परजीवी समाई और के माध्यम से परजीवी अधिष्ठापन

1. के माध्यम से

वीआईएस बहुपरत पीसीबी के महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं, और ड्रिलिंग की लागत आमतौर पर पीसीबी निर्माण की लागत का 30 प्रतिशत से 40 प्रतिशत तक होती है। सीधे शब्दों में कहें तो पीसीबी के हर छेद को वाया कहा जा सकता है। फ़ंक्शन के दृष्टिकोण से, वायस को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एक का उपयोग परतों के बीच विद्युत कनेक्शन के लिए किया जाता है; दूसरे का उपयोग उपकरणों की फिक्सिंग या स्थिति के लिए किया जाता है। प्रक्रिया के संदर्भ में, इन vias को आम तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, अर्थात् अंधा व्यास, दफन व्यास और व्यास के माध्यम से। ब्लाइंड छेद मुद्रित सर्किट बोर्ड की ऊपरी और निचली सतहों पर स्थित होते हैं और सतह सर्किट और अंतर्निहित आंतरिक सर्किट के बीच संबंध के लिए एक निश्चित गहराई होती है। छेद की गहराई आमतौर पर एक निश्चित अनुपात (एपर्चर) से अधिक नहीं होती है। दबे हुए छेद मुद्रित सर्किट बोर्ड की आंतरिक परत में स्थित कनेक्शन छेद को संदर्भित करते हैं, जो सर्किट बोर्ड की सतह तक नहीं बढ़ते हैं। उपरोक्त दो प्रकार के छेद सर्किट बोर्ड की भीतरी परत में स्थित होते हैं। लेमिनेशन से पहले, थ्रू-होल बनाने की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए उपयोग किया जाता है, और थ्रू-होल के गठन के दौरान कई आंतरिक परतों को ओवरलैप किया जा सकता है। तीसरे प्रकार को छेद के माध्यम से कहा जाता है, जो पूरे सर्किट बोर्ड से गुजरता है और इसका उपयोग आंतरिक इंटरकनेक्शन या घटकों के बढ़ते पोजिशनिंग छेद के रूप में किया जा सकता है। चूंकि प्रक्रिया में छेद के माध्यम से महसूस करना आसान होता है और लागत कम होती है, अधिकांश मुद्रित सर्किट बोर्ड अन्य दो प्रकार के वायस के बजाय इसका उपयोग करते हैं। नीचे दिए गए वायस, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, वायस के रूप में माना जाता है। डिज़ाइन के दृष्टिकोण से, एक थ्रू मुख्य रूप से दो भागों से बना होता है, एक बीच में ड्रिल छेद होता है, और दूसरा ड्रिल छेद के आसपास का पैड क्षेत्र होता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। इन दो भागों का आकार वाया के आकार को निर्धारित करता है। जाहिर है, हाई-स्पीड, हाई-डेंसिटी पीसीबी डिजाइन में, डिजाइनर हमेशा उम्मीद करते हैं कि वाया होल जितना छोटा होगा, उतना ही बेहतर होगा, ताकि बोर्ड पर अधिक वायरिंग स्पेस छोड़ा जा सके। इसके अलावा, छेद के माध्यम से जितना छोटा होगा, स्वयं की परजीवी समाई उतनी ही छोटी होगी। यह जितना छोटा होता है, यह हाई-स्पीड सर्किट के लिए उतना ही उपयुक्त होता है। हालाँकि, छेद के आकार में कमी से लागत में वृद्धि भी होती है, और छेद के आकार को अनिश्चित काल तक कम नहीं किया जा सकता है। यह ड्रिलिंग और चढ़ाना की तकनीक द्वारा सीमित है: छेद जितना छोटा होता है, ड्रिल करना उतना ही आसान होता है छेद जितना लंबा होता है, केंद्र की स्थिति से विचलित होना उतना ही आसान होता है; और जब छेद की गहराई ड्रिल किए गए छेद के व्यास के 6 गुना से अधिक हो जाती है, तो यह सुनिश्चित करना असंभव है कि छेद की दीवार को तांबे के साथ समान रूप से चढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक सामान्य 6-परत पीसीबी बोर्ड की मोटाई (छेद के माध्यम से गहराई) लगभग 50मिलियन है, इसलिए पीसीबी निर्माता जो ड्रिलिंग व्यास प्रदान कर सकते हैं वह 8मिल जितना छोटा है।

दूसरा, के माध्यम से परजीवी समाई

छेद में जमीन पर परजीवी समाई होती है। यदि यह ज्ञात है कि जमीन की परत पर अलगाव छेद का व्यास डी 2 है, पैड के माध्यम से व्यास डी 1 है, पीसीबी बोर्ड की मोटाई टी है, और बोर्ड सब्सट्रेट का ढांकता हुआ स्थिरांक ε परजीवी समाई है वाया होल का लगभग है: C=1.41εTD1/(D2-D1) सर्किट पर वाया होल के परजीवी समाई का मुख्य प्रभाव सिग्नल के उदय समय को लम्बा करना और कम करना है सर्किट की गति। उदाहरण के लिए, 50मिलियन की मोटाई वाले पीसीबी बोर्ड के लिए, यदि 10मिलियन के आंतरिक व्यास और 20मिल के पैड व्यास वाले थ्रू होल का उपयोग किया जाता है, और पैड और ग्राउंड कॉपर क्षेत्र के बीच की दूरी 32मिल है, तो हम उपरोक्त सूत्र द्वारा छेद के माध्यम से अनुमान लगा सकते हैं परजीवी समाई मोटे तौर पर है: C=1.41x4.4x0.{{30 }}50x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, और कैपेसिटेंस के इस भाग के कारण वृद्धि समय भिन्नता है: T10-90=2.2C(Z0/2 )=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps। इन मूल्यों से, यह देखा जा सकता है कि यद्यपि एकल थ्रू के परजीवी समाई के कारण होने वाली बढ़ती देरी को धीमा करने का प्रभाव स्पष्ट नहीं है, यदि परतों के बीच स्विच करने के लिए वायरिंग में कई बार उपयोग किया जाता है, तो डिजाइनर को अभी भी आवश्यकता है इसे ध्यान से समझो।

3. वायस का परजीवी अधिष्ठापन

इसी तरह, छेद के माध्यम से परजीवी अधिष्ठापन के साथ-साथ परजीवी समाई भी है। हाई-स्पीड डिजिटल सर्किट के डिजाइन में, छेद के माध्यम से परजीवी अधिष्ठापन के कारण होने वाला नुकसान अक्सर परजीवी समाई के प्रभाव से अधिक होता है। इसकी परजीवी श्रृंखला अधिष्ठापन बाईपास कैपेसिटर के योगदान को कमजोर करेगा और पूरे बिजली व्यवस्था के फ़िल्टरिंग प्रभाव को कमजोर करेगा। हम निम्नलिखित सूत्र का उपयोग केवल एक थ्रू के अनुमानित परजीवी अधिष्ठापन की गणना करने के लिए कर सकते हैं: () - पीसीबी डिज़ाइन दिशानिर्देश - वियास के बारे में जहाँ L थ्रू के अधिष्ठापन को संदर्भित करता है, h थ्रू की लंबाई है, और d का व्यास है केंद्र ड्रिल छेद। यह सूत्र से देखा जा सकता है कि थ्रू होल के व्यास का इंडक्शन पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन थ्रू होल की लंबाई का इंडक्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। अभी भी उपरोक्त उदाहरण का उपयोग करते हुए, वाया के अधिष्ठापन की गणना इस प्रकार की जा सकती है: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010) 1]=1.015nH. यदि सिग्नल का उदय समय 1ns है, तो इसका समतुल्य प्रतिबाधा है: XL=πL/T10-90=3.19Ω। इस तरह के प्रतिबाधा को अब अनदेखा नहीं किया जा सकता है जब कोई उच्च-आवृत्ति धारा गुजरती है। विशेष रूप से, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पावर लेयर और ग्राउंड लेयर को जोड़ने पर बाईपास कैपेसिटर को दो व्यास से गुजरना पड़ता है, ताकि वीआईएस का परजीवी अधिष्ठापन दोगुना हो जाए। 4. हाई-स्पीड पीसीबी में डिजाइन के माध्यम से वायस की परजीवी विशेषताओं के उपरोक्त विश्लेषण के माध्यम से, हम देख सकते हैं कि हाई-स्पीड पीसीबी डिजाइन में, प्रतीत होता है कि साधारण व्यास अक्सर सर्किट डिजाइन पर बहुत नकारात्मक प्रभाव डालते हैं। प्रभाव।

Vias के परजीवी प्रभावों द्वारा लाए गए प्रतिकूल प्रभावों को कम करने के लिए, हम डिज़ाइन में अपना सर्वश्रेष्ठ प्रयास कर सकते हैं:

1. लागत और सिग्नल गुणवत्ता दोनों को ध्यान में रखते हुए, छेद के आकार के माध्यम से उचित चयन करें। उदाहरण के लिए, मेमोरी मॉड्यूल पीसीबी डिजाइन की 6-10 परतों के लिए, 10/20मिल (ड्रिलिंग/पैड) व्यास का उपयोग करना बेहतर है। कुछ उच्च-घनत्व और छोटे आकार के बोर्डों के लिए, आप 8/18मिलियन व्यास का उपयोग करने का भी प्रयास कर सकते हैं। छेद। वर्तमान तकनीकी परिस्थितियों में छोटे आकार के व्यास का उपयोग करना मुश्किल है। पावर या ग्राउंड वायस के लिए, प्रतिबाधा कम करने के लिए बड़े आकार का उपयोग करने पर विचार करें।

2. ऊपर चर्चा किए गए दो सूत्रों से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि दो परजीवी मापदंडों को कम करने के लिए पतले पीसीबी बोर्ड का उपयोग करना फायदेमंद है।

3. पीसीबी पर सिग्नल ट्रेस की परत को बदलने की कोशिश न करें, यानी अनावश्यक वीआईएस का उपयोग न करने का प्रयास करें।

4. बिजली की आपूर्ति और जमीन के पिनों को पास के छेदों के माध्यम से ड्रिल किया जाना चाहिए। वाया होल और पिन के बीच लीड जितनी छोटी होगी, उतना ही बेहतर होगा, क्योंकि वे इंडक्शन को बढ़ाएंगे। उसी समय, प्रतिबाधा को कम करने के लिए शक्ति और जमीन की लीड जितनी मोटी हो सके उतनी मोटी होनी चाहिए।

5. कुछ ग्राउंडेड वायस को वायस के पास रखें जहां सिग्नल के लिए एक क्लोज लूप प्रदान करने के लिए सिग्नल लेयर्स को बदलता है। पीसीबी पर बड़ी संख्या में अनावश्यक ग्राउंड वाया रखना भी संभव है। बेशक, डिजाइन में लचीलेपन की जरूरत है। ऊपर चर्चा किए गए मॉडल के माध्यम से वह मामला है जहां प्रत्येक परत में पैड होता है, और कभी-कभी, हम कुछ परतों के पैड को कम या हटा भी सकते हैं। विशेष रूप से छेद के माध्यम से बहुत बड़े घनत्व के मामले में, यह एक टूटे हुए स्लॉट का कारण बन सकता है जो तांबे की परत पर लूप को अलग करता है। इस समस्या को हल करने के लिए, वाया की स्थिति को आगे बढ़ाने के अलावा, हम थ्रू को तांबे की परत पर रखने पर भी विचार कर सकते हैं। पैड का आकार कम हो जाता है।