La Via estas unu el la gravaj komponentoj de mult-tavola PCB, kaj la kosto de borado kutime respondecas pri 30% ĝis 40% de la kosto de PCB-tabulo. Simple dirite, ĉiu truo en la PCB povas esti nomata Via.
La baza koncepto de la Via:
El la vidpunkto de funkcio, la VIA povas esti dividita en du kategoriojn: unu estas uzata kiel elektra konekto inter la tavoloj, kaj la alia estas uzata kiel riparado aŭ pozicio de la aparato. Se el la procezo, ĉi tiuj truoj estas ĝenerale dividitaj en tri kategoriojn, nome blindajn truojn, entombigitajn truojn kaj tra truoj.
Blindaj truoj situas sur la supraj kaj malsupraj surfacoj de la presita cirkvito kaj havas certan profundon por la ligo de la surfaca cirkvito kaj la interna cirkvito sube, kaj la profundo de la truoj kutime ne superas certan rilatumon (aperturo).
La entombigita truo rilatas al la konekta truo situanta en la interna tavolo de la presita cirkvit -tabulo, kiu ne etendiĝas al la surfaco de la tabulo. La supraj du specoj de truoj situas en la interna tavolo de la cirkvit -tabulo, kiu estas kompletigita per la traira muldita procezo antaŭ laminado, kaj pluraj internaj tavoloj povas esti interkovritaj dum la formado de la truo.
La tria tipo estas nomita tra-truoj, kiuj trapasas la tutan cirkvitan tabulon kaj povas esti uzataj por atingi internan interkonektadon aŭ kiel instalajn poziciigajn truojn por komponentoj. Ĉar la truo estas pli facile atingebla en la procezo kaj la kosto estas pli malalta, la granda plimulto de presitaj cirkvitaj tabuloj uzas ĝin, anstataŭ la aliaj du tra truoj. La jenaj truoj, sen specialaj instrukcioj, estas konsiderataj kiel truoj.
De projektpunkto, VIA estas ĉefe kunmetita de du partoj, unu estas la mezo de la borado, kaj la alia estas la velda kuseneto ĉirkaŭ la borado. La grandeco de ĉi tiuj du partoj determinas la grandecon de Via.
Evidente, en altrapida, alta denseca PCB-dezajno, la projektistoj ĉiam volas la truon kiel eble plej malgrandan, tiel ke pli da kabliga spaco povas resti, krom, des pli malgranda estas la VIA, sia propra parazita kapacitanco estas pli malgranda, pli taŭga por altrapidaj cirkvitoj.
Tamen, la redukto de la VIA grandeco ankaŭ kaŭzas kreskon de kostoj, kaj la grandeco de la truo ne povas esti reduktita nedifinite, ĝi estas limigita per borado kaj elektroplatanta teknologio: ju pli malgranda estas la truo, des pli longa estas la borado, des pli facile devias de la centro; Kiam la profundo de la truo estas pli ol 6 fojojn la diametro de la truo, estas neeble certigi, ke la trua muro povas esti unuforme tegita per kupro.
Ekzemple, se la dikeco (tra truo-profundo) de normala 6-tavola PCB-tabulo estas 50mil, tiam la minimuma borado-diametro, kiun PCB-fabrikantoj povas provizi en normalaj kondiĉoj, nur povas atingi 8mil. Kun la disvolviĝo de lasera borado -teknologio, la grandeco de la borado ankaŭ povas esti pli malgranda kaj pli malgranda, kaj la diametro de la truo estas ĝenerale malpli ol egala al 6miloj, ni estas nomataj mikroholoj.
Mikroholoj ofte estas uzataj en HDI (alta denseca interkonekta strukturo) dezajno, kaj mikrohole -teknologio povas permesi la truon esti rekte borita sur la kuseneto, kiu multe plibonigas la cirkvitan rendimenton kaj ŝparas la kablan spacon. La VIA aperas kiel rompopunkto de impedanca malkontinueco sur la transdona linio, kaŭzante reflektadon de la signalo. Ĝenerale, la ekvivalenta impedanco de la truo estas ĉirkaŭ 12% pli malalta ol la transdona linio, ekzemple, la impedanco de transdona linio de 50 ohmoj reduktiĝos je 6 ohmoj kiam ĝi trapasas la truon (specife kaj la grandeco de la VIA, la plata dikeco ankaŭ rilatas, ne absoluta redukto).
Tamen, la pripensado kaŭzita de la impedanca malkontinueco estas efektive tre malgranda, kaj ĝia reflekta koeficiento estas nur:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
La problemoj rezultantaj de la VIA pli koncentriĝas pri la efikoj de parazita kapacitanco kaj induktanco.
Via parazita kapacitanco kaj induktanco
Estas parazita senmova kapacitanco en la Via mem. Se la diametro de la solda rezista zono sur la metita tavolo estas D2, la diametro de la solda kuseneto estas D1, la dikeco de la PCB -tabulo estas T, kaj la dielektra konstanto de la substrato estas ε, la parazita kapacitanco de la truo estas proksimume:
C = 1,41εtd1/(D2-D1)
La ĉefa efiko de la parazita kapacitanco sur la cirkvito estas plilongigi la pliiĝan tempon de la signalo kaj redukti la rapidecon de la cirkvito.
Ekzemple, por PCB kun dikeco de 50mil, se la diametro de la vojo de la vojo estas 20mil (la diametro de la borado estas 10miloj) kaj la diametro de la solda rezista zono estas 40mil, tiam ni povas proksimigi la parazitan kapablon de la vojo per ĉi -supra formulo:
C = 1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020) = 0.31pf
La kvanto de altiga tempoŝanĝo kaŭzita de ĉi tiu parto de la kapacitanco estas proksimume:
T10-90 = 2.2C (Z0/2) = 2.2x0.31x (50/2) = 17.05PS
El ĉi tiuj valoroj videblas, ke kvankam la utileco de la kresko de malfruo kaŭzita de la parazita kapacitanco de unu sola VIA ne estas tre evidenta, se la VIA estas uzata plurajn fojojn en la linio por ŝanĝi inter tavoloj, oni uzos multoblajn truojn kaj la dezajno devas esti zorge pripensita. En la efektiva dezajno, la parazita kapacitanco povas esti reduktita pliigante la distancon inter la truo kaj la kupra areo (kontraŭ-PAD) aŭ reduktante la diametron de la kuseneto.
En la dezajno de altrapidaj ciferecaj cirkvitoj, la damaĝo kaŭzita de la parazita induktanco ofte estas pli granda ol la influo de la parazita kapacitanco. Ĝia parazita serio -indukto malfortigos la kontribuon de la preterpasa kondensilo kaj malfortigos la filtran efikecon de la tuta potenca sistemo.
Ni povas uzi la jenan empirian formulon por simple kalkuli la parazitan induktancon de tra-trua proksimumado:
L = 5.08H [LN (4H/D) +1]
Kie L rilatas al la induktanco de VIA, H estas la longo de VIA, kaj D estas la diametro de la centra truo. El la formulo videblas, ke la diametro de la VIA havas malmultan influon sur la induktanco, dum la longo de la VIA havas la plej grandan influon sur la induktanco. Ankoraŭ uzante la ĉi-supran ekzemplon, la ekster-trua induktanco povas esti kalkulita kiel:
L = 5.08x0.050 [LN (4x0.050/0.010) +1] = 1.015NH
Se la pliiĝa tempo de la signalo estas 1ns, tiam ĝia ekvivalenta impedanco estas:
Xl = πl/t10-90 = 3.19Ω
Tia impedanco ne povas esti ignorita en ĉeesto de altfrekvenca kurento tra, precipe, notu, ke la preterpasa kondensilo devas trapasi du truojn kiam konektas la potencan tavolon kaj la formadon, tiel ke la parazita induktanco de la truo multiĝos.
Kiel uzi la VIA?
Per ĉi-supra analizo de la parazitaj trajtoj de la truo, ni povas vidi, ke en altrapida PCB-dezajno, ŝajne simplaj truoj ofte alportas grandajn negativajn efikojn al la dezajno de la cirkvito. Por malpliigi la adversajn efikojn kaŭzitajn de la parazita efiko de la truo, la dezajno povas esti laŭeble:
El la du aspektoj de kosto kaj signala kvalito, elektu akcepteblan grandecon de la vojo. Se necese, vi povas konsideri uzi malsamajn grandecojn de Via, kiel ekzemple elektroprovizo aŭ grundaj drataj truoj, vi povas konsideri uzi pli grandan grandecon por redukti la impedancon, kaj por kablado de signaloj, vi povas uzi pli malgrandan. Kompreneble, ĉar la grandeco de la VIA malpliiĝas, la responda kosto ankaŭ pliiĝos
La du formuloj diskutitaj supre povas konkludi, ke la uzo de pli maldika PCB -tabulo kondukas al redukto de la du parazitaj parametroj de la VIA
La kabliga signalo sur la PCB -tabulo ne devas esti ŝanĝita laŭeble, tio estas, provu ne uzi nenecesajn vojojn.
Viaoj devas esti boritaj en la pinglojn de la nutrado kaj la tero. Ju pli mallonga la antaŭeco inter la pingloj kaj la vojoj, des pli bone. Multoblaj truoj povas esti boritaj paralele por redukti la ekvivalentan induktancon.
Metu iujn surterigitajn tra-truojn proksime al la tra-truoj de la signalŝanĝo por provizi la plej proksiman buklon por la signalo. Vi eĉ povas meti iujn troajn grundajn truojn sur la PCB -tabulon.
Por altrapidaj PCB-tabuloj kun alta denseco, vi povas konsideri uzi mikro-truojn.