Gennemgående hul (VIA) er en vigtig del af flerlags PCB, og omkostningerne ved at bore huller tegner sig normalt for 30% til 40% af omkostningerne ved fremstilling af printkort. Kort sagt kan hvert hul på et printkort kaldes et gennemgangshul. Med hensyn til funktion kan hullet opdeles i to kategorier: den ene bruges til den elektriske forbindelse mellem lag; Den anden bruges til enhedsfiksering eller positionering.

Med hensyn til processen er disse gennemgående huller generelt opdelt i tre kategorier, nemlig blinde via, begravet via og igennem via. Blinde huller er placeret på toppen og bunden af ​​det PRINTED printkort og har en vis dybde til at forbinde overfladekredsløbet til det indre kredsløb nedenfor. Dybden af ​​hullerne overstiger normalt ikke et bestemt forhold (blænde). Nedgravede huller er forbindelseshuller i det indre lag af printkortet, der ikke strækker sig til overfladen af ​​printkortet. De to typer huller er placeret i det indre lag af kredsløbskortet, som afsluttes ved gennemgangshulstøbningsprocessen før laminering, og flere indre lag kan overlappe hinanden under dannelsen af ​​det gennemgående hul. Den tredje type, kaldet gennemgående huller, løber gennem hele kredsløbskortet og kan bruges til interne sammenkoblinger eller som monterings- og lokaliseringshuller til komponenter. Fordi det gennemgående hul er lettere at implementere i processen, er omkostningerne lavere, så de fleste printkort bruges det i stedet for de to andre slags gennemgående huller. Følgende gennemgående huller, uden særlig forklaring, betragtes som gennemgående huller.

Hvor meget ved du om PCB -designhul

Fra et designmæssigt synspunkt består et gennemgående hul hovedsageligt af to dele, den ene er borehullet i midten og den anden er pudeområdet omkring borehullet, som vist i figuren herunder. Størrelsen af ​​disse to dele bestemmer størrelsen af ​​det gennemgående hul. Det er klart, at designeren ved design af højhastigheds-PCB med høj densitet altid ønsker hullet så lille som muligt, denne prøve kan efterlade mere ledningsplads, og jo mindre hullet er, dens egen parasitiske kapacitans er mindre, mere velegnet til højhastighedskredsløb. Men hulstørrelsen falder på samme tid medfører omkostningsstigning, og hullets størrelse kan ikke reduceres uden grænser, det er begrænset af boring (boring) og plating (plating) og anden teknologi: jo mindre hul, jo længere tid det tager at bore, jo lettere er det at afvige fra midten; Når hullets dybde er mere end 6 gange hulets diameter, er det umuligt at garantere den ensartede kobberbelægning af hulvæggen. For eksempel er den nuværende normale tykkelse (gennem huldybde) på et 6-lags printkort omkring 50Mil, så den mindste borediameter, som printkortproducenter kan levere, kan kun nå 8Mil. Selve hullets parasitiske kapacitans eksisterer til jorden, hvis isoleringshullets diameter er D2, hulpudens diameter er D1, tykkelsen på printkortet er T, og substratets dielektriske konstant er ε, hullets parasitære kapacitans er cirka: C = 1.41εTD1/ (D2-D1)

Hovedvirkningen af ​​parasitisk kapacitans på kredsløbet er at forlænge signalstigningstiden og reducere kredsløbets hastighed. For eksempel for et printkort med en tykkelse på 50Mil, hvis hullets indvendige diameter er 10Mil, padens diameter er 20Mil, og afstanden mellem puden og kobbergulvet er 32Mil, kan vi tilnærme parasitkapacitansen af hullet ved hjælp af ovenstående formel: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, stigningstidsvariationen forårsaget af denne kapacitansdel er: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28 s. Af disse værdier er det klart, at selvom effekten af ​​parasitisk kapacitans fra et enkelt hul på stigningsforsinkelsen ikke er indlysende, bør designere være forsigtige, hvis flere huller bruges til lag-til-lag-skift.

Ved design af højhastigheds digitale kredsløb er den parasitære induktans af den parasitiske induktans gennem hullet ofte større end virkningen af ​​parasitisk kapacitans. Dens parasitiske serieinduktans vil svække bidraget fra bypass -kapacitans og reducere filtreringseffektiviteten af ​​hele elsystemet. Vi kan simpelthen beregne den parasitære induktans af en gennemgående tilnærmelse ved hjælp af følgende formel: L = 5.08h [ln (4h/d) +1], hvor L refererer til induktansen gennem hullet, h er længden af ​​gennemgående- hul, og D er diameteren af ​​det centrale hul. Det kan ses af ligningen, at hulets diameter har ringe indflydelse på induktansen, mens hullets længde har den største indflydelse på induktansen. Stadig ved hjælp af ovenstående eksempel kan induktansen ud af hullet beregnes som L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Hvis signalets stigningstid er 1ns, er den ækvivalente impedansstørrelse: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Denne impedans kan ikke ignoreres i nærvær af højfrekvent strøm. Specielt skal bypass -kondensatoren passere gennem to huller for at forbinde forsyningslaget med formationen og dermed fordoble hullets parasitiske induktans.

Gennem ovenstående analyse af hullets parasitære egenskaber kan vi se, at i højhastigheds-PCB-design bringer det tilsyneladende enkle hul ofte store negative effekter til kredsløbets design. For at reducere de negative virkninger af hullets parasitære virkning kan vi gøre så meget som muligt i designet: 1. Vælg en rimelig størrelse af hullet ud fra de to aspekter af omkostninger og signalkvalitet. For eksempel, for 6-10 lag af MEMORY-modul PCB-design, er det bedre at vælge 10/20mil (boring/pad) gennem hullet, for nogle højdensitets lille størrelse bord kan du også prøve at bruge 8/18mil igennem hullet. Med den nuværende teknologi ville det være svært at bruge mindre huller. For strømforsyning eller jordledning gennem huller kan overvejes at bruge en større størrelse til at reducere impedans.

2. De to formler, der er diskuteret ovenfor, viser, at brugen af ​​tyndere printkort hjælper med at reducere de to parasitære parametre gennem huller.

3. Signalledningerne på printkortet bør ikke ændre laget så langt som muligt, det vil sige prøve ikke at bruge unødvendige huller.

4. Stifterne på strømforsyningen og jorden skal bores i nærheden. Jo kortere ledningen mellem stifterne og hullerne er, jo bedre, fordi de vil føre til en stigning i induktans. På samme tid skal strøm- og jordledningerne være så tykke som muligt for at reducere impedansen.

5. Anbring nogle jordhuller nær hullerne i signallagskiftet for at give den nærmeste sløjfe til signalet. Du kan endda lægge en masse ekstra jordhuller på printkortet. Selvfølgelig skal du være fleksibel i dit design. Den gennemgående hulmodel, der er diskuteret ovenfor, er en situation, hvor der er puder i hvert lag. Nogle gange kan vi reducere eller endda fjerne puder i nogle lag. Især i tilfælde af hullets tæthed er meget stor, kan det føre til dannelsen af ​​en afskåret kredsløbsspor i kobberlaget, for at løse et sådant problem ud over at flytte placeringen af ​​hullet, kan vi også overveje hullet i kobberlaget for at reducere størrelsen på puden.