Подключение ко внутренним слоям мпп, как правильно? Опции

[Kattani]

Исходя из чего выбираются размеры кп и её термобарьера на внутреннем слое?
Допустимо ли выполнить подключение к planе-у способом, показанным во вложении?
Заранее благодарен.

[uriy]

Я соединяю via вовсе без термобарьера, туда же не будет ничего запаиваться. С термобарьером соединяю только padы.

[Kattani]

С via понятно, спасибо. А как быть с pad-ом? Если вместо via в примере будет pad, то нужно ли расширить plane в месте подключения или оставить как есть? И размеры этого термобарьера как правильно выбрать?

[Ant_m]

На большинство ваших вопросов есть ответы непосредственно у производителя плат. Так что, лучше узнавать, и согласовывать это с тем производством с которым вы работаете.

[Kattani]

Производитель "Резонит". Технологические возможности выложены у них на сайте, но нужных мне данных не нашёл или просто не туда смотрел. Поэтому здесь и спрашиваю.

[uriy]

http://rezonit.ru/urgent/ml/
Размер минимальной контактной площадки:
для металлизированных отверстий 0,4-1,1 мм — +0,5 мм
для металлизированных отверстий 1,2-1,6 мм — +0,55 мм
для металлизированных отверстий свыше 1,6 мм — +0,8 мм
Отдельно не оговорены внутренние и внешние слои так что видимо одинаково.

[Ariel]

Я соединяю via вовсе без термобарьера, туда же не будет ничего запаиваться. С термобарьером соединяю только padы.

Если речь идет о высокочастотных сигналах, то ток будет распространяться по поверхности меди, и не сможет проходить через слой меди (Говард Джонсон. Высший курс черной магии, стр.470). Поэтому если соединить слои GND между собой у многослойной платы direct connected VIA, то возвратный ток не будет проходить между слоями, металлизация VIA будет для него преградой. Поэтому для сигналов выше 600-800 mHz лучше использовать via GND с термобарьерами.

[uriy]

Ariel ничего не понял из ваших слов. Посмотрите в той же книге следующую страницу (471 страницу) там есть картинка и via на ней соединяет два слоя без термобарьеров. Правда я текст еще не прочитал.

[cioma]

Если речь идет о высокочастотных сигналах, то ток будет распространяться по поверхности меди, и не сможет проходить через слой меди (Говард Джонсон. Высший курс черной магии, стр.470). Поэтому если соединить слои GND между собой у многослойной платы direct connected VIA, то возвратный ток не будет проходить между слоями, металлизация VIA будет для него преградой. Поэтому для сигналов выше 600-800 mHz лучше использовать via GND с термобарьерами.

Идея верна, а вывод - нет. Думаю, Вы имели в виду skin-эффект, ну так все зависит от того какие возвратные токи куда текут. В общем случае via соединяется напрямую с соответствующим слоем (питание, земля итп).

[Владимир]

Не путаете ли Via с термобарьерами с Via заполненными медбю?

Если речь идет о высокочастотных сигналах, то ток будет распространяться по поверхности меди, и не сможет проходить через слой меди (Говард Джонсон. Высший курс черной магии, стр.470). Поэтому если соединить слои GND между собой у многослойной платы direct connected VIA, то возвратный ток не будет проходить между слоями, металлизация VIA будет для него преградой. Поэтому для сигналов выше 600-800 mHz лучше использовать via GND с термобарьерами.

[Ariel]

Обьясните тогда как возвратный ток с первого, например, слоя, см приложенный рисунок, пойдет во 2-й слой, если он распространяется только по тонкому слою поверхности меди.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[omen]

Действительно, сопротивление, создаваемое перемычкой высокочастотному току будет зависеть от глубины проникновения высокочастонтого сигнала в толщу проводника.Чем выше частота тем, тем меньше глубина проникновения. А следовательно сопротивление будет зависеть от толщины металлизации виа. и причем здесь термобарьер, который совершенно не влияет на толщину металлизации...
глубина проникновения для 600МГц - 2.69469 um, 800МГц - 2.33367 um

Сообщение отредактировал omen - Apr 7 2010, 06:15

[pcbfabru]

Обьясните тогда как возвратный ток с первого, например, слоя, см приложенный рисунок, пойдет во 2-й слой, если он распространяется только по тонкому слою поверхности меди.

Во-первых, даже если вообразить что ток "движется" так как вы вообразили, то как могут помочь термалпады вместо обычных?
Во-вторых, высокочастотный ток распространяется по поверхности (это правильно), только по какой поверхности?, По поверхности обращённой к ЭМ полю, т.е. для верхнего слоя по нижней, для внутреннего по обоим, для отверстия по внешней поверхности циллиндрической "втулки"
В-третьих, подключние цепи к любой точке объёма проводника искажает эм поле так, что ток в точке подключения направлен в сторну разности потенциалов, т.е. скин-эффект в точке подключения практически не влияет.

[PCBtech]

Обьясните тогда как возвратный ток с первого, например, слоя, см приложенный рисунок, пойдет во 2-й слой, если он распространяется только по тонкому слою поверхности меди.

С первого слоя на второй - вполне понятно как, т.к. ток течет по поверхности меди с обеих сторон, т.е. со стороны диэлектрика - тоже.
А вот как с первого слоя ток попадет на третий слой - непонятно, если от течет в поверхностном слое меди.

А вот если будут термобарьеры, т.е. дырки в медных полигонах, то через эти дырки ток вполне может по поверхности меди пойти и на третий слой, и на любой другой.
Похоже на бред, конечно... Или действительно на "черную магию".

А может, кто-нибудь из гуру быстренько промоделирует распространение возвратного тока через полигон для двух вариантов - с via "без термобарьеров", и "с термобарьерами", и покажет нам сечение обоих видов переходных отверстий с плотностью тока, с учетом скин-эффекта?
Скажем, для частоты 2.5 ГГц и 5 ГГц.
Мне кажется, что знающему человеку такое промоделировать - делов на 15 минут... Кто возьмется?

[pcbfabru]

С первого слоя на второй - вполне понятно как, т.к. ток течет по поверхности меди с обеих сторон, т.е. со стороны диэлектрика - тоже.
А вот как с первого слоя ток попадет на третий слой - непонятно, если от течет в поверхностном слое меди.

А вот если будут термобарьеры, т.е. дырки в медных полигонах, то через эти дырки ток вполне может по поверхности меди пойти и на третий слой, и на любой другой.
Похоже на бред, конечно... Или действительно на "черную магию".

А может, кто-нибудь из гуру быстренько промоделирует распространение возвратного тока через полигон для двух вариантов - с via "без термобарьеров", и "с термобарьерами", и покажет нам сечение обоих видов переходных отверстий с плотностью тока, с учетом скин-эффекта?
Скажем, для частоты 2.5 ГГц и 5 ГГц.
Мне кажется, что знающему человеку такое промоделировать - делов на 15 минут... Кто возьмется?

Не надо ничего мистифицировать. Скин эфект возникает только если есть значимая разность потенциалов между поверхностями в которой он возникает. А какая разность потенциалов будет между внешним и внутренним кольцом термобарьера (практически никакой или будет возникать при мгновеном возрастании нагрузки, и чем тоньше дорожки термобарьера тем больше эффект, которым всё равно можно принебречь). Кроме того, возвратный ток потечёт по ближайшему полигону к проводнику с основным током и другие слои в возвратных токах вообще не учавствуют. Они больше могут понадобиться для подпитки мс в момент просадок и тут то как раз скажется негативная роль вырезов.

[Ariel]

Скин эфект возникает только если есть значимая разность потенциалов между поверхностями в которой он возникает.

Это интересно. Я считал, что скин-эффект - это эффект ослабевания электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды (из Википедии), и он никак не зависит от разности потенциалов, а глубина слоя зависит только от частоты и свойств самого проводника, но никак не от разности потенциалов.

[pcbfabru]

Это интересно. Я считал, что скин-эффект - это эффект ослабевания электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды (из Википедии), и он никак не зависит от разности потенциалов, а глубина слоя зависит только от частоты и свойств самого проводника, но никак не от разности потенциалов.

сейчас мы будем о точностях формулировок спорить...
конечно, формально вы правы, однако я оспариваю не тезис невозможности возникновения эффекта как такового, а отсутсвия условий для его возникновения, а именно наличия электромагнитных (поля) волн (возникающих от действующей разности потенциалов) в указанном промежутке диэлектрической среды.
Правильнее мне было бы утверждать что "не скин-эффект возникает...", а "влияющий на картину ток на поверхности полигона..."

Пожалуйста выложите пару страничек из "черной магии" на которую вы ссылаетесь...

[avesat]

собсно как раз в ВЧ платах термобарьеры и не применяются (вернее применяются для более удобной пайки разъемов некоторыми разработчиками), если на пальцах, возьмем две земли и соеденим тоненькой проволочкой..... ведь лучше проволоку взять потолще?

[Ariel]

Пожалуйста выложите пару страничек из "черной магии" на которую вы ссылаетесь...

Пожалуйста

Прикрепленные файлы

 470.zip ( 227.24 килобайт ) Кол-во скачиваний: 36

 

[Uree]

О чем спор? Скин-эффект вызывает уменьшение эффективной площади проводящего элемента. Добавление термал-барьеров это дополнительное ограничение этой площади. И то и другое сказывается на паразитной индуктивности проводника, что на ВЧ совсем не есть хорошо.

[pcbfabru]

Резюмируя: в абсолютном большинстве случаев не следует подключать via к полигонам через "термальную" развязку. Исключая близкое расположение via к КП smd компонента.
Остаётся непонятным наличие инструмента в PCAD. Очень часто конструкторы необосновано, как мне кажется, им пользуются.



Сообщение отредактировал pcbfabru - Apr 7 2010, 15:26

[Jul]

... Исключая близкое расположение via к КП smd компонента...

Какова взаимосвязь между геометрией взаимного расположения via / smd_pad и способом подключения via к полигону ?
Поясните, пожалуйста, что вы имели в виду.

[bigor]

Какова взаимосвязь между геометрией взаимного расположения via / smd_pad и способом подключения via к полигону ?

Если расположить ПО (переходное отверстие), которое без термала подключено к полигону на внутреннем слое, очень близко к паду SMD-компонента (например, падо ПО касается пада компонета), то создаются условия для эффективного отока тепла от пада на полигон. При этом расплавление припоя на этом паде произойдет позде, чем на другом паде (имеется виду чип-резисторы и конденсаторы). Это грозит возникновением дефекта монтажа типа "надгробный камень".
Конечно, данная ситуация актуальна только при автоматизированном монтаже и для сравнительно мелких компонент. При ручном монтаже взаимное расположение ПО и падов SMD-компонентов некритично.

[cioma]

Думается, для современного производства с пайкой в печи с верным термопрофилем via возле площадки (или даже в площадке), подключённое без термобарьера к слоям, никаких проблем не представляет.

[uriy]

Остаётся непонятным наличие инструмента в PCAD. Очень часто конструкторы необосновано, как мне кажется, им пользуются.

Потому что по дефолту via и в PCAD и в AD ставятся с термобарьерами. Как в другом ПО не знаю.

[bigor]

Остаётся непонятным наличие инструмента в PCAD. Очень часто конструкторы необосновано, как мне кажется, им пользуются.

Осталось как наследие старых времен, когда пайка выполнялась волной и переходные, не закрытые маской, заполнялись припоем - повышалась надежность межслойных переходов. Для этого случая термалы на переходных актуальны.

Думается, для современного производства с пайкой в печи с верным термопрофилем via возле площадки (или даже в площадке), подключённое без термобарьера к слоям, никаких проблем не представляет.

Все зависит от платы. Точнее от теплоемкости платы.
Если плата большая, имеет много слоев, количество меди большое, тогда для отсутсвия градиентов температур (это позволит исключить тот же эффект "надгробного камня", к примеру) необходимо к плате подвести много тепла. Много тепла к плате можно подвести либо повышая температуру в печи (чревато деградацией диэлектрика и финишного покрытия), либо увеличивая длительность нахождения платы в зоне прогрева (чревато деградацией финишного покрытия и преждевременным испарением флюса).
Частично проблема решается при использовании профиля с двумя зонами оплавления в многозонной печи, но не полностью.
Потому возникает риторический вопрос - зачем создавать трудности на свою (или монтажников) голову, если можно их избежать. А надеятся на современное производство... Извините, не смешно.
Если плата сложная, то дизайн должен быть заточен под производство, а не наоборот. DFM - слышали о таком? И чем больше мелочей учтено, тем лучше - выше качество монтажа, выше надежность смонтированого узла.
Что касается переходных отверстий в площадках - гадость редкостная. Об этом уже неоднократно говорилось на форуме.

[cioma]

Дизайн не должен быть заточен под конкретное производство, дизайн должен ориентироваться на общедоступную технологию производства, соответствующую сложности дизайна. Как правило, подобные вещи описаны в стандартах (e.g. IPC). DFM DFM'ом, а подстраивать сложный проект под кривое производство - себе дороже. Я ведь говорю про большинство современных производств. А если таких под рукой нет то тогда и приходится заниматься извратом.

Ну а про переходные в площадках, которые не первый год используются во всем мире, комментарии излишни.

[Uree]

Еще как должен быть заточен! А если точнее, то он должен соответствовать общепринятым стандартам/рекомендациям ПЛЮС нужно выполнить требования производства. И наличие выбора среди заводов-изготовителей только ухудшает ситуацию. Потому что когда встает вопрос делать строго по стандарту или выполнить доп. требования изготовителя и сэкономить несколько сотен тыщ долларов, вариантов ответа мало, точнее один(либо вы в России, работаете на ВПК и просто не знаете куда бы еще деть финансы). Наши устройства производит фирма Foxconn - Вы думаете у них не современное и кривое производство? Нет, с этим все в порядке. Но свои ограничения они тоже имеют! И если говорить о тех же переходных в площадках - у них с этим еще строже чем у другого производителя. Либо ограничение, но зато дешево, либо пожалуйста, любой каприз по стандарту и выше, но готовься платить... Как думаете, что выбирает бизнес? Так что не надо о переходных в площадках, это действительно экзотика за дополнительные деньги, которые буржуи очень хорошо умеют считать...

[cioma]

Как говорится, выбирай, но осторожно, но выбирай (С)
Тут, конечно, все зависит от рынка устройств - потребительский, профессиональный итп.
Но если на производстве впервые слышат об IPC - я предпочитаю поискать другое