Ako dodávateľ dosiek s plošnými spojmi z pochovaných medených blokov som bol svedkom rýchleho vývoja technológie dosiek plošných spojov (PCB). Jedným z najdôležitejších aspektov pri navrhovaní týchto pokročilých PCB je návrh priechodu. V tomto blogu sa ponorím do toho, čo cez dizajn v zakopanom medenom bloku PCB znamená, jeho význam a ako to ovplyvňuje celkový výkon dosky.
Pochopenie pochovaných medených blokov PCB
Predtým, ako sa pustíme do návrhu, stručne pochopme, čo sú dosky plošných spojov pochovaných medených blokov. Tieto dosky plošných spojov sú špecializovaným typom dosiek plošných spojov, ktoré obsahujú medené bloky uložené vo vrstvách laminátu. Medené bloky slúžia na viaceré účely, vrátane odvodu tepla, regulácie impedancie a mechanickej podpory. Sú obzvlášť užitočné vo vysokovýkonných aplikáciách, kde je rozhodujúce efektívne riadenie tepla.
Čo sú priechody v doske plošných spojov?
Prechody sú v podstate malé otvory vyvŕtané cez PCB, ktoré umožňujú elektrické spojenie medzi rôznymi vrstvami dosky. Sú naplnené alebo potiahnuté vodivým materiálom, zvyčajne meďou, aby sa vytvorila spoľahlivá elektrická cesta. V doskách plošných spojov zasypaných medenými blokmi hrajú priechody ešte významnejšiu úlohu kvôli zložitej štruktúre a potrebe presného elektrického a tepelného manažmentu.
Typy priechodiek v zakopaných doskách s medenými blokmi
Cez - Otvor Vias
Prechody s priechodnými otvormi sú najbežnejším typom priechodov. Prenikajú všetkými vrstvami DPS zhora nadol. V doskách plošných spojov s uloženým medeným blokom je možné použiť priechodky s priechodnými otvormi na pripojenie komponentov na hornej a spodnej vrstve a tiež na prechod signálov cez medené bloky. Avšak pri navrhovaní priechodných otvorov v doske so zakopanými medenými blokmi je potrebné dbať na to, aby nedošlo ku skratom s medenými blokmi. Proces vŕtania musí byť presne kontrolovaný, aby sa zabezpečilo, že priechody nepoškodia medené bloky.
Blind Vias
Slepé priechody spájajú vonkajšiu vrstvu s jednou alebo viacerými vnútornými vrstvami, ale neprechádzajú celou doskou. V doskách plošných spojov s uloženými medenými blokmi možno použiť slepé priechody na pripojenie komponentov na vonkajších vrstvách k špecifickým vnútorným vrstvám bez toho, aby prešli celým stohom. To môže byť užitočné na zníženie rušenia signálu a zlepšenie celkovej integrity signálu. Napríklad, ak je potrebné nasmerovať vysokofrekvenčný signál z hornej vrstvy do vnútornej vrstvy v blízkosti medeného bloku pre lepší odvod tepla, možno použiť slepý priechod.
Pochovaný Vias
Zakopané priechody sú úplne obsiahnuté vo vnútorných vrstvách PCB a nepripájajú sa k vonkajším vrstvám. V doskách plošných spojov s uloženými medenými blokmi môžu byť zakopané priechody použité na pripojenie rôznych vnútorných vrstiev, najmä tých, ktoré sú v tesnej blízkosti medených blokov. To pomáha pri vytváraní kompaktnejšieho a efektívnejšieho usporiadania obvodu. Napríklad, ak je na doske viacero napájacích a signálových rovin, na ich prepojenie je možné použiť zakopané priechody bez pridania zbytočných pripojení k vonkajším vrstvám.
Úvahy o návrhu pre priechody v zakopaných doskách s medenými blokmi
Tepelný manažment
Jednou z primárnych funkcií zakopaných medených blokov je odvod tepla. Vias môžu zohrávať kľúčovú úlohu pri zlepšovaní tohto procesu. Tepelné priechody môžu byť strategicky umiestnené okolo medených blokov, aby efektívnejšie prenášali teplo z komponentov do medených blokov. Tieto priechody sú zvyčajne vyplnené tepelne vodivým materiálom na zlepšenie prenosu tepla. Veľkosť, počet a rozstup tepelných prestupov je potrebné starostlivo navrhnúť na základe požiadaviek na stratový výkon komponentov a tepelných vlastností materiálov PCB.
Integrita signálu
Vo vysokorýchlostných a vysokofrekvenčných aplikáciách je integrita signálu nanajvýš dôležitá. Prechody môžu zaviesť impedančné diskontinuity, ktoré môžu viesť k odrazom signálu a útlmu. V doskách plošných spojov s uloženými medenými blokmi môže prítomnosť medených blokov ďalej skomplikovať signálovú cestu. Aby sa zabezpečila dobrá integrita signálu, dizajn priechodu by mal minimalizovať dĺžku signálovej cesty cez priechody, udržiavať konzistentnú impedanciu a znižovať väzbu medzi susednými priechodmi. Napríklad použitie mikroprechodov s menšími priemermi môže pomôcť pri znižovaní parazitnej kapacity a indukčnosti spojenej s priechodmi.
Mechanické úvahy
Mechanická stabilita PCB je tiež ovplyvnená dizajnom via. V doskách plošných spojov zasypaných medeným blokom musia byť priechody navrhnuté tak, aby neoslabovali mechanickú štruktúru dosky. Proces vŕtania priechodiek by nemal spôsobiť praskliny alebo delamináciu medených blokov alebo laminátových vrstiev. Okrem toho by mali byť priechodky správne zarovnané s medenými blokmi, aby sa zabezpečilo, že mechanická podpora poskytovaná medenými blokmi nebude narušená.
Vplyv Via Design na výkon PCB
Elektrický výkon
Dobre navrhnutý priechod môže výrazne zlepšiť elektrický výkon dosky plošných spojov s uloženým medeným blokom. Minimalizáciou strát signálu a nesúladu impedancie môžu priechody zabezpečiť, aby sa signály prenášali presne a efektívne. Toto je obzvlášť dôležité pri aplikáciách ako naprRogersova vysokofrekvenčná doska plošných spojovaNízkošumové vysokofrekvenčné PCB, kde ide o vysokorýchlostné a vysokofrekvenčné signály.
Tepelný výkon
Ako už bolo spomenuté, priechody môžu zvýšiť tepelný výkon PCB uľahčením prenosu tepla do medených blokov. To je rozhodujúce vo vysokovýkonných aplikáciách, kde prehriatie môže viesť k zlyhaniu komponentov. Správny dizajn môže zabezpečiť, že sa teplo rozptýli rovnomerne po doske, čím sa zníži riziko horúcich miest a zlepší sa celková spoľahlivosť dosky plošných spojov.
Mechanický výkon
K mechanickej stabilite dosky plošných spojov prispieva aj dobrý dizajn. Tým, že sa zabráni poškodeniu medených blokov a laminátových vrstiev počas procesu vŕtania, môžu priechody pomôcť pri zachovaní štrukturálnej integrity dosky. Toto je obzvlášť dôležité v aplikáciách, kde je DPS vystavená mechanickému namáhaniu, ako naprDutinová doska s plošnými spojmidizajnov.
Záver
Prostredníctvom návrhu v zakopanom medenom bloku PCB je zložitý a kritický aspekt, ktorý si vyžaduje starostlivé zváženie. Typ, veľkosť, počet a umiestnenie priechodiek môže mať významný vplyv na elektrický, tepelný a mechanický výkon dosky plošných spojov. Ako dodávateľ dosiek s plošnými spojmi z pochovaných medených blokov chápeme dôležitosť optimalizácie dizajnu priechodu tak, aby spĺňal špecifické požiadavky našich zákazníkov.
Ak potrebujete kvalitné zakopané dosky s medenými blokmi alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa dizajnu, odporúčame vám, aby ste sa na nás obrátili a podrobne prediskutovali. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najlepších riešení pre vaše potreby PCB.
Referencie
- IPC - 2221A: Všeobecný štandard pre dizajn tlačených dosiek
- "Vysokorýchlostný digitálny dizajn: Príručka čiernej mágie" od Howarda Johnsona a Martina Grahama
- Ali Boroushakia z