. Si se sabe que el diámetro del agujero de aislamiento a través del agujero es D2,el diámetro de la almohadilla de soldadura a través del agujero es D1,y el espesor de la placa de PCB es T, la constante dieléctrica del sustrato de la placa es Isla μ,La Capacitancia parasitaria a través del agujero es similar a: C=1.41 μ td1 / (D2 - D1).El efecto principal de la Capacitancia parasitaria a través del agujero en el circuito es prolongar el tiempo de subida de la señal y reducir la velocidad del circuito.

Por ejemplo, para una placa de PCB de 50 milímetros de espesor, si se utiliza un orificio con un diámetro interior de 10 milímetros y un diámetro de almohadilla de 20 milímetros, y la distancia entre la almohadilla y el área de cobre de puesta a tierra es de 32 milímetros,el orificio puede calcularse aproximadamente mediante la fórmula anterior.Capacitancia parasitaria áspera:

C = 1.41 x 4.4 x 0050 x 0020 / (0032 - 0020) = 0517 PF,

Los cambios en el tiempo de subida causados por esta parte de la Capacitancia son los siguientes:

T10 - 90 = 2,2c (Z0 / 2) = 2,2 X 0517 X (55 / 2) = 31,28 ps.

A partir de estos valores, se puede ver que, aunque el efecto de aumento y retraso causado por la Capacitancia parasitaria de un solo orificio no es obvio,el diseñador debe considerar cuidadosamente si el orificio se utiliza varias veces en la trayectoria para cambiar entre capas.

3.La Inductancia parasitaria a través del agujero existe de manera similar con la Inductancia parasitaria a través del agujero. En el diseño de circuitos digitales de alta velocidad, el daño causado por la Inductancia parasitaria a través del agujero es a menudo mayor que el efecto de la Capacitancia parasitaria. Su Inductancia parasitaria en serie debilitará la contribución del condensador de derivación y reducirá el efecto de filtrado de todo el sistema de energía. Podemos calcular fácilmente la Inductancia parasitaria aproximada a través del agujero con la siguiente fórmula: L = 5.08h [ln (4H / d) + 1]

Donde l es la Inductancia del orificio, H es la longitud del orificio y D es el diámetro del agujero central.De la fórmula se puede ver que el diámetro del orificio tiene poca influencia en la Inductancia, pero la longitud del orificio tiene influencia en la Inductancia. Todavía usando el ejemplo anterior,l a Inductancia a través del agujero se puede calcular como: L=5.08x0050 [ln (4x0050 / 0010) + 1] = 1.015nh.Si el tiempo de subida de la señal es de 1 ns, su impedancia equivalente es XL = L / T10 - 90 = 3.19 isla).Cuando la corriente de alta frecuencia pasa,esta impedancia ya no puede ser ignorada.Tenga en cuenta que al conectar la capa de alimentación y la capa de tierra, el condensador de derivación necesita pasar a través de dos agujeros para multiplicar la Inductancia parasitaria a través de los agujeros.

4.A través del análisis de las características parasitarias de los agujeros en el diseño de PCB de alta velocidad, se puede ver que el diseño de PCB de alta velocidad, aparentemente simple a través de agujeros a menudo traerá mucho al diseño del circuito. Efectos negativos.Con el fin de reducir los efectos adversos causados por el efecto parasitario a través del agujero,usted puede tratar tanto como sea posible en el diseño:

Teniendo en cuenta el costo y la calidad de la señal, se selecciona un orificio de tamaño razonable. Por ejemplo, para el diseño de PCB de módulos de memoria de 6 - 10 capas, es mejor perforar 10 / 20 mils (perforación / almohadilla). Para algunos circuitos pequeños de alta densidad, también se puede tratar de utilizar 8 / 18 mils. A través del agujero. En las condiciones técnicas actuales, es difícil utilizar agujeros más pequeños.Para el paso de la fuente de alimentación o de la tierra, considere el uso de un tamaño más grande para reducir la impedancia.

De las dos fórmulas discutidas anteriormente se puede concluir que el uso de placas de PCB más delgadas es beneficioso para reducir los dos parámetros parasitarios a través del agujero.

Trate de no cambiar la capa de traza de señal en el PCB,es decir,trate de no usar agujeros innecesarios.

La fuente de alimentación y los pines de puesta a tierra deben estar lo más cerca posible del agujero de perforación. Cuanto más corto sea el plomo entre el orificio y el pin,mejor,ya que aumenta la Inductancia. Al mismo tiempo, los cables de alimentación y puesta a tierra deben ser lo más gruesos posible para reducir la impedancia.

5.Colocar algunos fundamentados A través del agujero Cerca del agujero en la capa de cambio de señal,se proporciona una ruta de retorno corta para la señal.Incluso se pueden colocar varios agujeros redundantes de tierra en PCB.Por supuesto,Diseño también necesita flexibilidad.En el caso de que cada capa tenga almohadillas de soldadura, el modelo de perforación se discute anteriormente,A veces,Podemos reducir o incluso eliminar algunas capas de almohadillas.Especialmente cuando la densidad de poros es muy alta,Puede causar la formación de interruptores en la capa de cobre. Para resolver el problema,Además de mover la posición a través del agujero, También podemos considerar la colocación de agujeros a través de la capa de cobre. Reducción del tamaño de la almohadilla PCB Board.