VIA er einn af mikilvægum þáttum PCB fjöllags og kostnaður við borun nemur venjulega 30% til 40% af kostnaði við PCB borð. Einfaldlega sagt, hægt er að kalla hvert gat á PCB.
Grunnhugtakið um:
Frá sjónarhóli virkni er hægt að skipta VIA í tvo flokka: annar er notaður sem rafmagnstenging milli laga og hin er notuð sem festing eða staðsetningu tækisins. Ef frá ferlinu er þessum götum yfirleitt skipt í þrjá flokka, nefnilega blind göt, grafnar göt og í gegnum göt.
Blind göt eru staðsett á efri og neðri flötum prentaða hringrásarinnar og hafa ákveðna dýpt fyrir tengingu yfirborðsrásarinnar og innri hringrásina fyrir neðan, og dýpt götanna fer venjulega ekki yfir ákveðið hlutfall (ljósop).
Grafið gatið vísar til tengingargatsins sem staðsett er í innra lagi prentaða hringrásarborðsins, sem nær ekki til yfirborðs borðsins. Ofangreindar tvær tegundir af götum eru staðsettar í innra lagi hringrásarborðsins, sem er lokið með í gegnum holu mótunarferlið fyrir lagskiptingu, og hægt er að skarast nokkur innri lög við myndun í gegnum gatið.
Þriðja gerðin er kölluð í gegnum holur, sem fara í gegnum alla hringrásina og er hægt að nota til að ná innri samtengingu eða sem uppsetningarholum fyrir íhluti. Vegna þess að auðveldara er að ná í gegnum gatið og kostnaðurinn er lægri notar mikill meirihluti prentaðra hringrásar það, frekar en hinar tvær í gegnum götin. Eftirfarandi göt, án sérstakra fyrirmæla, eru talin í gegnum göt.
Frá hönnunarsjónarmiði er A Via aðallega samsett úr tveimur hlutum, annar er miðja borholið og hin er suðupúði svæðið umhverfis borholuna. Stærð þessara tveggja hluta ákvarðar stærð VIA.
Augljóslega, í háhraða, háþéttni PCB hönnun, vilja hönnuðirnir alltaf gatið eins lítið og mögulegt er, svo að hægt sé að skilja meira raflögn. Fyrir háhraða hringrás.
Samt sem er að víkja frá miðstöðinni; Þegar dýpt holunnar er meira en 6 sinnum þvermál holunnar er ómögulegt að tryggja að hægt sé að plata holuvegginn jafnt með kopar.
Til dæmis, ef þykktin (í gegnum holudýpt) venjulegs 6 lags PCB borð er 50 mm, þá getur lágmarks boraþvermál sem PCB framleiðendur geta veitt við venjulegar aðstæður aðeins 8mil. Með þróun leysirborunartækni getur stærð borsins einnig verið minni og minni, og þvermál gatsins er yfirleitt minna en eða jafnt og 6míl, erum við kölluð örholur.
Örholur eru oft notaðar í HDI (háþéttni samtengingaruppbyggingu) og örhol tækni getur gert kleift að bora gatið beint á púðann, sem bætir árangur hringrásarinnar og sparar raflögn. VIA birtist sem brotpunktur viðnáms óstöðugleika á háspennulínunni, sem veldur endurspeglun merkisins. Almennt er samsvarandi viðnám holunnar um það bil 12% lægri en háspennulínan, til dæmis, viðnám 50 ohms háspennulínu minnkar um 6 ohm þegar hún fer í gegnum gatið (sérstaklega og stærð VI, Plataþykktin er einnig tengd, ekki alger minnkun).
Hins vegar er speglunin sem stafar af viðnámssamfelld með í raun mjög lítil og speglunarstuðull hans er aðeins:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
Vandamálin sem stafa af VIA eru einbeitt meira að áhrifum sníkjudýra og inductance.
Sníkjudýra og hvati í gegnum
Það er sníkjudýr villandi þéttni í Via sjálfum. Ef þvermál lóðmálmu viðnámssvæðisins á laginu er D2, er þvermál lóðmálsins D1, er þykkt PCB borðsins T, og dielectric stöðugleiki undirlagsins er ε, sníkjudýrkunin í gegnum gatið. er um það bil:
C = 1,41εTD1/(D2-D1)
Helstu áhrif sníkjudýraþéttni á hringrásinni eru að lengja hækkunartíma merkisins og draga úr hraða hringrásarinnar.
Til dæmis, fyrir PCB með þykkt 50 mm, ef þvermál Via Pad er 20mil (þvermál borholunnar er 10míl) og þvermál lóðmálmunarsvæðisins er 40mil, þá getum við samið sníkjudýrið. Via með ofangreindri formúlu:
C = 1,41x4.4x0.050x0.020/(0,040-0.020) = 0,31pf
Magn hækkunartímabreytinga af völdum þessa hluta þéttni er nokkurn veginn:
T10-90 = 2,2C (Z0/2) = 2,2x0,31x (50/2) = 17,05PS
Það má sjá af þessum gildum að þó að notagildi hækkunar seinkunar af völdum sníkjudýmis eins og er ekki mjög augljós, ef VIA er notað nokkrum sinnum í línunni til að skipta á milli laga, verða mörg holur notaðir, notaðir, og íhuga ætti vandlega. Í raunverulegri hönnun er hægt að draga úr sníkjudýrum með því að auka fjarlægðina milli gatsins og koparsvæðisins (and-púða) eða draga úr þvermál púðans.
Við hönnun háhraða stafrænna hringrásar er skaðinn af völdum sníkjudýrs hvata oft meiri en áhrif sníkjudýra. Inductance sníkjudýraseríu mun veikja framlag framhjá þétti og veikja síunarvirkni alls raforkukerfisins.
Við getum notað eftirfarandi reynsluformúlu til að reikna einfaldlega sníkjudýrsleiðni í gegnum holu nálgun:
L = 5,08H [LN (4H/D) +1]
Þar sem L vísar til hvatningar VIA er H lengd Via og D er þvermál miðholunnar. Það má sjá af formúlunni að þvermál VI hafa lítil áhrif á inductance, en lengd VI hafa mest áhrif á inductance. Enn er hægt að reikna út ofangreint dæmi er hægt að reikna útleiðslu utan holu sem:
L = 5,08x0.050 [Ln (4x0.050/0.010) +1] = 1.015nh
Ef hækkunartími merkisins er 1ns, þá er samsvarandi viðnámsstærð þess:
Xl = πl/t10-90 = 3,19Ω
Ekki er hægt að hunsa slíka viðnám í viðurvist hátíðni straums í gegnum, einkum, bendir á að framhjáþéttinn þarf að fara í gegnum tvö göt þegar tengt er afllagið og myndunina, þannig að sníkjudýrsleiðsla holunnar verður margfölduð.
Hvernig á að nota Via?
Með ofangreindri greiningu á sníkjudýrum holunnar getum við séð að í háhraða PCB hönnun, virðist einföld göt oft hafa mikil neikvæð áhrif á hönnun hringrásarinnar. Til að draga úr skaðlegum áhrifum af völdum sníkjudýraáhrifa holunnar getur hönnunin verið eins langt og hægt er:
Veldu hæfilega stærð VIA stærð. Ef nauðsyn krefur geturðu íhugað að nota mismunandi stærðir af vias, svo sem fyrir aflgjafa eða malar vírholur, þú getur íhugað að nota stærri stærð til að draga úr viðnám og til að taka merkislögn geturðu notað minni með. Auðvitað, eftir því sem stærð VIA minnkar, mun samsvarandi kostnaður einnig aukast
Hægt er að álykta tvær formúlur sem fjallað er um hér að ofan að notkun þynnri PCB borð er til þess fallin
Ekki ætti að breyta merkislögninni á PCB borðinu eins langt og hægt er, það er að segja, reyndu að nota ekki óþarfa VIA.
Vias verður að bora í pinna aflgjafa og jarðar. Því styttri sem blýið milli pinna og vias, því betra. Hægt er að bora margar holur samhliða til að draga úr jafngildum inductance.
Settu nokkrar jarðtengdar í gegnum holur nálægt holuholum merkjaskipta til að veita næstu lykkju fyrir merkið. Þú getur jafnvel sett nokkrar umfram jörð göt á PCB borð.
Fyrir háhraða PCB borð með miklum þéttleika geturðu íhugað að nota örholur.