Kroz rupu (VIA) važan je dio višeslojna PCB, a troškovi bušenja rupa obično čine 30% do 40% troškova izrade PCB ploča. Jednostavno rečeno, svaka rupa na PCB -u može se nazvati prolaznom rupom. U pogledu funkcije, rupa se može podijeliti u dvije kategorije: jedna se koristi za električno povezivanje slojeva; Drugi se koristi za pričvršćivanje ili pozicioniranje uređaja.

Što se tiče procesa, ove prolazne rupe su općenito podijeljene u tri kategorije, naime slijepe, zatrpane i prolazne. Slepe rupe se nalaze na gornjoj i donjoj površini štampane ploče i imaju određenu dubinu za povezivanje površinskog kola sa unutrašnjim krugom ispod. Dubina rupa obično ne prelazi određeni omjer (otvor). Ukopane rupe su rupe za povezivanje u unutrašnjem sloju štampane ploče koje se ne protežu do površine štampane ploče. Dvije vrste rupa nalaze se u unutrašnjem sloju ploče, koja je dovršena postupkom oblikovanja kroz rupu prije laminiranja, a nekoliko unutarnjih slojeva može se preklopiti tijekom formiranja prolazne rupe. Treći tip, nazvan prolazni otvor, prolazi kroz cijelu ploču i može se koristiti za unutarnje međusobne veze ili kao montažne i lokacijske rupe za komponente. Budući da je kroz proces lakše implementirati prolazni otvor, troškovi su niži, pa se koristi većina štampanih ploča, a ne druge dvije vrste prolaznih rupa. Sljedeće proreze, bez posebnog objašnjenja, smatrat će se prolazima.

Koliko znate o dizajnu rupa za PCB

S gledišta dizajna, prolazna rupa se uglavnom sastoji od dva dijela, jedan je rupa za bušenje u sredini, a drugi je područje jastučića oko rupe za bušenje, kao što je prikazano na donjoj slici. Veličina ova dva dijela određuje veličinu prolaznog otvora. Očigledno, u dizajnu brzih PCB-a velike gustoće, dizajner uvijek želi rupu što je moguće manjom, ovaj uzorak može ostaviti više prostora za ožičenje, osim toga, što je rupa manja, vlastiti parazitski kapacitet je manji, više pogodan za krug velike brzine. No, veličina rupe smanjuje se istovremeno dovodi do povećanja troškova, a veličina rupe ne može se neograničeno smanjiti, ograničena je bušenjem (bušilicom) i oplatom (oplata) i drugom tehnologijom: što je rupa manja, što je duže potrebno bušenje, lakše je odstupiti od središta; Kada je dubina rupe više od 6 puta promjera rupe, nemoguće je jamčiti jednoliku bakrenu oblogu stijenke rupe. Na primjer, trenutna normalna debljina (kroz dubinu rupe) 6-slojne PCB ploče je oko 50 Mil, pa minimalni promjer bušenja koji proizvođači PCB-a mogu pružiti može doseći samo 8 Mil. Parazitski kapacitet same rupe postoji do tla, ako je promjer izolacijske rupe D2, promjer jastučića rupe D1, debljina PCB ploče T, a dielektrična konstanta podloge ε, parazitski kapacitet rupe je približno: 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. Na primjer, za PCB ploču debljine 50Mil, ako je unutarnji promjer rupe 10Mil, promjer podloge 20Mil, a udaljenost između podloge i bakrenog poda 32Mil, možemo približiti parazitski kapacitet rupe pomoću gornje formule: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, varijacija u vremenu porasta uzrokovana ovim dijelom kapacitivnosti je: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28ps. Iz ovih vrijednosti je jasno da, iako učinak parazitskog kapaciteta iz jedne rupe na kašnjenje porasta nije očit, dizajneri bi trebali biti oprezni ako se za prebacivanje između slojeva koristi više rupa.

U dizajnu brzih digitalnih kola, parazitska induktivnost parazitske induktivnosti kroz rupu često je veća od utjecaja parazitske kapacitivnosti. Njegova parazitska serijska induktivnost oslabit će doprinos zaobilaznog kapaciteta i smanjiti učinkovitost filtriranja cijelog elektroenergetskog sustava. Jednostavno možemo izračunati parazitsku induktivnost aproksimacije aproksimacije kroz sljedeću formulu: L = 5.08h [ln (4h/d) +1] gdje se L odnosi na induktivitet kroz rupu, h je dužina prolazne rupe rupa, a D je promjer središnje rupe. Iz jednadžbe se može vidjeti da promjer rupe ima mali utjecaj na induktivitet, dok duljina rupe ima najveći utjecaj na induktivitet. I dalje koristeći gornji primjer, induktivitet iz rupe može se izračunati kao L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Ako je vrijeme porasta signala 1ns, tada je ekvivalentna veličina impedancije: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Ova impedancija se ne može zanemariti u prisustvu visokofrekventne struje. Konkretno, zaobilazni kondenzator mora proći kroz dvije rupe kako bi spojio dovodni sloj s formacijom, udvostručujući parazitsku induktivnost rupe.

Kroz gornju analizu parazitskih karakteristika rupe, možemo vidjeti da u dizajnu PCB-a velike brzine naizgled jednostavna rupa često donosi velike negativne učinke na dizajn kola. Kako bismo smanjili štetne učinke parazitskog učinka rupe, možemo učiniti što je više moguće u dizajnu: 1. Iz dva aspekta cijene i kvalitete signala, odaberite razumnu veličinu rupe. Na primjer, za 6-10 slojeva dizajna PCB-a sa modulom MEMORY, bolje je izabrati 10/20mil (bušenje/jastučić) kroz rupu, za neku ploču male veličine velike gustoće, također možete pokušati koristiti 8/18mil kroz rupa. S trenutnom tehnologijom bilo bi teško koristiti manje rupe. Za napajanje ili uzemljenje žica kroz rupe može se smatrati da koristi veću veličinu za smanjenje impedancije.

2. Dvije gore navedene formule pokazuju da upotreba tanjih PCB ploča pomaže u smanjenju dva parazitska parametra kroz rupe.

3. signalno ožičenje na PCB ploči ne smije mijenjati sloj što je više moguće, odnosno pokušajte ne koristiti nepotrebne rupe.

4. Igle izvora napajanja i uzemljenje treba bušiti u blizini. Što je kraći vod između igle i rupa, to bolje, jer će dovesti do povećanja induktivnosti. Istovremeno, kabeli za napajanje i uzemljenje trebaju biti što deblji kako bi se smanjila impedancija.

5. Postavite neke rupe za uzemljenje blizu rupa promjene signalnog sloja kako biste osigurali najbližu petlju za signal. Možete čak staviti i puno dodatnih rupa za uzemljenje na PCB. Naravno, morate biti fleksibilni u svom dizajnu. Gore opisani model prolaza je situacija u kojoj se u svakom sloju nalaze jastučići. Ponekad možemo smanjiti ili čak ukloniti jastučiće u nekim slojevima. Posebno u slučaju da je gustoća rupe vrlo velika, to može dovesti do stvaranja odsječenog utora strujnog kruga u sloju bakra, kako bi se riješio takav problem osim pomicanja lokacije rupe, možemo uzeti u obzir i rupu u bakrenom sloju kako bi se smanjila veličina jastučića.