לוחות מעגלים מודפסים של PCB (PCBs) הם עמוד השדרה של כמעט כל מכשיר אלקטרוני מודרני, מסמארטפונים וממחשבים ועד ציוד רפואי ומערכות אוויריות.כפי שתדירות ההפעלה מטפסת ומצטברות דחיסות רכיב, שמירה על שלמות אות נקייה דרך קישורים מורכבים אלה הופכת לאתגר רב-חשיבותי (בין הגורמים הרבים המשפיעים על איכות אותות, באמצעות עיצוב עומד כתורם קריטי להפחתה וכלי רב-עוצמה עבור אותות מכניים) אשר אינם מסוגלים לבחון באופן ישיר את אותם תכונות מכניות (באמצעות זיהויים) או ויזואליות).

הבנה של וריאציות ב- Multi PCBlayers

ויטס הם מבנים חיוניים המאפשרים אותות חשמליים לנוע משכבה אחת של PCB אחד לשני.בלוח רב שכבתי - אשר עשוי להכיל ארבעה, שישה, 10, או יותר שכבות נחושת - דרך להחליף את הקשרים הפשוטים דרך חור המשמש בעיצובים פשוטים יותר.הבנייה הפיזית של דרך בדרך כלל מורכבת מחור מקודמת עם נחושת, יחד עם טבעות גרעין (pads) על כל שכבת חיבור ואנטי-מסוג של המולקולות קצרות (חיבור) על גבי המידות לא מכוון למולקולות) והימנעות מטיפוס על גבי הגמישות קצר של המידות אלה.

סוגי Via Types

מהנדסים יכולים לבחור ממספר מבנים בהתאם למורכבות העיצוב, מגבלות עלות ודרישות מהירות האות:

  • (ב) ,0 דרך-החור דרך אמירות FLT:1 משתרע דרך עובי הלוח כולו, המחבר את כל השכבות, בעוד הפשוטה ביותר לייצור, הם יוצרים מגרעות ארוכות וכובעים טפיליים גדולים, מה שהופך אותם פחות מתאימים לסימנים גבוהים.
  • (ב) ,0)בונד דרך אנדריאספל 1 מחבר שכבה חיצונית לשכבות פנימיות אחת או יותר מבלי לעבור את כל הלוח.הם להפחית את אורך העוקץ ולשפר את איכות האות אך דורשים תהליכי ייצור מורכבים יותר.
  • (FLT:0) שרוף באמצעות sFLT:1 קיים לחלוטין בתוך השכבות הפנימיות, בלתי נראה משטח הלוח.הם מצוינים עבור אותות צפופים ומהירים כי הם ממזערים התערבות עם רכיבים חיצוניים, אבל הם מוסיפים עלות ייצור.
  • (FLT:0MicroviasFLT:1) הם קטנים מאוד דרך (בדרך כלל פחות מ-150 מיקרומטר בקוטר) לעתים קרובות נוצר על ידי קידוח לייזר.הם משמשים בעיצובים של קישוריות גבוהה מאוד (HDI) ומציעים אינדוקציונית מינימלית וקצבה, מה שהופך אותם אידיאליים עבור יישומים גבוהים.

Via Construction and Materials

החומר המוליכים בפסיביות הוא כמעט תמיד נחושת, החל על ידי אלקטרו-פעמי האלקטרו-פלינג ואחריו אלקטרו-לוחיות (בדרך כלל 1–2 אונקיות רגל מרובע) משפיע הן על יכולת ההחלמה הנוכחית והן על ידי עמידות גבוהה של חומר דיאלקטרי סביב דרך - בדרך כלל FR-4, פולימדיד, או מחצות בתדר נמוך - בהשפעת תכונות גבוהות יותר של חומרים נית:

השפעות פרדוקסטיות שהוצגו על ידי Vias

כל דרך מתנהגת כגורם מעגלי קטן ולא רצוי - בעיקר שילוב של הצצה סדרה ושפל של קיבולים.אפקטים הפרציטיים האלה הופכים בעייתיים כאשר אותות עלייה הם קצרים (דיגיטלי מהיר) או כאשר תדירות האות עולה על כמה מאות מגה-הרץ.

המונחים: Inductance

(הופנה מהדף [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1966]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]

Via Capacitance

(ה) בפרשת ה[[המאה ה-20]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

ההשפעה של Via Stubs

(ב) באמצעות stub הוא החלק הלא בשימוש של חור דרך זה משתרע מעבר לשכבה שבו מעברי האות. זה פועל כמו קו שידור פתוח-circuit, גרימת השתקפות בתדרים שבהם אורך הזווית שווה רבע אורך גל.עבור אותות מהירות גבוהה (למשל, 10 Gbps ולמעלה), גמגמים יכולים לגרום לאובדן חזק תדירות חמור ואובדן מחדש כי לא ניתן להסיר את הגרסאות המהירות של 1Fed לאחר מכן (למשל, 000) עבור תכונות מהירות גבוהה של חומרים קצרים (למשל, כלומר, 000) עבור חומרים מהירים יותר (למשל, 10 Gbps) או ירידה מהירה יותר (מהירות גבוהה של חומרים קצרים (למשל, 10 Gbps) עבור תכונות מהירות גבוהה של חומרים קצרים יותר) עבור חומרים קצרים יותר (למשל, 10 Gbps) או יותר (למשל, מעל פני מהירות גבוהה של חומרים מהירים יותר) עבור תכונות מהירות גבוהה של חומרים קצרים (מהירות גבוהה של חומרים מהירים יותר (מהירות גבוהה של חומרים מהירים יותר) עבור תכונות מהירות גבוהה של חומרים קצרים (מסוג של חומרים קצרים (מסוג של חומרים קצרים (מפרק גבוה של חומרים קצרים (למשל, 10 Gbps) עבור ריצוף גבוה של חומרים קצרים (למשל, מעל), ריצוף גבוה של חומרים קצרים).

אתגר האינטגרליות של אותות הנגרמים על ידי Vias

החדירה הטפילית וההתעצמות של דרך מתבטאת כבעיות של יושרה אותות קונקרטיים שיכולים לפגוע בביצועים של עיצוב.מהנדסים חייבים לזהות כיצד נושאים אלה מופיעים בסימולציות ומדידות.

אותות ומניעה

שלמות אותות מסתמכת על אימפולס מבוקר לאורך כל הדרך מנהג למקבל.כאשר דרך להפריע לקו השידור - שינוי הגיאומטריה הבין-ממדית שלו - ההתמדה המיידית של הנקודה שונה מהנחישות של עקבות.העיוות הזה גורם השתקפות חלקית של אנרגיית האות, אשר מפיץ בחזרה אל המקור ועלול לגרום לצלצול, overshooting, או שקרי באמצעות השתקפות של קודר, יכול להיות שימוש בדגם או קידוד, כמו קידוד, או שימוש ב- ACC.

קרוסדור בין וייז

(וינס ממוקמים יחד יכול ליצור אנרגיה באמצעות אינדוקציה הדדית וכניעה, במיוחד אם הם נושאים אותות מהירים או גבוהים של slew-rate.the Near-end ו-end crosstalk בין דרךs יכול לעלות על כך בין עקבות מקבילים בשל האופי תלת-ממדי של ההפיכה.בעיצובים צפופים, באמצעות רשתות שונות עשוי לשתף את אותו חומר ניקוי מהיר, עלייה של בין מנגנונים קו רוחביים (F) באמצעות מנגנונים מקבילים (מסמך אותות) על פני מקיפים של מנגנונים מנגנונים מנגנונים מקיפים: מנגנונים מנגנונים מנגנונים מקיפים).

אלקטרומגנטי הבין-לאומית (EMI)

ויאס PCB יכול לפעול כמו אנאנטנות לא מכוון, קרינה אנרגיה אלקטרומגנטית.הלאה שנוצרת על ידי האות דרך ואת נתיב החזרה הקרוב ביותר שלה (בדרך כלל קרקע דרך או קיבול למטוס סמוך) יוצרת לולאה קטנה.יעילות הקרינה עולה עם אזור הלולאהט ואת תדירות האות. Common EMI כוללים בדיקות רגולטוריות כושלות או הפרעה עם מעגלים רגישים קרובים.

אסטרטגיות עיצוב למזער בעיות אות מותאמות

עם הבנה מוצקה של הבעיות, מהנדסים יכולים ליישם טכניקות מוכחות כדי לשמור על שלמות האות באמצעות קישורים רב שכבתיים.אסטרטגיות הבאות להתמודד באמצעות גיאומטריה, מיקום, אפשרויות ייצור מתקדמות.

אופטימיזציה של Via Geometry

מידות PCB דרך - מדפס, גודל כריה, ו- Antipad צלולות - ישירות לשלוט פרמטרים parasitic L ו- C. נקודת התחלה טובה היא להשתמש הקטן ביותר באמצעות קוטר כי המארג יכול לייצר, כמו קטן יותר דרך בדרך כלל יש יותר קיבול נמוך יותר (למרות ש inductance עשוי להגדיל את ה-HD) אבל לא מתאים מספיק.

מקום ואומץ

מיקום אסטרטגי של דרךs יכול להפחית באופן משמעותי את ההשפלה של אות. להימנע הצבת דרך ליד הקצוות של לוחות או ליד עקבות מהירות אחרים.בכל פעם אפשרי, להוסיף קרקע דרך כל אות על ידי לספק נתיב החזרה נמוך; זה יעיל במיוחד כאשר מעבר אותות בין שכבות. עבור זוגות שונים, שני עקבות של זוג צריך לעבור באותו המיקום (paired דרך) כדי לשמור על פערים שונים או למנוע אותות מעבר זה על פני זרם גבוה, כמו גם על פני זרם חשמלי, כמו גם על פני כוחות.

Back-Drilling ו-Via Stub Reduction

עבור עיצובים הפועלים מעל 1 GHz, back-drilling (נקרא גם קידוח מעמיק) נדרש לעתים קרובות.התהליך משתמש קצת תרגיל גדול יותר כדי להסיר את נחושת בלתי בשימוש מן ה- stub, משאיר רק את החלק הדרוש עבור נתיב האות בפועל. Back-drilling להפחית את ה-resonance noch ולשפר את אובדן על ידי חיסול של ציפוי של ציפוי ועומס מסוים של שימוש ב-iFreveretexreatives במהירות גבוהה יש צורך לקחת בחשבון את העלות המדויקת של עיבוד מהיר זה.

טכניקות הגנה והגנתיות

הקרקע דרך משחק תפקיד כפול: הם קצרים יחד מטוסים קרקעיים כדי לשמור על התייחסות נמוכה-הסרה והם מגנים אותות דרך אחד מהשני.למצת טבעת של קרקע באמצעות אות במהירות גבוהה דרך (באמצעות תמימות או קואקסי באמצעות מבנה) יכול להפחית את צלב ו- EMI.הלח בין הקרקע דרך λ/20 ברמה הגבוהה ביותר של תדירות של פעולה עם קומפוזה יעילה על ידי אותו פרקיקטים, כמו גם על ידי ריצוף יחיד.

מבנה ויהווי מתקדם

כאשר צפיפות וביצועים הביקוש יותר, מהנדסים יכולים להשתמש מתקדם באמצעות טכנולוגיות.מיקרו-הנדס (החלים על ידי מסלולים ⁇ 0.15 מ"מ) מציעים את הטמפרטיקות הקטנות ביותר והם בדרך כלל מחסנים או מסולקים בעיצובים HDI.V-in-pad (VIP) מציב דרך ישירות בתוך מפלט נמכר של רכיב, צמצום אורך routing ו- ductance כדי לאפשר מבנים מתאימים (V) או הפעלה מלאה של ה-Ver (Vicer) באופן מלא (Vic) באופן קבוע (Vicer) הוא צורך לבצע באופן מלא (Vicer) באופן מלא (Vicer) באופן מלא (Vicer) באופן מלא (V) באופן ישיר באמצעות , כולל שימוש מלא (Vicercretrated) כולל שימוש מלא (Vicer) כולל שימוש באופן מלא (VF) כולל שימוש מלא (VF) באופן מלא (Vicive) באופן מלא (Vicive) באופן מלא (VF) הוא צורך לבצע באופן ישיר בתוך מדף משותף (VF) כולל שימוש מלא (VF) באופן ישיר באמצעות קופסיבי) כולל שימוש מלא (VicOSF) כולל שימוש מלא (V1.

סימבול ואימות של ביצועי ויה

אפילו כללי העיצוב הטובים ביותר עשויים לא להבטיח שלמות אות עבור עיצובים חדשים או קיצוניים.כלים לסימולציה מאפשרים למהנדסים למודל באמצעות 3D, לחלץ S-parameters, ולהדגים השפעות לפני ההיווצרות.

3D אלקטרומגנטי Simulation

תוכנה כגון Ansys HFSS, CST Studio Suite, או Keysight ADS יכולה ליצור מודל גלי מלא של מעבר.מודל כולל את דרך החבית, החבובות, ה- Antipads, מטוסים סמוכים, ואת הערימה הדיאלקטרית-up. כלים אלה למקם את פרופיל האימפולסיבי, אובדן ההחזרה, ומחולל מעל טווח תדר רחב.

עידוד וידוי ואובדן

מעבר לסימולציה, אימות פיזי חשוב.זמן-דומיין רפמטריה (TDR) יכול למדוד את הדחף של קו שידור ברזולוציה של picoII, גילוי הפסקות. מדידות של Frequency-domain באמצעות מנתח רשת וקטור (VNA) לספק S-parameters כי לכמת אובדן הוספת והפסדים חוזרים.

מסקנה

עיצוב Via אינו השתקפות בפיתוח רב-שכבת; זהו גורם עיקרי בקביעת האם עיצוב יעבוד באופן אמין במהירויות גבוהות.התמדה הטפילית וההתקוות של דרך השתקפות, דיבור, ו-EMI שיכולה להמשיך לשחית אותות בתעשייה ולהגדיל את שיעורי הגמישות מאחורי השפעות אלה וליישם אסטרטגיות עיצוב מכוונים - כגון באמצעות גודל, ביטול דחיסות, או נפיחות דרך אותנטיות מתקדמת, כגון הדבקה של תפקוד באמצעות תצורה של תפקוד באמצעות תצורה של תפקודים, או הגדלת רמות הפעלה.