בפאנל מעגלים מודפס מודרני (PCB) עיצוב, דרך הם הגיבורים שאינם קונג המאפשרים קישוריות רב שכבתית. מסלולים זעירים אלה מוליכים מסלולים זעירים המאפשרים אותות לנוע בין שכבות שונות, מה שהופך מעגלים צפופים, ביצועים גבוהים ככל האפשר. עם זאת, הגודל והסוג של דרך השפעה ישירה שני שלבים קריטיים, לעתים קרובות מתחרה, היבטים: יושרה ועלויות ייצור.

סוגי Vias PCB בעיצוב

ויטס מסווגים על ידי עומקם ביחס לשכבות הלוח ועל ידי שיטת קידוח המשמש.כל סוג מציג יתרונות ומגבלות ברורים במונחים של יושרת אות, מניפולציה, ועלות. החלקים הבאים לבחון את הנפוץ ביותר באמצעות סוגים שנמצאו פריסות PCB עכשוויות.

דרך הולי

דרך החור דרך (THVs) הם העורכים המסורתיים של ייצור PCB.הם משתרעים לחלוטין דרך הלוח, מן השכבה העליונה לשכבה התחתונה, והם בדרך כלל נוצרים על ידי קידוח מכני ואחריו שפע נחושת אלקטרו-less. THVs הם פשוטים לייצור ועלויות יעילות עבור עיצובים דלתיים (ברוב) עם זאת, מעצבים לצרוך שטח יקר ערך על כל שכבה וליצור מגדם ארוך שיכול לגרום לרקמות גבוהות של תדרים (בחזרה מהירה) באמצעות תדרים מהירים או ירידה מהירה יותר, תוך שימוש בתדרים מהירים (בדרים).

וריאציות עיוורות

עיוורים דרך לחבר שכבה חיצונית לשכבות פנימיות אחד או יותר מבלי לעבור את כל הלוח. הם נוצרים באמצעות השמנת יתר: שכבות פנימיות נלחצו יחד, ולאחר מכן מקודמות וחתכים לפני השכבות החיצוניות הבאות מלוטשות.תהליך זה מאפשר אותות לעבור בין שכבות סמוכים עם מסלול הרבה יותר קצר מאשר דרך חור באמצעות עיוורון, שיפור אורך, שלמות, ושחרר על פני שטח משותף (אורדמת) אבל הם דורשים מורכבות כפולה (L) אבל הם דורשים מורכבות גבוהה יותר (I) אבל הם דורשים מורכבות (מעלה) אבל הם דורשים מורכבות (מעלה) אבל הם דורשים מורכבות).

קבורה

קבורים באמצעות עיגולים סגורים לחלוטין בתוך השכבות הפנימיות של שבבים מרובי-שכבות. הם בלתי נראים מן פני השטח החיצוניים וממוקמים עם הליטנציה, בדומה לעיוורים באמצעות עיגולים.

מיקרו ויטס

מיקרו דרך הם קטנים מאוד דרך, בדרך כלל עם קוטרים פחות מ 0.15 מ"מ (150 מיקרומטר), והם נוצרים באמצעות תרגיל לייזר ולא ביטים מכניים. הם אבן הפינה של טכנולוגיית HDI, המאפשרים רכיב בסדר-pitch רכיב מאווררים ורצף אולטרה-חושי חייב להיות מחסנים מגנטי יותר מאשר מחסנים מגנטיים יכול להיות מעומקים או מוקרן כדי ליצור חיבורים אנכיים כי הם באופן משמעותי יותר מאשר כל סוג אחר של מהירות גבוהה יותר, 000 יעיל יותר, 000, 000, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000 יעיל יותר, 000.

השפעות ויה על אינטגרity אותות

הממדים הפיזיים של דרך ישירות משפיעים על הטמפרטיקות החשמליות שלה – הכניעה הבלתי מאוישת, אינדוקציה, והתנגדות שמשנים התנהגות אות.כפי שעולה אל טווח הג'יגההרץ, אפילו קטן באמצעות מבנים יכול להציג הפסקות, השתקפות והפסדים.

Capacitance

כאשר עובר דרך מטוס ההתייחסות (כגון שכבת קרקע או כוח), צורות קיבול טפילטיים בין החבית דרך החבית לבין המטוס. הגודל של קיבול זה הוא פרופורציה דרך קוטר ואת עובי של dielectric בין דרך לבין המטוס. גדול יותר דרך מראה קפיקט גבוה יותר, אשר יכול להאט עלייה אותות ופענוח של קמצום, עם קיבול זעיר, שמירה על פני קמציות זעירה, עם קמציות זעירה, עם קמציות.

חינוך פסיכולוגי

כל דרך מציגה סדרה של אינדוקציה שעולה עם אורך וירידה באמצעות קוטר. אות גבוה קידוד רואה את החדירה הזאת כספייק נחיתות, גרימת השתקפות והגבלת רוחב פס.הנתיב הנוכחי דרך דרך דרך גם נושאים: קרקע מונחה גרועה דרך מהירויות גבוהות יותר יכול ליצור לולאה גדולה יותר ניכויים כי להחמיר את ההתערבות אלקטרומגנטית (EMI).

המשך וחזור

שלמות אותות תלויה במידה רבה בשמירה על מכשול אופייני עקבי לאורך נתיב האות. כאשר אות מעבר משכבה אחת לעקב אחר אחר דרך דרך דרך, ההתמדה בדרך כלל משתנה במבנה באמצעות המבנה.ההפסקתיות היא הגדולה ביותר עבור דרך חור דרך כי יש חבית ארוכה ו stub. עיוור ונקבר באמצעות, להיות קצר יותר, לגרום פחות פגום.עבור מהנדסי במהירות גבוהה, להשתמש במהנדסים דרך עיצובים (מתאים) כדי להתאים את המטריה לטווח ארוך (מתאים) כדי לתקן כלים).

שיקולים חד-משמעיים במפורט

מעבר ל parasitics בסיסית, כמה גורמים אחרים משפיעים על איכות האות.אלה כוללים את ניהול באמצעות מגמגמים, השימוש באמצעות גדרות לבידוד, ואת הממשק בין דרך וזוגות שונים.

Via Stub Management

החלק הלא מנוצל של חור דרך מעבר לקשר המטרה - פועל כמבנה של החזר באורך רבע באורך תדרים מסוימים. מעל אותו תדירות מהדהדת, ה- stub יכול לשקף אנרגיה משמעותית בחזרה אל המקור, גורם לאדים באובדן ההשתלה ושחיתות את האות.

Via Fences and Grounding

בעיצובים מעורבים או RF, דרך להציב סביב המטר של מעגלים קריטיים (למשל, אי כוח מסונן או עקבות קידוד גבוה) לפעול כגדר להכיל שדות אלקטרומגנטיים.אלה באמצעות גדרות מורכבים מקרקע מרובות באמצעות חללים מטווח קצר יותר מאשר אחד-עשר של אורך הגל של עניין.

Pair Vias

עבור אותות שונים במהירות גבוהה כגון USB, HDMI, או PCI Express, שני דרך לשאת את הזוג השונה חייב להיות מותאם באורך ומניעה כדי למנוע המרה של סקייושן ונפוץ משותף.זה דורש לעתים קרובות באמצעות מסלולים מעוקלים, לעתים קרובות עם קרקע ממוקם ליד הזוג כדי להחזיר סימטריה נתיב.

עלויות הייצור וגודלי Via

עלות הייצור היא מעצמה ראשונית בייצור PCB, ובאמצעות גיאומטריה היא אחד הגורמים המשפיעים ביותר.נהגי העלות כוללים שיטת קידוח, שפע של מורכבות, אובדן תשואה ובזבוז חומרי.הבנת הנהגים האלה מסייעת למעצבים לקבל החלטות מוקדם בתהליך הפריסה.

שיטות קידוח

קידוח מכני יעיל עבור דרך קוטרים מעל 0.2 מ"מ.זה מהיר, מגובה היטב, וזול יחסית על בסיס חור, במיוחד עבור כרכים גבוהים. עם זאת, כמו דרך קוטרים מתכווץ מתחת 0.2 מ"מ, ביטים מכניים הופכים שבריריים מדי ללבוש במהירות.למטה זה הסף, קידוח לייזר הופך הכרחי.

Aspect Ratio ו-Plating

היחס של היבט דרך - היחס של עובי הלוח לקוטר - קובע את הקושי של תנודה אלקטרו-less נחושת אחידה.עבור חור דרך הפה, היבטים מעל 10:1 הם מאתגרים; הנחושה עשויה לא להתבלט באופן אחיד דרך הבור, המוביל לריקים או חיבורים חלשים.עבור מיקרו באמצעות פיסות, ההיבט נשמר בדרך כלל מתחת 1:1 כי הוא קצר וקצר הוא קצר יחסית הוא איטי של לחץ על ידי לעתים קרובות מוסיף מיקרו-ידי לחץ דם גבוה.

שיעורי תגמול והגנת

דרך קטנה יותר הם רגישים יותר פגמים כגון שפע, פגום, ו debris. קבורה דרך, להיות פנימי, לא ניתן לבדוק באופן ויזואלי, כך כל פגם בשכבת הפנימית lamination יכול לגרד את כל הלוח מאוחר יותר בתהליך. המורכבות הנוספת של לחות נאותה מחזורי קידוח מרובים להפחית את התשואה.

עלויות מסחר ואסטרטגיות אופטימיזציה

היחסים בין סוג ועלויות אינם ליניאריים; זה תלוי בספירת השכבות של הלוח, צפיפות כללית, דרישות ביצועים. ניתוח זהיר של סחר-off יכול לזהות את הכלכלי ביותר באמצעות אסטרטגיה שעדיין עומדת במטרות שלמות אותות.

השוואת עלויות Via Costs

דרך החור דרך הפה הם הבסיס - הם מוסיפים עלות מינימלית לחור מעבר לתהליך המאגד הסטנדרטי.עיוור באמצעות עלייה של כ 10-20% על עיצוב כל-דרך-החור, בעיקר בשל מחזורי ההלמכה הנוספים.

עיצוב כללי יכולת (DFM)

כדי לשלוט בעלויות, מעצבים צריכים לעקוב אחר הנחיות DFM מבוססות.לדוגמה, שמירה על כל דרך החור דרך מעל 0.3 מ"מ מאפשר קידוח מכני, הימנעות עלויות לייזר.הגבלת השימוש בעיוור או קבור באמצעות רק את השכבות האלה שבו הם הכרחיים לחלוטין יכול להפחית את הפחתת הזיהומים של ה-Squaential lamination שלבים. כאשר באמצעות מיקרו באמצעות מיקרו באמצעות מחסנים, הגבלת קוטרים קטנים מאוד רק לשכבות החיצוניות ולהשתמש בסטנדרטים עבור ביצועים פנימיים רבים באמצעות תצורה יכולה להציע באמצעות תצורה נמוכה יותר באמצעות תצורה באמצעות תצורה באמצעות תצורה באמצעות תצורה באמצעות תצורה באמצעות תצורה של קבצים.

שיקולים וטעימים

העלות של באמצעות ייצור מושפע גם מחומר substrate הנבחר. Standard FR-4 הוא קל לקדוח וצלחת. חומרים בעלי ביצועים גבוהים כמו ליהדות אובדן נמוך או חומרים המבוססים על PTFE דורשות קידוח איטי יותר וזהיר יותר, גדל באמצעות עלויות הקשורות.בנוסף, באמצעות חסמים נחושת עבה יותר מגביר את האתגר היחס עבור קטנים באמצעות אסטרטגיה יעילה עלות הוא להשתמש סטנדרטי 4 עבור נפח גדול כדי להגביל את החומר רק כדי להגביל את השכבות גבוהה.

ניסיון מעשי עבור Via Selection

שום אחד באמצעות סוג PCB הוא אופטימלי עבור כל עיצובים.הבחירה הטובה ביותר תלויה תדירות האות של היישום, ספירת שכבה, צפיפות הנדרשת ותקציב. עבור עיצובים מהירים, עיצובים רגישים בעלות פחות משמונה שכבות, דרך חור דרך פרפר הם בדרך כלל מספיק. עבור יישומים לטווח בינוני עד 1-3 GHz, הוספת כמה עיוור דרך סימולציות יכול לשפר את השלמות הזולה ללא עלות גבוהות.

בחירת המתאים באמצעות גודל וסוג הוא חיוני לביצועים PCB תוך ניהול עלויות ייצור.היי דיוקנס, יישומים גבוהים קידוד לעתים קרובות להצדיק את העלויות הגבוהות יותר של מיקרו דרך, בעוד עיצובים פשוטים עשויים להשתמש גדול יותר, דרך חור דרך לחסוך כסף. על ידי הבנת הפיזיקה של התפשטות אותות ואת המציאות של ייצור, מהנדסים יכולים לקבל החלטות מושכלות כי מאזן זהה עם מגבלות תקציב.

(ב) לקריאה נוספת באמצעות עיצוב ואמינות אותות, להתייעץ עם הסטנדרטים של ה-HDIPCFLT:0IPCFelo 1 עבור עיצוב וייצור PCB, במיוחד IPC-2141 עבור אימפולס מבוקר: מאמר טכני יסודי על ידי parasitics זמין מ-FLT:2 All About CirclesFLT 3, ו- Cost Analysis Resources ניתן למצוא דרך LT:4FWayir5: 7Fird:2Fird 7.