VIA-гэта адзін з важных кампанентаў шматслаёвай друкаванай платы, а кошт бурэння звычайна складае ад 30% да 40% ад кошту платы друкаванай платы. Прасцей кажучы, кожнае адтуліну на друкаванай плаце можна назваць праз.
Асноўная канцэпцыя VIA:
З пункту гледжання функцыі, VIA можна падзяліць на дзве катэгорыі: адна выкарыстоўваецца ў якасці электрычнага злучэння паміж пластамі, а другі выкарыстоўваецца ў якасці фіксацыі або пазіцыянавання прылады. Калі з гэтага працэсу, гэтыя адтуліны звычайна падзелены на тры катэгорыі, а менавіта сляпыя дзіркі, пахаваныя дзіркі і праз адтуліны.
Сляпыя адтуліны размешчаны на верхняй і ніжняй паверхні друкаванай платы і маюць пэўную глыбіню для злучэння павярхоўнага ланцуга і ўнутранай ланцуга ніжэй, а глыбіня адтулін звычайна не перавышае пэўнага суадносін (дыяфрагма).
Пахаванае адтуліну ставіцца да адтуліны злучэння, размешчанага ва ўнутраным пласце друкаванай платы, які не распаўсюджваецца на паверхню дошкі. Прыведзеныя два тыпы адтулін размешчаны ва ўнутраным пласце платы, які завяршаецца працэсам ліцця адтуліны перад ламінацыяй, і некалькі ўнутраных слаёў могуць быць перакрыты падчас фарміравання адтуліны.
Трэці тып выклікаецца праз адтуліны, якія праходзяць праз усю плату і могуць быць выкарыстаны для дасягнення ўнутранага ўзаемасувязі альбо ў якасці адтулін для размяшчэння ўстаноўкі для кампанентаў. Паколькі праз адтуліну прасцей дасягнуць у працэсе, а кошт ніжэй, пераважная большасць друкаваных плат выкарыстоўваюць яе, а не астатнія два праз адтуліны. Наступныя адтуліны, без спецыяльных інструкцый, лічацца праз адтуліны.
З пункту гледжання праектавання, A Via ў асноўным складаецца з дзвюх частак, адна - сярэдзіна свідравання, а другая - зварная накладка вакол свідравання. Памер гэтых дзвюх частак вызначае памер праз.
Відавочна, што ў высокахуткаснай канструкцыі PCB высокай шчыльнасці дызайнеры заўсёды хочуць адтуліну як мага менш, так што больш праводкі для праводкі можна пакінуць, акрамя таго для хуткасных ланцугоў.
Аднак памяншэнне памеру Via таксама прыводзіць да павелічэння выдаткаў, і памер адтуліны не можа быць зніжаны бясконца, ён абмежаваны буравой і электраплёвавай тэхналогіяй: чым менш адтуліну, тым даўжэй займае свідраванне, тым лягчэй яго павінна адхіляцца ад цэнтра; Калі глыбіня адтуліны перавышае дыяметр адтуліны больш чым у 6 разоў, немагчыма пераканацца, што сценка адтуліны можа быць раўнамерна пакрытай медзі.
Напрыклад, калі таўшчыня (праз глыбіню адтуліны) звычайнай 6-слаёвай платы друкаванай платы складае 50 млн, то мінімальны дыяметр свідравання, які вытворцы друкаванай платы могуць забяспечыць у звычайных умовах, могуць дасягнуць толькі 8 млн. З развіццём тэхналогіі лазернага бурэння памер свідравання таксама можа быць меншым і меншым, а дыяметр адтуліны звычайна менш або роўны 6 млн, нас называюць мікра -ручоў.
Мікраолы часта выкарыстоўваюцца ў канструкцыі HDI (структура высокай шчыльнасці), а тэхналогія мікра -адтуліны можа дазволіць адтуліну непасрэдна прасвідраваць на пракладцы, што значна паляпшае прадукцыйнасць схемы і эканоміць прастору праводкі. VIA з'яўляецца як разрыва перарыву імпедансу на лініі перадачы, што выклікае адлюстраванне сігналу. Звычайна эквівалентны імпеданс адтуліны прыблізна на 12% ніжэй, чым лінія перадачы, напрыклад, імпеданс лініі перадачы 50 Ом будзе зніжаны на 6 Ом, калі яна праходзіць праз адтуліну (у прыватнасці, і памер Via, Таўшчыня пласціны таксама звязана, а не абсалютнае зніжэнне).
Аднак адлюстраванне, выкліканае разрывам імпедансу праз, на самай справе вельмі мала, і яго каэфіцыент адлюстравання толькі:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
Праблемы, якія ўзнікаюць у выніку VIA, больш канцэнтруюцца на ўздзеянні паразітарнай ёмістасці і індуктыўнасці.
Праз паразітычную ёмістасць і індуктыўнасць
Існуе паразітарная ёмістасць у сабе. Калі дыяметр зоны супраціву прыпоя на закладзеным пласце складае D2, дыяметр паяльніка складае D1, таўшчыня платы друкаванай платы - гэта t, а дыэлектрычная канстанта субстрата - ε, паразітарная ёмістасць праз адтуліну праз адтуліну праз адтуліну, а праз адтуліну праз адтуліну, а праз адтуліну адтуліну, дыэлектрычная канстанта падкладкі, паразітарная ёмістасць праз адтуліну праз адтуліну, а праз адтуліну праз адтуліну, а праз адтуліну адтуліну, дыэлектрычная канстанта, паразітарная ёмістасць праз адтуліну праз адтуліну, а праз адтуліну адтуліны, дыэлектрычная адтуліна, а праз адтуліну адтуліны, дыэлектрычная канстанта, а праз адтуліну адтуліны, дыэлектрычная канстанта, а праз адтуліну праз адтуліну прыблізна:
C = 1,41εtd1/(d2-d1)
Асноўны эфект паразітычнай ёмістасці на ланцуг заключаецца ў тым, каб падоўжыць час уздыму сігналу і знізіць хуткасць ланцуга.
Напрыклад, для друкаванай платы таўшчынёй 50 млн, калі дыяметр PAD - 20 млн (дыяметр свідравання адтуліны 10 млн), а дыяметр зоны супраціву пая - 40 млн, тады мы можам наблізіць паразітычную ёмістасць, праз прыведзеную формулу:
C = 1,41x4.4x0.050x0.020/(0,040-0.020) = 0,31pf
Колькасць змены часу ўздыму, выкліканай гэтай часткай ёмістасці, прыблізна:
T10-90 = 2.2C (Z0/2) = 2,2x0.31x (50/2) = 17,05P
З гэтых значэнняў відаць, што, хоць карыснасць затрымкі ўздыму, выкліканая паразітнай ёмістасцю адзінкавага праз, не вельмі відавочная, калі Via выкарыстоўваецца некалькі разоў у радку для пераключэння паміж пластамі, будзе выкарыстана некалькі адтулін і дызайн трэба ўважліва разглядаць. У фактычнай канструкцыі паразітычная ёмістасць можа быць зніжана за кошт павелічэння адлегласці паміж адтулінай і меднай вобласцю (анты-PAD) або памяншэннем дыяметра пракладкі.
Пры распрацоўцы хуткасных лічбавых схем шкода, выкліканая паразітарнай індуктыўнасцю, часта перавышае ўплыў паразітарнай ёмістасці. Яго паразітарная індуктыўнасць будзе аслабіць уклад байпаснага кандэнсатара і паслабіць эфектыўнасць фільтрацыі ўсёй сістэмы харчавання.
Мы можам выкарыстоўваць наступную эмпірычную формулу, каб проста вылічыць паразітарную індуктыўнасць набліжэння адтуліны:
L = 5,08H [LN (4H/D) +1]
Там, дзе L ставіцца да індуктыўнасці VIA, H - гэта даўжыня праз, а D - дыяметр цэнтральнага адтуліны. З формулы відаць, што дыяметр VIA аказвае мала ўплыву на індуктыўнасць, у той час як даўжыня ВІА мае найбольшы ўплыў на індуктыўнасць. Па-ранейшаму выкарыстоўваючы прыведзены прыклад, індуктыўнасць па-за адтулінай можна разлічыць як:
L = 5,08x0.050 [LN (4x0.050/0,010) +1] = 1.015NH
Калі час уздыму сігналу складае 1ns, то яго эквівалентны памер імпедансу:
Xl = πl/t10-90 = 3,19ω
Такі імпеданс не можа быць ігнараваны пры наяўнасці высокачашчыннага току праз, у прыватнасці, звярніце ўвагу, што пры падключэнні магутнасці і фарміравання кандэнсатару трэба прайсці праз два адтуліны, каб паразітычная індуктыўнасць адтуліны памножылася.
Як выкарыстоўваць VIA?
У выніку вышэйзгаданага аналізу паразітычных характарыстык адтуліны мы бачым, што пры хуткаснай канструкцыі друкаванай платы, здавалася б, простыя дзіркі часта прыносяць вялікія негатыўныя наступствы для распрацоўкі ланцуга. Для таго, каб паменшыць неспрыяльныя эфекты, выкліканыя паразітычным эфектам адтуліны, дызайн можа быць, наколькі гэта магчыма:
З двух аспектаў кошту і якасці сігналу выберыце разумны памер памеру. Пры неабходнасці вы можаце разгледзець магчымасць выкарыстання розных памераў VIA, напрыклад, для адтулін харчавання або зазямлення, вы можаце разгледзець магчымасць выкарыстання большага памеру, каб паменшыць імпеданс, а для праводкі сігналу вы можаце выкарыстоўваць меншую праз. Зразумела, па меры памяншэння памеру зменлівым, адпаведныя выдаткі таксама павялічацца
Абедзве формулы, разгледжаныя вышэй, можна зрабіць выснову, што выкарыстанне больш танчэй
Праводка сігналу на плаце друкаванай платы не павінна быць зменена, наколькі гэта магчыма, гэта значыць, паспрабуйце не выкарыстоўваць непатрэбныя VIA.
Віас павінен быць прасвідраваны ў штыфты электразабеспячэння і зямлі. Чым карацейшы вядучы паміж шпількамі і VIAS, тым лепш. Некалькі адтулін могуць быць прасвідраваны паралельна, каб паменшыць эквівалентную індуктыўнасць.
Змесціце некалькі заземленых адтулін каля адтулін змены сігналу, каб забяспечыць бліжэйшы цыкл для сігналу. Вы нават можаце змясціць лішнія адтуліны зазямлення на плаце друкаванай платы.
Для высокахуткасных плат друкаванай платы з высокай шчыльнасцю вы можаце разгледзець пытанне аб выкарыстанні мікраэлементаў.