De fia is ien fan de wichtige ûnderdielen fan multi-laach PCB, en de kosten fan boarjen meastal goed foar 30% oan 40% fan de kosten fan PCB board. Simply sette, elk gat op 'e PCB kin neamd wurde in fia.
It basiskonsept fan 'e fia:
Ut it eachpunt fan funksje, de fia kin wurde ferdield yn twa kategoryen: ien wurdt brûkt as in elektryske ferbining tusken de lagen, en de oare wurdt brûkt as fixing of posisjonearring fan it apparaat. As út it proses, dizze gatten wurde algemien ferdield yn trije kategoryen, nammentlik bline gatten, begroeven gatten en troch gatten.
Bline gatten lizze op 'e boppe- en ûnderste oerflakken fan' e printe circuit board en hawwe in bepaalde djipte foar de ferbining fan it oerflak circuit en de ynderlike sirkwy hjirûnder, en de djipte fan 'e gatten meastentiids net mear as in bepaalde ferhâlding (aperture).
De begroeven gat ferwiist nei de ferbining gat leit yn 'e binnenste laach fan' e printe circuit board, dat net útwreidzje nei it oerflak fan it bestjoer. De boppesteande twa soarten gatten lizze yn 'e binnenste laach fan' e circuit board, dat wurdt foltôge troch de troch gat moulding proses foar laminaasje, en ferskate ynderlike lagen meie wurde oerlappe tidens de foarming fan it troch gat.
It tredde type hjit trochgatten, dy't troch it hiele circuit board geane en kinne brûkt wurde om ynterne ferbining te berikken of as ynstallaasjeposysjegaten foar komponinten. Omdat it troch gat is makliker te berikken yn it proses en de kosten binne leger, de grutte mearderheid fan printe circuit boards brûke it, ynstee fan de oare twa troch gatten. De folgjende gatten, sûnder spesjale ynstruksjes, wurde beskôge as trochgeande gatten.
Ut in ûntwerp eachpunt, in fia is benammen gearstald út twa dielen, ien is it midden fan it boarjen gat, en de oare is it welding pad gebiet om it boarjen gat. De grutte fan dizze twa dielen bepaalt de grutte fan fia.
Fansels, yn hege snelheid, hege tichtheid PCB design, de ûntwerpers altyd wolle it gat sa lyts mooglik, sadat mear wiring romte kin wurde oerbleaun, boppedat, hoe lytser de fia, syn eigen parasitêre capacitance is lytser, mear geskikt foar hege-snelheid circuits.
De fermindering fan de fia grutte bringt lykwols ek in ferheging fan de kosten, en de grutte fan it gat kin net foar ûnbepaalde tiid fermindere wurde, it wurdt beheind troch boarjen en elektroplatearjen technology: hoe lytser it gat, hoe langer it boarjen duorret, hoe makliker it is te ôfwike fan it sintrum; As de djipte fan it gat is mear as 6 kear de diameter fan it gat, is it ûnmooglik om te soargjen dat de gat muorre kin wurde uniformly plated mei koper.
Bygelyks, as de dikte (troch gat djipte) fan in normale 6-laach PCB board is 50Mil, dan kin de minimale boarring diameter dat PCB fabrikanten kinne leverje ûnder normale omstannichheden kin allinne berikke 8Mil. Mei de ûntwikkeling fan laser boarjen technology, de grutte fan it boarjen kin ek wêze lytser en lytser, en de diameter fan it gat is oer it algemien minder as of gelyk oan 6Mils, wy wurde neamd microholes.
Microholes wurde faak brûkt yn HDI (hege tichtheid interconnect structure) design, en microhole technology kin tastean it gat te boarre direkt op it pad, dat gâns ferbetteret de circuit prestaasjes en besparret de wiring romte. De fia ferskynt as in brekpunt fan impedânsje-diskontinuïteit op 'e oerdrachtline, wêrtroch in refleksje fan it sinjaal feroarsaket. Yn 't algemien is de lykweardige impedânsje fan it gat sawat 12% leger as de oerdrachtline, bygelyks de impedânsje fan in 50 ohms oerdrachtline sil wurde fermindere mei 6 ohms as it troch it gat giet (spesifyk en de grutte fan 'e fia, de plaatdikte is ek relatearre, net in absolute reduksje).
De refleksje feroarsake troch de impedânsje-diskontinuïteit fia is lykwols eins heul lyts, en de refleksjekoëffisjint is allinich:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
De problemen dy't fuortkomme út 'e fia binne mear konsintrearre op' e effekten fan parasitêre kapasitânsje en induktânsje.
Via's Parasitêre kapasitânsje en Induktânsje
D'r is in parasitêre straykapasitânsje yn 'e fia sels. As de diameter fan 'e solder ferset sône op' e lein laach is D2, de diameter fan 'e solder pad is D1, de dikte fan' e PCB board is T, en de dielectric konstante fan it substraat is ε, de parasitêre capacitance fan it troch gat is likernôch:
C=1.41εTD1/(D2-D1)
It wichtichste effekt fan de parasitêre kapasitânsje op it circuit is om de opkomsttiid fan it sinjaal te ferlingjen en de snelheid fan it circuit te ferminderjen.
Bygelyks, foar in PCB mei in dikte fan 50Mil, as de diameter fan 'e fiapad 20Mil is (de diameter fan it boargat is 10Mils) en de diameter fan' e solderresistinsjesône is 40Mil, dan kinne wy de parasitêre kapasitânsje fan benaderje de fia troch de boppesteande formule:
C=1,41x4,4x0,050x0,020/(0,040-0,020)=0,31pF
De hoemannichte feroaring fan opkomsttiid feroarsake troch dit diel fan 'e kapasitânsje is rûchwei:
T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps
It kin sjoen wurde út dizze wearden dat hoewol't it nut fan 'e opkomst fertraging feroarsake troch de parasitêre capacitance fan in inkele fia is net hiel dúdlik, as de fia wurdt brûkt ferskate kearen yn' e line te wikseljen tusken lagen, meardere gatten wurde brûkt, en it ûntwerp moat soarchfâldich beskôge wurde. Yn it eigentlike ûntwerp kin de parasitêre kapasitânsje wurde fermindere troch it fergrutsjen fan de ôfstân tusken it gat en it kopergebiet (Anti-pad) of it ferminderjen fan de diameter fan it pad.
Yn it ûntwerp fan hege snelheid digitale circuits is de skea feroarsake troch de parasitêre induktânsje faak grutter dan de ynfloed fan 'e parasitêre kapasitânsje. De induktânsje fan 'e parasitêre searje sil de bydrage fan' e bypasskondensator ferswakke en de filtereffektiviteit fan it heule krêftsysteem ferswakke.
Wy kinne de folgjende empiryske formule brûke om gewoan de parasitêre induktânsje fan in troch-hole-approximaasje te berekkenjen:
L=5,08h[ln(4h/d)+1]
Dêr't L ferwiist nei de inductance fan fia, h is de lingte fan fia, en d is de diameter fan it sintrale gat. Oan de formule is te sjen dat de diameter fan de fia net folle ynfloed hat op de induktânsje, wylst de lingte fan de fia de grutste ynfloed hat op de induktânsje. Noch altyd mei it boppesteande foarbyld kin de out-of-hole inductance wurde berekkene as:
L=5,08x0,050[ln(4x0,050/0,010)+1]=1,015nH
As de opkomsttiid fan it sinjaal 1ns is, dan is de lykweardige impedânsjegrutte:
XL=πL/T10-90=3.19Ω
Sa'n impedance kin net negearre wurde yn 'e oanwêzigens fan hege-frekwinsje hjoeddeistige troch, yn it bysûnder, notysje op dat de bypass capacitor moat passe troch twa gatten by it ferbinen fan de macht laach en de formaasje, sadat de parasitêr inductance fan it gat wurdt fermannichfâldige.
Hoe kinne jo de fia brûke?
Troch de boppesteande analyze fan de parasitêre skaaimerken fan it gat, kinne wy sjen dat yn hege-snelheid PCB design, skynber ienfâldige gatten faak bringe grutte negative effekten oan it ûntwerp fan it circuit. Om de neidielige effekten te ferminderjen feroarsake troch it parasitêre effekt fan it gat, kin it ûntwerp sa fier mooglik wêze:
Ut de twa aspekten fan kosten en sinjaal kwaliteit, kies in ridlike grutte fan de fia grutte. As it nedich is, kinne jo beskôgje in gebrûk ferskillende maten fan fias, lykas foar macht oanbod of grûn wire gatten, kinne jo beskôgje in gebrûk in gruttere maat te ferminderjen de impedance, en foar sinjaal wiring, kinne jo gebrûk meitsje fan in lytsere fia. Fansels, as de grutte fan 'e fia ôfnimt, sille de oerienkommende kosten ek tanimme
De twa hjirboppe besprutsen formules kinne konkludearre wurde dat it gebrûk fan in tinner PCB-boerd befoarderlik is foar it ferminderjen fan de twa parasitêre parameters fan 'e fia
De sinjaal bedrading op de PCB board moat net feroare wurde sa fier mooglik, dat wol sizze, besykje net te brûken ûnnedige fias.
Fia's moatte yn 'e pinnen fan' e stroomfoarsjenning en de grûn boarre wurde. Hoe koarter de lieding tusken de pinnen en de fias, hoe better. Meardere gatten kinne parallel wurde boarre om de lykweardige induktânsje te ferminderjen.
Plak wat grûn troch-gatten tichtby de troch-gatten fan de sinjaal feroaring te foarsjen de tichtstby lizzende lus foar it sinjaal. Jo kinne sels pleatse wat oerstallige grûn gatten op de PCB board.
Foar hege snelheid PCB boards mei hege tichtheid, kinne jo beskôgje in gebrûk mikro-gaten.