Виа је једна од важних компоненти вишеслојног ПЦБ-а, а трошкови бушења обично представљају 30% до 40% трошкова ПЦБ плоче. Једноставно речено, свака рупа на ПЦБ-у може се назвати Виа.
Основни концепт Виа:
Са становишта функције, виа се може поделити у две категорије: користи се као електрична веза између слојева, а други се користи као причвршћивање или позиционирање уређаја. Ако су из поступка ове рупе углавном подељене у три категорије, наиме слепе рупе, закопане рупе и кроз рупе.
Слепе рупе се налазе на горњим и доњим површинама штампане плоче и имају одређену дубину за повезивање површинског круга и унутрашњи круг испод, а дубина рупа обично не прелази одређени однос (отвор бленде).
Сахрањена рупа односи се на отвор за повезивање која се налази у унутрашњем слоју штампане плоче, која се не проширује на површину плоче. Прегледајте две врсте рупа налазе се у унутрашњем слоју плоче круга, што је завршен кроз процес калупа отвора пре ламинације, а током формирања кроз рупу може се преклапати и неколико унутрашњих слојева.
Трећи тип се назива кроз рупе, које пролазе кроз целу плочу и могу се користити за постизање интерне интерконекције или као рупе за постављање инсталације за компоненте. Пошто је кроз рупу лакше постићи у процесу, а цена је нижа, велика већина штампаних плоча које је користи, а не друга два кроз рупе. Следеће рупе, без посебних упутстава, сматрају се кроз рупе.
Са дизајнерских тачака, виа се углавном састоји од два дела, једна је средина рупе за бушење, а други је површина за заваривање око рупе за бушење. Величина ова два дела одређује величину Виа.
Очигледно је да је великим брзином, високим десијским дизајном дизајна, дизајнери увек желе рупу што је могуће мање могуће, тако да је више простора ожичења, осим тога, то је мање, то је мањи, његов властити паразитски капацитет је мањи, погоднији за кругове велике брзине.
Међутим, смањење величине такође доноси повећање трошкова, а величина рупе не може се смањити на неодређено време, она је ограничена бушењем и технологијом електричне енергије: мања рупа, што дуже бушење је потребно, то је дуже бушење, то је потребно одступање од центра; Када је дубина рупе више од 6 пута више од пречника рупе, немогуће је осигурати да се зид рупе може равномерно влажити бакрама.
На пример, ако је дебљина (кроз дубину рупа) нормалне 6-слојне ПЦБ плоче 50мил, затим минимум пречника бушења који произвођачи ПЦБ-а могу да обезбеде у нормалним условима могу достићи само 8мил. Са развојем ласерске технологије бушења, величина бушења такође може бити мања и мања, а пречник рупе је углавном мањи од или једнак 6милс, називају се микрохолама.
Микрохоли се често користе у ХДИ (Структури повезивања са високом интерконекцијом) и технологија микрофола може омогућити да се рупа директно избуше на јастучићу, што увелико побољшава перформансе круга и штеди простор ожичења. Виа се појављује као прекида прекидања импеданције на преносној линији, што изазива одраз сигнала. Генерално, еквивалентна импеданција рупе је око 12% нижа од преносне линије, на примјер, умањиће се од 50 охма преносних линија, када пролази кроз рупу (посебно и величина виа, дебљине плоче је такође повезана, а не апсолутно смањење).
Међутим, одраз проузрокованог дисконтинуитетошћу импеданције је заправо врло мали, а коефицијент рефлексије је само:
(44-50) / (44 + 50) = 0,06
Проблеми који произилазе из Виа-а су концентрисанији на ефекте паразитског капацитета и индуктивности.
Виа је паразитски капацитет и индуктивност
Постоји паразитски залутали капацитет у себи. Ако је пречник зоне отпорности на леже на положеном слоју Д2, пречник пасту за лемљење је Д1, дебљина ПЦБ плоче је Т, а диелектрична константа супстрата је ε, а паразитски капацитет кроз рупу је приближно:
Ц = 1.41εТД1 / (Д2-Д1)
Главни утицај паразитског капацитета на кругу је продужење времена пораста сигнала и смањити брзину круга.
На пример, за ПЦБ дебљину 50мил, ако је пречник виа подметача (пречник рупе за бушење је 10милс), а пречник зоне отпорности на лемљењу је 40мил, а затим можемо приближити паразитском капацитију преко горе наведене формуле:
Ц = 1.41к4.4к0.050к0.020 / (0.040-0,020) = 0.31ПФ
Количина промене времена раста проузрокована овим дијелом капацитета је отприлике:
Т10-90 = 2.2Ц (З0 / 2) = 2.2к0.31к (50/2) = 17,05пс
Може се видети из ових вредности које иако је корисност раста одлагања узроковане паразитском капацитетом једног преко није баш очигледна, ако се преко више пута користи у линији да се пребаци између слојева, користиће се вишеструке рупе, а дизајн треба пажљиво размотрити. У стварном дизајну, паразитски капацитет се може смањити повећањем удаљености између рупе и бакрене површине (анти-пастуса) или смањење пречника јастучића.
У дизајну дигиталних кругова велике брзине, штета проузрокована паразитским индуктивношћу често је већа од утицаја паразитског капацитета. Његова индуктивност паразитске серије ослабит ће допринос бајпас-кондензатора и ослабити ефикасност филтрирања целог система моћи.
Можемо да користимо следећу емпиријску формулу да једноставно израчунамо паразитску индуктивност приближавања кроз рупу:
Л = 5.08х [ЛН (4Х / Д) +1]
Где се односи на индуктивност Виа, Х да је дужина виа, а Д пречник централне рупе. Може се видети из формуле да пречник Виа има мали утицај на индуктивност, док дужина Виа има највећи утицај на индуктивност. И даље користе горњи пример, индуктивност ван рупе може се израчунати као:
Л = 5.08к0.050 [ЛН (4к0.050 / 0.010) +1] = 1.015НХ
Ако време раста сигнала је 1НС, тада је његова еквивалентна величина импеданције:
КСЛ = ΠЛ / Т10-90 = 3.19Ω
Таква импеданција се не може занемарити у присуству високофреквентне струје, нарочито, напоменути да је бајпас кондензатор треба да прође кроз две рупе када повезује слој моћи и стварање, тако да ће се множити паразитски индукцијску рупу.
Како користити Виа?
Кроз горе наведену анализу паразитских карактеристика рупе, можемо видети да у дизајну ПЦБ-а велике брзине наизглед једноставне рупе често доносе велике негативне ефекте на дизајн круга. Да би се смањили штетни ефекти узроковани паразитским ефектом рупе, дизајн може бити што је више могуће:
Од два аспекта квалитета трошкова и сигнала одаберите разумну величину величине. Ако је потребно, можете размотрити коришћење различитих величина виаса, као што је и за напајање или рупе за подземне жице, можете размотрити помоћу веће величине да бисте смањили импедансу и за ожичење сигнала, можете да користите мањи преко. Наравно, као величина се смањује, такође ће се повећати одговарајући трошкови
Две горе наведене формуле могу се закључити да употреба тањих ПЦБ плоче погодује да би се смањила два параметра паразита
Ожичење сигнала на ПЦБ плочи не треба да се мења што је више могуће, односно покушајте да не користите непотребне виаса.
Виас мора бити избушен у игле напајања и земље. Краће олово између игле и виаса, то је боље. Вишеструке рупе се може избушити паралелно да би се смањила еквивалентна индуктивност.
Поставите неколико уземљених рупа у близини пролазних рупа промене сигнала како бисте пружили најближу петљу за сигнал. Можете чак да поставите неке вишке рупе за копне на ПЦБ плочу.
За велике брзине ПЦБ са високом густином можете размотрити помоћу микро-рупа.
