Проходният отвор (VIA) е важна част от многослойна печатна платка, а разходите за пробиване на отвори обикновено представляват 30% до 40% от разходите за производство на печатни платки. Просто казано, всяка дупка на печатна платка може да се нарече проходна дупка. По отношение на функцията отворът може да бъде разделен на две категории: едната се използва за електрическо свързване между слоеве; Другият се използва за фиксиране или позициониране на устройството.

От гледна точка на процеса тези проходни отвори обикновено са разделени на три категории, а именно слепи през, заровени през и през през. Сляпите отвори са разположени върху горната и долната повърхност на печатната платка и имат определена дълбочина за свързване на повърхностната верига към вътрешната верига по -долу. Дълбочината на отворите обикновено не надвишава определено съотношение (бленда). Заровените дупки са свързващи отвори във вътрешния слой на печатната платка, които не се простират до повърхността на печатната платка. Двата вида отвори са разположени във вътрешния слой на платката, който е завършен чрез процеса на формоване през отвори преди ламиниране, а няколко вътрешни слоя могат да се припокрият по време на образуването на проходния отвор. Третият тип, наречен проходни отвори, преминава през цялата платка и може да се използва за вътрешни връзки или като монтажни и локални отвори за компоненти. Тъй като проходният отвор е по -лесен за изпълнение в процеса, цената е по -ниска, така че повечето печатни платки го използват, а не другите два вида проходни отвори. Следните проходни отвори, без специално обяснение, се считат за проходни.

Колко знаете за дупката за дизайн на печатни платки

От гледна точка на дизайна, проходният отвор се състои главно от две части, едната е пробивната дупка в средата, а другата е областта на подложката около отвора, както е показано на фигурата по-долу. Размерът на тези две части определя размера на проходния отвор. Очевидно е, че при проектирането на високоскоростна платка с висока плътност дизайнерът винаги иска отворът да е възможно най-малък, тази проба може да остави повече място за окабеляване, освен това, колкото по-малък е отворът, неговият собствен паразитен капацитет е по-малък, повече подходящ за високоскоростна верига. Но размерът на отвора намалява в същото време води до увеличаване на разходите, а размерът на отвора не може да бъде намален без ограничение, той се ограничава чрез пробиване (пробиване) и обшивка (покритие) и друга технология: колкото по -малък е отворът, толкова колкото по -дълго е необходимо за пробиване, толкова по -лесно е да се отклоните от центъра; Когато дълбочината на отвора е повече от 6 пъти диаметъра на отвора, е невъзможно да се гарантира еднакво медно покритие на стената на отвора. Например текущата нормална дебелина (през дълбочина на отвора) на 6-слойна платка от печатни платки е около 50 мили, така че минималният диаметър на пробиване, който производителите на печатни платки могат да осигурят, може да достигне само 8 мили. Паразитният капацитет на самия отвор съществува към земята, ако диаметърът на изолационния отвор е D2, диаметърът на подложката за отвори е D1, дебелината на печатната платка е T, а диелектричната константа на субстрата е ε, паразитният капацитет на дупката е приблизително: C = 1.41εTD1/ (D2-D1)

The main effect of parasitic capacitance on the circuit is to prolong the signal rise time and reduce the circuit speed. Например, за печатна платка с дебелина 50Mil, ако вътрешният диаметър на отвора е 10Mil, диаметърът на подложката е 20Mil, а разстоянието между подложката и медния под е 32Mil, можем да приближим паразитния капацитет на дупката, като използвате горната формула: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, промяната във времето на нарастване, причинена от тази част от капацитета е: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28ps. От тези стойности става ясно, че въпреки че ефектът на паразитния капацитет от един отвор върху забавянето на покачването не е очевиден, дизайнерите трябва да бъдат внимателни, ако се използват множество отвори за превключване между слоеве.

При проектирането на високоскоростни цифрови схеми паразитната индуктивност на паразитната индуктивност през дупката често е по-голяма от въздействието на паразитния капацитет. Нейната паразитна последователна индуктивност ще отслаби приноса на байпасния капацитет и ще намали ефективността на филтриране на цялата енергийна система. Можем просто да изчислим паразитната индуктивност на апроксимация през проходни отвори, като използваме следната формула: L = 5.08h [ln (4h/d) +1], където L се отнася до индуктивността през проходния отвор, h е дължината на проходния отвор отвор, а D е диаметърът на централния отвор. От уравнението може да се види, че диаметърът на отвора има малко влияние върху индуктивността, докато дължината на отвора има най -голямо влияние върху индуктивността. Все още използвайки горния пример, индуктивността извън отвора може да бъде изчислена като L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Ако времето на нарастване на сигнала е 1ns, тогава еквивалентният размер на импеданса е: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Този импеданс не може да бъде пренебрегнат при наличието на високочестотен ток. По -специално, байпасният кондензатор трябва да премине през два отвора, за да свърже захранващия слой с формацията, като по този начин удвои паразитната индуктивност на отвора.

Чрез горния анализ на паразитните характеристики на дупката можем да видим, че при високоскоростен дизайн на печатни платки, на пръв поглед простата дупка често носи големи отрицателни ефекти върху дизайна на веригата. За да намалим неблагоприятните ефекти от паразитния ефект на дупката, можем да направим възможно най -много в дизайна: 1. От двата аспекта на цената и качеството на сигнала изберете разумен размер на дупката. Например, за 6-10 слоя дизайн на печатна платка с модул MEMORY е по-добре да изберете 10/20mil (пробиване/подложка) през отвора, за някои плочи с малък размер с висока плътност, можете също да опитате да използвате 8/18mil през дупката. При съвременните технологии би било трудно да се използват по -малки дупки. За захранване или заземяване проводник през отвори може да се счита за използване на по -голям размер за намаляване на импеданса.

2. Двете формули, обсъдени по -горе, показват, че използването на по -тънки платки за печатни платки помага за намаляване на двата паразитни параметъра през дупки.

3. сигналното окабеляване на печатната платка не трябва да променя слоя, доколкото е възможно, тоест, опитайте се да не използвате ненужни дупки.

4. Щифтовете на захранването и земята трябва да бъдат пробити наблизо. Колкото по -къс е проводникът между щифтовете и отворите, толкова по -добре, защото те ще доведат до увеличаване на индуктивността. В същото време захранващите и заземяващите проводници трябва да бъдат възможно най -дебели, за да се намали импедансът.

5. Поставете някои отвори за заземяване близо до отворите на промяната на сигналния слой, за да осигурите най -близкия контур за сигнала. Можете дори да поставите много допълнителни заземени отвори на печатната платка. Разбира се, трябва да сте гъвкави в дизайна си. Разгледаният по-горе модел на отвора е ситуация, при която има подложки във всеки слой. Понякога можем да намалим или дори да премахнем подложки в някои слоеве. Особено в случай, че плътността на дупката е много голяма, това може да доведе до образуване на прекъснат жлеб на веригата в медния слой, за да се реши такъв проблем в допълнение към преместването на местоположението на отвора, можем да разгледаме и дупката в медния слой, за да намалите размера на подложката.