In brzi HDI PCB dizajn, preko dizajna je važan čimbenik. Sastoji se od rupe, područja podloška oko rupe i izolacijskog područja POWER sloja, koji se obično dijele na tri tipa: slijepe rupe, ukopane rupe i prolazne rupe. U procesu projektiranja PCB-a, kroz analizu parazitnog kapaciteta i parazitne induktivnosti spojnih spojeva, sažete su neke mjere opreza u projektiranju brzih PCB spojeva.

Trenutno se dizajn PCB-a velike brzine široko koristi u komunikacijama, računalima, grafici i obradi slika i drugim poljima. Svi dizajni elektroničkih proizvoda visoke tehnologije s dodanom vrijednošću slijede značajke kao što su niska potrošnja energije, nisko elektromagnetsko zračenje, visoka pouzdanost, minijaturizacija i mala težina. Kako bi se postigli gore navedeni ciljevi, preko dizajna je važan čimbenik u dizajnu PCB-a velike brzine.

1. Preko
Via je važan čimbenik u višeslojnom dizajnu PCB-a. Prijelaz se uglavnom sastoji od tri dijela, jedan je rupa; drugi je područje jastučića oko rupe; a treće je izolacijsko područje sloja POWER. Proces prolaznog otvora je nanošenje sloja metala na cilindričnu površinu stijenke otvora prolaza kemijskim taloženjem kako bi se povezala bakrena folija koju treba spojiti sa srednjim slojem, te gornjom i donjom stranom prolazni otvor se izrađuju u obične jastučiće. Oblik se može izravno povezati s linijama na gornjoj i donjoj strani, ili ne povezati. Viasi mogu imati ulogu električnih priključaka, uređaja za fiksiranje ili pozicioniranje.

Viasi se općenito dijele u tri kategorije: slijepe rupe, ukopane rupe i prolazne rupe.

Slijepe rupe nalaze se na gornjoj i donjoj površini tiskane ploče i imaju određenu dubinu. Koriste se za povezivanje površinske linije i unutarnje linije ispod. Dubina rupe i promjer rupe obično ne prelaze određeni omjer.

Zakopana rupa se odnosi na spojnu rupu koja se nalazi u unutarnjem sloju tiskane ploče, a koja se ne proteže do površine ploče.

Slijepi i ukopani prolazi nalaze se u unutarnjem sloju pločice, koji se završava procesom formiranja otvora prije laminacije, a nekoliko unutarnjih slojeva može se preklapati tijekom formiranja otvora.

Prolazne rupe, koje prolaze kroz cijelu ploču, mogu se koristiti za interno međusobno povezivanje ili kao rupa za pozicioniranje komponente. Budući da je prolazne rupe lakše implementirati u procesu i niže cijene, tiskane pločice općenito koriste prolazne rupe.

2. Parazitska kapacitivnost vias
Sam via ima parazitski kapacitet prema zemlji. Ako je promjer izolacijskog otvora na sloju uzemljenja prolaza D2, promjer jastučića je D1, debljina PCB-a je T, a dielektrična konstanta podloge ploče je ε, tada je parazitski kapacitet via je sličan:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Glavni učinak parazitne kapacitivnosti prolazne rupe na krug je produljenje vremena porasta signala i smanjenje brzine kruga. Što je manja vrijednost kapacitivnosti, to je manji učinak.

3. Parazitska induktivnost vias
Sam via ima parazitsku induktivnost. U dizajnu digitalnih sklopova velike brzine, šteta uzrokovana parazitskom induktivnošću veznog spoja često je veća od utjecaja parazitne kapacitivnosti. Parazitska serijska induktivnost propusnog spoja će oslabiti funkciju premosnog kondenzatora i oslabiti učinak filtriranja cijelog elektroenergetskog sustava. Ako se L odnosi na induktivnost prolaza, h je duljina prolaza, a d je promjer središnje rupe, parazitska induktivnost prolaza je slična:

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

Iz formule se vidi da promjer prolaza ima mali utjecaj na induktivitet, a duljina prolaza ima najveći utjecaj na induktivitet.

4. Ne-kroz tehnologiju
Neprolazni prijelazni spojevi uključuju slijepe i ukopane spojeve.

U tehnologiji non-through via, primjena slijepih i skrivenih spojeva može uvelike smanjiti veličinu i kvalitetu PCB-a, smanjiti broj slojeva, poboljšati elektromagnetsku kompatibilnost, povećati karakteristike elektroničkih proizvoda, smanjiti troškove, a također i učiniti dizajn radi jednostavnije i brže. U tradicionalnom dizajnu i obradi PCB-a, rupe mogu donijeti mnoge probleme. Prvo, oni zauzimaju veliku količinu efektivnog prostora, a drugo, veliki broj prolaznih rupa je gusto zbijen na jednom mjestu, što također stvara ogromnu prepreku ožičenju unutarnjeg sloja višeslojnog PCB-a. Ove prolazne rupe zauzimaju prostor potreban za ožičenje, a intenzivno prolaze kroz napajanje i uzemljenje. Površina sloja žice također će uništiti karakteristike impedancije sloja žice za uzemljenje napajanja i učiniti sloj žice za uzemljenje neučinkovitim. A konvencionalna mehanička metoda bušenja bit će 20 puta veća od radnog opterećenja tehnologije koja nije prohodna.

U dizajnu PCB-a, iako se veličina jastučića i spojeva postupno smanjivala, ako se debljina sloja ploče ne smanji proporcionalno, omjer širine i visine prolaznog otvora će se povećati, a povećanje omjera širine i visine prolaznog otvora će se smanjiti pouzdanost. Uz zrelost napredne tehnologije laserskog bušenja i tehnologije suhog jetkanja plazmom, moguće je primijeniti nepenetrirajuće male slijepe rupe i male ukopane rupe. Ako je promjer ovih nepropusnih otvora 0.3 mm, parazitni parametri bit će oko 1/10 originalne konvencionalne rupe, što poboljšava pouzdanost PCB-a.

Zbog tehnologije ne-kroz via, na PCB-u postoji nekoliko velikih spojeva, što može pružiti više prostora za tragove. Preostali prostor može se koristiti za zaštitu velikih površina radi poboljšanja EMI/RFI performansi. Istodobno, više preostalog prostora također se može iskoristiti za unutarnji sloj za djelomično zaštitu uređaja i ključnih mrežnih kabela, tako da ima najbolje električne performanse. Upotreba ne-prolaznih spojeva olakšava rasklapanje pinova uređaja, što olakšava usmjeravanje pinova visoke gustoće (kao što su uređaji u paketu BGA), skraćujući duljinu ožičenja i ispunjavanje vremenskih zahtjeva brzih krugova .

5. Izborom u običnom PCB-u
U običnom dizajnu PCB-a, parazitna kapacitivnost i parazitna induktivnost priključka imaju mali utjecaj na dizajn PCB-a. Za 1-4 sloja PCB dizajna, 0.36 mm/0.61 mm/1.02 mm (u pravilu se odabire izbušena rupa/područje/POWER izolacijsko područje) ) Vias su bolji. Za signalne vodove s posebnim zahtjevima (kao što su strujni vodovi, vodovi uzemljenja, taktni vodovi, itd.), mogu se koristiti 0.41 mm/0.81 mm/1.32 mm spojnice ili se mogu odabrati prijelazni spojevi drugih veličina prema stvarnoj situaciji.

6. Preko dizajna u PCB-u velike brzine
Kroz gornju analizu parazitnih karakteristika vias, možemo vidjeti da u dizajnu PCB-a velike brzine, naizgled jednostavni vias često donose velike negativne učinke na dizajn sklopa. Kako bi se smanjili štetni učinci uzrokovani parazitskim učincima spojnica, u dizajnu se može učiniti sljedeće:

(1) Odaberite razumnu veličinu. Za višeslojni dizajn PCB-a opće gustoće, bolje je koristiti otvore od 0.25 mm/0.51 mm/0.91 mm (izbušene rupe/jastučići/područje izolacije POWER); za neke PCB-ove visoke gustoće, 0.20 mm/0.46 također se mogu koristiti mm/0.86 mm vias, također možete pokušati ne-kroz vias; za strujne ili uzemljene vias, možete razmotriti korištenje veće veličine za smanjenje impedancije;

(2) Što je veća izolacijska površina POWER, to je bolje, s obzirom na gustoću povezivanja na PCB-u, općenito D1=D2 0.41;

(3) Pokušajte ne mijenjati slojeve signalnih tragova na PCB-u, što znači minimizirati propusnice;

(4) Korištenje tanjeg PCB-a pogoduje smanjenju dva parazitska parametra prolaza;

(5) Igle za napajanje i uzemljenje treba napraviti kroz rupe u blizini. Što je kraći vod između prolazne rupe i igle, to bolje, jer će povećati induktivitet. Istodobno, vodovi za napajanje i uzemljenje trebaju biti što deblji kako bi se smanjila impedancija;

(6) Postavite neke spojeve za uzemljenje u blizini otvora signalnog sloja kako biste osigurali petlju na kratkim udaljenostima za signal.

Naravno, pri projektiranju je potrebno detaljno analizirati specifična pitanja. Uzimajući u obzir i cijenu i kvalitetu signala na sveobuhvatan način, u dizajnu PCB-a velike brzine, dizajneri se uvijek nadaju da što je prolazni otvor manji, to bolje, tako da se na ploči može ostaviti više prostora za ožičenje. Osim toga, što je manja prolazna rupa, vlastita Što je parazitski kapacitet manji, to je prikladniji za krugove velike brzine. U dizajnu PCB-a visoke gustoće, korištenje ne-prolaznih spojeva i smanjenje veličine spojnih spojeva također su doveli do povećanja troškova, a veličina spojnih spojeva ne može se smanjivati ​​u nedogled. Na njega utječu procesi bušenja i galvanizacije proizvođača PCB-a. Tehničkim ograničenjima treba posvetiti uravnoteženo razmatranje u dizajnu PCB-a velike brzine.