Via minangka salah sawijining komponen penting saka PCB multi-lapisan, lan biaya pengeboran biasane udakara 30% nganti 40% saka biaya papan PCB. Cukup, saben bolongan ing PCB bisa diarani liwat.
Konsep dhasar saka liwat:
Saka sudut pandang fungsi, liwat bisa dipérang dadi rong kategori: siji digunakake minangka sambungan listrik antarane lapisan, lan liyane digunakake minangka mbenakake utawa posisi saka piranti. Yen saka prosese, bolongan iki umume dibagi dadi telung kategori, yaiku bolongan buta, bolongan dikubur lan bolongan liwat.
Bolongan wuta dumunung ing ndhuwur lan ngisor lumahing papan sirkuit dicithak lan duwe ambane tartamtu kanggo sambungan saka sirkuit lumahing lan sirkuit utama ngisor, lan ambane saka bolongan biasane ora ngluwihi rasio tartamtu (aperture).
Bolongan sing dikubur nuduhake bolongan sambungan sing ana ing lapisan njero papan sirkuit sing dicithak, sing ora ngluwihi permukaan papan. Ing ndhuwur rong jinis bolongan dumunung ing lapisan utama saka Papan sirkuit, kang rampung dening proses ngecor bolongan liwat sadurunge lamination, lan sawetara lapisan utama bisa tumpang tindih sak tatanan saka bolongan liwat.
Jinis katelu diarani liwat-bolongan, kang nembus kabeh papan sirkuit lan bisa digunakake kanggo entuk interconnection internal utawa minangka bolongan posisi instalasi kanggo komponen. Amarga bolongan liwat luwih gampang digayuh ing proses lan biaya luwih murah, mayoritas papan sirkuit sing dicithak nggunakake, tinimbang rong bolongan liyane. Bolongan ing ngisor iki, tanpa instruksi khusus, dianggep minangka bolongan.
Saka sudut pandang desain, via utamané dumadi saka rong bagéan, siji ing tengah bolongan pengeboran, lan liyane iku area welding pad watara bolongan pengeboran. Ukuran rong bagéan iki nemtokake ukuran liwat.
Temenan, ing dhuwur-kacepetan, dhuwur-Kapadhetan desain PCB, perancang tansah pengin bolongan minangka cilik sabisa, supaya luwih wiring papan bisa ngiwa, ing Kajaba iku, sing luwih cilik liwat, kapasitansi parasit dhewe luwih cilik, luwih cocok. kanggo sirkuit kacepetan dhuwur.
Nanging, pangurangan ukuran liwat uga nambah biaya, lan ukuran bolongan ora bisa dikurangi tanpa wates, diwatesi kanthi teknologi pengeboran lan elektroplating: bolongan sing luwih cilik, luwih suwe pengeboran, luwih gampang. yaiku nyimpang saka tengah; Nalika ambane bolongan luwih saka 6 kaping diameteripun bolongan, iku mokal kanggo mesthekake yen tembok bolongan bisa seragam dilapisi karo tembaga.
Contone, yen kekandelan (liwat ambane bolongan) saka Papan PCB 6-lapisan normal 50Mil, banjur diameteripun pengeboran minimal sing manufaktur PCB bisa nyedhiyani ing kahanan normal mung bisa tekan 8Mil. Kanthi pangembangan teknologi pengeboran laser, ukuran pengeboran bisa uga luwih cilik lan luwih cilik, lan diametere bolongan umume kurang saka utawa padha karo 6Mils, kita diarani microholes.
Microhole asring digunakake ing desain HDI (struktur interkoneksi Kapadhetan dhuwur), lan teknologi microhole bisa ngidini bolongan langsung dilatih ing pad, sing ningkatake kinerja sirkuit lan ngirit ruang kabel. Via katon minangka breakpoint saka impedansi discontinuity ing saluran transmisi, nyebabake bayangan sinyal. Umumé, impedansi sing padha karo bolongan kira-kira 12% luwih murah tinimbang garis transmisi, umpamane, impedansi saluran transmisi 50 ohm bakal dikurangi 6 ohm nalika ngliwati bolongan kasebut (khusus lan ukuran liwat, kekandelan piring uga gegandhengan, ora abang Absolute).
Nanging, refleksi sing disebabake dening diskontinuitas impedansi liwat pancen cilik banget, lan koefisien refleksi mung:
(44-50)/(44 + 50) = 0,06
Masalah sing muncul saka liwat luwih fokus ing efek kapasitansi lan induktansi parasit.
Via kang Parasitic kapasitansi lan Induktansi
Ana kapasitansi kesasar parasit ing liwat dhewe. Yen diameter zona resistance solder ing lapisan sing dilebokake yaiku D2, diameter pad solder yaiku D1, ketebalan papan PCB yaiku T, lan konstanta dielektrik saka substrat yaiku ε, kapasitansi parasit saka bolongan liwat. iku kira-kira:
C=1.41εTD1/(D2-D1)
Efek utama kapasitansi parasit ing sirkuit yaiku kanggo ndawakake wektu munggah sinyal lan nyuda kacepetan sirkuit.
Contone, kanggo PCB karo kekandelan saka 50Mil, yen diameteripun saka liwat pad punika 20Mil (diameteripun bolongan pengeboran punika 10Mils) lan diameteripun saka zona resistance solder punika 40Mil, banjur kita bisa kira-kira kapasitansi parasitic saka. liwat rumus ing ndhuwur:
C=1,41x4,4x0,050x0,020/(0,040-0,020)=0,31pF
Jumlah owah-owahan wektu mundhak sing disebabake dening bagean kapasitansi iki kira-kira:
T10-90=2,2C(Z0/2)=2,2x0,31x(50/2)=17,05ps
Bisa dideleng saka nilai kasebut sanajan utilitas penundaan mundhak sing disebabake kapasitansi parasit saka siji liwat ora ketok banget, yen liwat digunakake kaping pirang-pirang ing baris kanggo ngalih ing antarane lapisan, sawetara bolongan bakal digunakake. lan desain kudu kasebut kanthi teliti, dipikir. Ing desain nyata, kapasitansi parasit bisa dikurangi kanthi nambah jarak antarane bolongan lan area tembaga (Anti-pad) utawa ngurangi diameter pad.
Ing desain sirkuit digital kanthi kacepetan dhuwur, cilaka sing disebabake induktansi parasit asring luwih gedhe tinimbang pengaruh kapasitansi parasit. Inductance seri parasit bakal weaken kontribusi saka kapasitor bypass lan weaken efektifitas nyaring kabeh sistem daya.
Kita bisa nggunakake rumus empiris ing ngisor iki kanggo ngetung induktansi parasit saka perkiraan liwat-bolongan:
L=5.08j[ln(4j/d)+1]
Ing ngendi L nuduhake induktansi liwat, h yaiku dawa liwat, lan d yaiku diameter bolongan tengah. Bisa dideleng saka rumus yen diametere via nduweni pengaruh cilik marang induktansi, dene dawane via nduweni pengaruh paling gedhe marang induktansi. Isih nggunakake conto ing ndhuwur, induktansi metu saka bolongan bisa diitung minangka:
L=5,08x0,050[ln(4x0,050/0,010)+1]=1,015nH
Yen wektu munggah sinyal 1ns, ukuran impedansi sing padha yaiku:
XL=πL/T10-90=3.19Ω
Impedansi kuwi ora bisa digatèkaké ing ngarsane saiki frekuensi dhuwur liwat, utamané, Wigati sing kapasitor bypass kudu liwat loro bolongan nalika nyambungake lapisan daya lan tatanan, supaya induktansi parasit saka bolongan bakal ping pingan.
Carane nggunakake liwat?
Liwat analisis ndhuwur karakteristik parasit saka bolongan, kita bisa ndeleng sing ing desain PCB-kacepetan dhuwur, bolongan ketoke prasaja asring nggawa efek negatif gedhe kanggo desain sirkuit. Kanggo nyuda efek ala sing disebabake dening efek parasit saka bolongan kasebut, desain kasebut bisa ditindakake:
Saka rong aspek biaya lan kualitas sinyal, pilih ukuran sing cukup saka ukuran liwat. Yen perlu, sampeyan bisa nimbang nggunakake macem-macem ukuran vias, kayata kanggo sumber daya utawa bolongan kabel lemah, sampeyan bisa nimbang nggunakake ukuran luwih gedhe kanggo ngurangi impedansi, lan kanggo kabel sinyal, sampeyan bisa nggunakake liwat cilik. Mesthi, minangka ukuran liwat sudo, biaya sing cocog uga bakal nambah
Rong rumus sing dibahas ing ndhuwur bisa disimpulake yen panggunaan papan PCB sing luwih tipis kondusif kanggo nyuda loro paramèter parasit liwat
Wiring sinyal ing Papan PCB ngirim ora diganti minangka adoh sabisa, sing ngomong, nyoba ora nggunakake vias rasah.
Vias kudu dibor menyang pin sumber daya lan lemah. Sing luwih cendhek timbal antarane pin lan vias, luwih apik. Multiple bolongan bisa dilatih ing podo karo kanggo ngurangi induktansi padha.
Selehake sawetara bolongan liwat grounded cedhak bolongan liwat saka owah-owahan sinyal kanggo nyedhiyani daur ulang paling cedhak kanggo sinyal. Sampeyan bisa malah nyelehake sawetara keluwihan bolongan lemah ing Papan PCB.
Kanggo papan PCB kacepetan dhuwur kanthi Kapadhetan dhuwur, sampeyan bisa nimbang nggunakake bolongan mikro.