Průchozí otvor (VIA) je důležitou součástí vícevrstvé DPS, a náklady na vrtání otvorů obvykle tvoří 30% až 40% nákladů na výrobu desek plošných spojů. Jednoduše řečeno, každou díru na desce plošných spojů lze nazvat průchozí dírou. Z hlediska funkce lze otvor rozdělit do dvou kategorií: jedna se používá pro elektrické spojení mezi vrstvami; Druhý slouží k fixaci nebo polohování zařízení.

Pokud jde o postup, tyto průchozí otvory jsou obecně rozděleny do tří kategorií, a to zaslepené, zakopané skrz a skrz skrz. Slepé otvory jsou umístěny na horním a dolním povrchu desky PRINTED a mají určitou hloubku pro připojení povrchového obvodu k vnitřnímu obvodu níže. Hloubka otvorů obvykle nepřesahuje určitý poměr (clonu). Zakopané otvory jsou spojovací otvory ve vnitřní vrstvě desky s plošnými spoji, které nepřesahují na povrch desky s plošnými spoji. The two types of holes are located in the inner layer of the circuit board, which is completed by the through-hole molding process before lamination, and several inner layers may be overlapped during the formation of the through-hole. Třetí typ, nazývaný průchozí otvory, prochází celou deskou s obvody a lze jej použít pro vnitřní propojení nebo jako montážní a polohovací otvory pro součásti. Because the through hole is easier to implement in the process, the cost is lower, so most printed circuit boards are used it, rather than the other two kinds of through hole. The following through holes, without special explanation, shall be considered as through holes.

Kolik toho víte o díře pro návrh DPS

Z konstrukčního hlediska se průchozí otvor skládá hlavně ze dvou částí, jedna je vyvrtaná díra uprostřed a druhá oblast podložky kolem vyvrtané díry, jak ukazuje obrázek níže. Velikost těchto dvou částí určuje velikost průchozího otvoru. Je zřejmé, že při návrhu vysokorychlostních desek plošných spojů s vysokou hustotou chce designér vždy otvor co nejmenší, tento vzorek může ponechat více místa pro zapojení, navíc čím menší je otvor, tím je jeho vlastní parazitická kapacita menší, více vhodné pro vysokorychlostní okruh. Velikost otvoru se však zmenšuje a současně přináší zvýšení nákladů a velikost otvoru nelze omezit bez omezení, je omezena vrtáním (vrtáním) a pokovováním (pokovováním) a další technologií: čím menší otvor, tím čím déle trvá vrtání, tím snazší je odchýlit se od středu; Pokud je hloubka otvoru větší než 6násobek průměru otvoru, není možné zaručit rovnoměrné měděné pokovení stěny otvoru. Například současná normální tloušťka (hloubka otvoru) 6vrstvé desky plošných spojů je asi 50 mil, takže minimální průměr vrtání, který mohou výrobci desek plošných spojů poskytnout, může dosáhnout pouze 8 mil. Parazitická kapacita samotného otvoru existuje vůči zemi, pokud je průměr izolačního otvoru D2, průměr díry je D1, tloušťka desky plošných spojů je T a dielektrická konstanta substrátu je ε, parazitní kapacita otvoru je přibližně: 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. Například pro desku s plošnými spoji o tloušťce 50 mil, pokud je vnitřní průměr otvoru 10 mil, průměr podložky je 20 mil a vzdálenost mezi podložkou a měděnou podlahou je 32 mil, můžeme přiblížit parazitní kapacitu díry pomocí výše uvedeného vzorce: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, kolísání doby náběhu způsobené touto částí kapacity je: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28ps. Z těchto hodnot je zřejmé, že ačkoliv vliv parazitní kapacity z jednoho otvoru na zpoždění náběhu není zřejmý, konstruktéři by měli být opatrní, pokud se pro přepínání mezi vrstvami používá více otvorů.

Při návrhu vysokorychlostních digitálních obvodů je parazitní indukčnost parazitní indukčnosti skrz otvor často větší než dopad parazitní kapacity. Its parasitic series inductance will weaken the contribution of bypass capacitance and reduce the filtering effectiveness of the entire power system. Parazitickou indukčnost aproximace průchozí díry můžeme jednoduše vypočítat pomocí následujícího vzorce: L = 5.08 h [ln (4h/d) +1] kde L označuje indukčnost skrz otvor, h je délka průchozí díra, a D je průměr středové díry. It can be seen from the equation that the diameter of the hole has little influence on the inductance, while the length of the hole has the greatest influence on the inductance. Při použití výše uvedeného příkladu lze indukčnost z otvoru vypočítat jako L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Pokud je doba náběhu signálu 1ns, pak ekvivalentní velikost impedance je: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Tuto impedanci nelze v přítomnosti vysokofrekvenčního proudu ignorovat. Obtokový kondenzátor musí zejména projít dvěma otvory, aby připojil napájecí vrstvu k formaci, čímž se zdvojnásobí parazitní indukčnost otvoru.

Výše uvedenou analýzou parazitických charakteristik otvoru můžeme vidět, že ve vysokorychlostním návrhu DPS zdánlivě jednoduchý otvor často přináší velké negativní efekty do návrhu obvodu. Abychom omezili nepříznivé efekty parazitického účinku otvoru, můžeme v návrhu udělat co nejvíce: 1. Ze dvou aspektů ceny a kvality signálu zvolte přiměřenou velikost otvoru. Například pro 6–10 vrstev desek plošných spojů modulu MEMORY je lepší zvolit otvor 10/20 mil (vrtání/podložka), u některých desek s malou hustotou s vysokou hustotou můžete také zkusit použít 8/18 mil díra. Při současné technologii by bylo obtížné použít menší otvory. Pro napájení nebo zemnící vodič skrz otvory lze uvažovat použití větší velikosti ke snížení impedance.

2. Dva vzorce diskutované výše ukazují, že použití tenčích desek plošných spojů pomáhá snížit dva parazitní parametry skrz otvory.

3. signálové vedení na desce plošných spojů by nemělo měnit vrstvu tak daleko, jak je to možné, to znamená, snažte se nepoužívat zbytečné otvory.

4. Kolíky napájecího zdroje a země by měly být vyvrtány poblíž. Čím kratší je vedení mezi kolíky a otvory, tím lépe, protože povedou ke zvýšení indukčnosti. Současně by napájecí a zemnící vodiče měly být co nejsilnější, aby se snížila impedance.

5. Umístěte několik uzemňovacích otvorů v blízkosti otvorů pro změnu vrstvy signálu, aby byla zajištěna nejbližší smyčka pro signál. Na desku plošných spojů můžete dokonce umístit spoustu dalších zemních otvorů. Samozřejmě musíte být ve svém návrhu flexibilní. Výše diskutovaný model průchozí díry je situace, kdy jsou v každé vrstvě podložky. Někdy můžeme v některých vrstvách podložky zmenšit nebo dokonce odstranit. Zvláště v případě, že je hustota otvoru velmi velká, může to vést k vytvoření odříznuté obvodové drážky v měděné vrstvě, k vyřešení takového problému kromě přesunutí umístění otvoru můžeme také zvážit otvor v měděné vrstvě, aby se zmenšila velikost podložky.