Signal Design'da Boyut ve Tiplerin Etkisi ve İmalat Maliyetleri

Modern baskılı devre kurulu (PCB) tasarımı, vias are the unsung kahramanlar that enable multi-katlı interconnection. Bu küçük iletim yolları sinyalleri farklı katmanlar arasında seyahat etmek, yoğun, yüksek performanslı devreler yapmak, ancak yüksek performans ve tür doğrudan iki kritik, sık sık sık rekabet eden, yön ve üretim maliyetine yol açıyor.

PCB Tasarımlarında Vias Türleri

Vias, tahta katmanlarına göre derinlikleri ile kategorize edilir ve kullanılan sondaj yöntemi ile kategorize edilir.Her tür sinyal bütünlüğü, manufacturability ve maliyet açısından farklı avantajları ve kısıtlamalar sunar.

-Hole Vias

Üst katta (THV) geleneksel bir PCB üretimine giriş yapıyor. Her katmanda tamamen uzatıyor ve yüksek frekanslarda yansımaları ortaya çıkarabilirler. Yüksek hızlı veya RF kaplamalar ile birlikte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan uzun süreli yayınlar yaratıyorlar.

Kör Vias

Kör vias, bir dış tabakayı tüm tahtadan geçmeden bir veya daha iç tabakalara bağlar. Bunlar, eksel laminat kullanarak oluşturulur: iç tabakalar birbirine basılır, sonra diğer dış tabakalarda yaygın ve plakalanır.Bu işlem, yüksek çözünürlükte (HDI) tasarımları ile tam bir kayıt ve çok daha kısa sürede geçiş yapmak için sinyalleri sağlar.

Buried Vias

Buried vias tamamen dışlanmış bir PCB'nin iç katmanlarında kapalıdır. Dış yüzeylerden görünmezler ve yüksek frekanslı sinyalleri için mükemmel sinyal bütünlüğü sunarlar.Buried vias are ideal for internal power and signal levels without affecting area. because they have no stubs and are protect by protect by high-frenability results. ancak, sequential laminat süreci ile birlikte gömülüdür.

Micro Vias

Mikro vias çok küçük parçalar, genellikle 0.15 mm (150 μm) daha az çaplar ve mekanik bitlerden daha kısa sürede lazer delmeleri için lazer delmeleri kullanılarak oluşturulur.Onlar, yüksek hızda dijital ve RF uygulamaları için mükemmel bir temel oluşturur ve yüksek hızda elektriksel olarak kontrol edilir ve diğer her türlü daha pahalıya kadar daha pahalıya kadar daha pahalıya kadar kapalı olan ısıtılır.

Signal Integrity üzerindeki Via Boyutlarının Etkisi

Bir via doğrudan elektrik parasitiğini etkiler - istenmeyen kapasitans, indükleme ve sinyal davranışını değiştiren direnç.Geçmiş aralıklara kadar frekanslar yükselirken, küçük yapılar bile imkansızlıkları, yansımaları ve kayıpları ortaya çıkarabilir.

Parasitic Capacitance

Bir via geçiş sırasında referans uçağı (bir zemin veya güç katmanı gibi), bir parasitik kapasitans ve uçak arasındaki ısıtılabilir. Bu kapasitance büyüklüğü, küçük çaplı ve kısa stilleri ile, bu kapasitans arasındaki dielektrik kalınlığında, sinyal bağımlılığını azaltır.

Parasitic Inductance

Her bir tarama, uzun süre artış gösteren ve aralıksız bir dizi giriş sunar. Yüksek frekanslı sinyal bunu en fazla paralel olarak görür, yansımaları ve sınırlı bant genişliği sağlar.Mevcut yol boyunca geri dönüş süresi daha büyük ölçüde azalır, çünkü mevcut akış için zemin kaplama alanı daha olumludur.

Süreklilik ve Geri Dönüş

Signal bütünlüğü, sinyal yolunda tutarlı bir özellik tutmak için ağır bağlıdır. Bir sinyal geçişleri bir katmanda bir başka bir yerde bir ize daha kısa bir şekilde izlenirken, imkansızlık genellikle antipads (önemli ve stiller ile boşluklar) ile modellemek için kullanılır.

SignalCompCompCompComphesations in Detay

Temel parasitics'in ötesinde, diğer birçok faktör sinyal kalitesini nasıl etkilediğine etki eder. Bunlar, dışlanma için çitlerin kullanımı ve çeşitli çiftlerin arasındaki etkileşim.

Via Stub Management

Stub – hedef bağlantının ötesinde bir parça – belirli frekanslarda çeyrek uzunluktaki resonant yapısı olarak hareket eder.Bu ek frekanstan sonra, ub kaynaka doğru önemli enerjiyi yansıtabilir, eksteme kaybına ve hataya yol açar. Back-drilling, PCB'nin plakalı bir şekilde ortadan kaldırır, ikincil bir sondaj işlemi alt taraftan ovuşturucuyu ortadan kaldırır.

Via Tels and Grounding

Karma-signal veya RF tasarımları, kritik devrelerin çevresinin etrafında yerleştirilen parçalar aracılığıyla (örneğin, filtreli bir güç adası veya yüksek frekanslı bir iz) elektromanyetik alanları içeren bir çit olarak hareket eder. Bu çitler birden fazla zeminden oluşur.

Diferansiyel Pair Vias

USB, HDMI veya PCI Express gibi yüksek hızlı diferansiyel sinyalleri için, diferansiyel çiftleri taşımak için çiftin yanında yer alan iki tane daha uzun ve daha sıkı bir dönüşümden kaçınması gerekir.Bu genellikle sıkı bir şekilde uzayan ile birlikte, genellikle çiftin geri dönüş yolunu geliştirmek için bir zemin ile birlikte.

Üretim Maliyetleri ve Via Boyutları

Üretim maliyeti PCB üretiminde birincil bir kısıtlamadır ve geometri aracılığıyla en etkili faktörlerden biridir. Maliyet sürücüleri sondaj yöntemi, kaplama karmaşıklığı, verim kaybı ve malzeme kaybı içerir. bu sürücüler tasarımcılara erken bilgi verme sürecinde karar vermelerine yardımcı olur.

Sondaj Yöntemleri

Mekanik delme yaklaşık 0.2 mm'nin üzerindeki çaplar için etkilidir. Bu eşiğin altında, hızlı ve iyi düşünülmüş bir ekipmandır ve özellikle yüksek hacimler için yüksek hacimli olarak, lazerler yoluyla ısıtılır ve daha sonra da çok kırılgan hale gelir.Bu eşiğin altında, lazer delmenin gerekli hale gelmesi gerekir. Lazer sondaj daha yavaştır ve özel ekipman gerektirir, 2-5 faktöre göre maliyet artar.

Aspect Oran ve Plating

Bir via-the rate of board kalınlığı to demografiye oranı - genellikle 1:1'in altında kalmaksızın, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan mikro geçişler için, yüksek çözünürlükte bulunan bir miktara sahip olmak için, yüksek çözünürlükte bir miktar daha fazla maliyetle sabitlenebilir.

Geri ve Tanımlama Oranları

Küçük viaslar eksik kaplama, yanlış ⁇ ve enkaz gibi kusurları daha hassastır.Buried vias, iç olmak, görsel olarak incelenebilir, böylece iç tabakadaki herhangi bir kusur daha sonra tüm tahtayı kazıyabilir.Bu kuralların eklediği karmaşıklık ve birden fazla sondaj döngüsü verimini azaltır. Kabul edilebilir verimleri korumak için, üreticiler genellikle tiplerle sınırlı tasarım kuralları uygularlar, en az çapı boyunca tahta kalınlığına göre en az çapındaki tabakalar.

Maliyet Ticaret ve Optimizasyon Stratejileri

Tür ve maliyet arasındaki ilişki doğrusal değildir; Kurul'un katmanına, genel yoğunluka ve performans gereksinimlerine bağlıdır. Dikkatli bir ticaret-off analizi hala sinyal bütünlüğü hedeflerine sahip olan strateji ile en ekonomik olarak tanımlanabilir.

Via Costs ile Karşılaştırma

Standart kumaşlama sürecinin ötesinde en az maliyet ekliyorlar. Körler, HDI yapıları ile karşılaştırılabilir% 10-20'ye kadar maliyetin artırılmasına rağmen, özellikle de ekstra laminatların maliyeti nedeniyle, standart bir tasarımla kıyasla iki katına çıkabilirler, genellikle gemideki boşluk boşluk azalırken, birden fazla ısıtılırlar.

Manufacturability (DFM) Kuralları için tasarım

Maliyetleri kontrol etmek için, tasarımcılar DFM yönergelerini takip etmelidirler. Örneğin, tüm delikleri 0.3 mm'nin üzerindekiler boyunca tutmaları, lazer maliyetlerinin düşürülmesine izin verir. Birçok üretici tarafından kullanılan kütüphane dosyaları aracılığıyla verilen en ucuza monte edilen bir yığın için rezervasyon işlemlerinin tamamını kısıtlayabilirler.

Malzeme ve aksesuar

Üretim maliyeti de seçilmiş substrat malzemeden etkilenir. Standart FR-4, küçük parçalar için kullanım ve plakalar için yüksek performanslı malzemeler ve daha yüksek frekanslı ve daha dikkatli kaplamalar gerektirir, kalın bakır folyolar kullanarak, pahalıya yönelik baskı oranını arttırır.

Via Selection için Pratik Rehber

Tek tiple tasarımlar için en iyi seçenek, uygulama sinyali frekansına, katmanı saymasına, gerekli yoğunluklara ve bütçeye bağlıdır. Düşük hızlı, maliyetle hassas tasarımlar için sekiz kattan daha az, on dört I inşaata kadar genellikle yeterli. orta sınıf uygulamalar için, birkaç kör vias ile sinyal bütünlüğü artırılabilir. yüksek hızlı dijital (above 5 GHz) veya RF tasarımları için, mikro-uzun tasarımları için, mikro-uzunluklar ve HDI inşaatı neredeyse zorunlu ve artan maliyet, performans kazanımlarla önlenebilir.

Üretim maliyetlerini yönetmek için uygun boyut ve tipte seçmek, PCB performansını optimize etmek için önemlidir. Yüksek frekanslı uygulamalar genellikle mikro vias daha yüksek maliyetleri haklı çıkarırken, daha basit tasarımları daha büyük, hız yayılımını ve üretim gerçeklerini anlamak için, yüksek frekanslı sinyal bütünlüğüne ilişkin karar verebilir.

Tasarım ve sinyal bütünlüğü ile ilgili daha fazla okuma için, [[Döneticiler Hakkında [Döneticiler: 1) ve PCB tasarımı ve üretimi için, özellikle de kontrol edilen yetersizlik için IPC-2141. Parasitics üzerinden ayrıntılı olarak kullanılabilir. Tüm Devreler Hakkında, ve maliyet analizi kaynakları bulunabilir).