Kroz rupu (VIA) važan je dio višeslojna PCB, a troškovi bušenja rupa obično čine 30% do 40% troškova izrade PCB ploča. Jednostavno rečeno, svaku rupu na PCB -u možemo 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 općenito su podijeljene u tri kategorije, naime slijepe preko, zakopane preko i kroz prolaz. Slijepe rupe nalaze se na gornjoj i donjoj površini tiskane ploče i imaju određenu dubinu za povezivanje površinskog kruga s unutarnjim krugom ispod. Dubina rupa obično ne prelazi određeni omjer (otvor). Ukopane rupe su priključne rupe u unutarnjem sloju tiskane pločice koje se ne protežu do površine tiskane pločice. Dvije vrste rupa nalaze se u unutarnjem sloju ploče, koja je dovršena postupkom oblikovanja kroz rupu prije laminiranja, a nekoliko unutarnjih slojeva može se preklopiti tijekom stvaranja prolazne rupe. Treći tip, nazvan kroz rupe, prolazi kroz cijelu pločicu i može se koristiti za unutarnje međusobne veze ili kao rupe za montažu i lociranje komponenti. Budući da se kroz postupak lakše provodi prolazna rupa, cijena je niža pa se koristi većina tiskanih ploča, a ne druge dvije vrste prolaznih rupa. Sljedeće prolazne rupe, bez posebnog objašnjenja, smatrat će se prolaznim.

Koliko znate o rupi za oblikovanje PCB -a

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 prolazne rupe. 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, njezin parazitski kapacitet je manji, više pogodan za krug velike brzine. No, veličina rupe smanjuje se istodobno 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, to je lakše 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 (dubina 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)

Glavni učinak parazitskog kapaciteta na krug je produljenje vremena porasta signala i smanjenje brzine kruga. Na primjer, za PCB ploču debljine 50Mil, ako je unutarnji promjer rupe 10Mil, promjer jastučića 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 je vrijednosti jasno da iako učinak parazitskog kapacitivnosti iz jedne rupe na kašnjenje porasta nije očit, dizajneri trebaju biti oprezni ako se za prebacivanje između slojeva koristi više rupa.

U dizajnu brzih digitalnih sklopova parazitska induktivnost parazitske induktivnosti kroz rupu često je veća od utjecaja parazitskog kapaciteta. Njegova parazitska serijska induktivnost oslabit će doprinos zaobilaznog kapaciteta i smanjiti učinkovitost filtriranja cijelog elektroenergetskog sustava. Jednostavno možemo izračunati parazitsku induktivnost aproksimacije kroz prolaz koristeći sljedeću formulu: L = 5.08h [ln (4h/d) +1] gdje se L odnosi na induktivitet kroz rupu, h je duljina kroz rupa, a D je promjer središnje rupe. Iz jednadžbe se vidi 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 se impedancija ne može zanemariti u prisutnosti visokofrekventne struje. Posebno, 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 kruga. Kako bismo smanjili štetne učinke parazitskog učinka rupe, možemo učiniti što je moguće više u dizajnu: 1. Iz dva aspekta cijene i kvalitete signala, odaberite razumnu veličinu rupe. Na primjer, za 6-10 slojeva dizajna PCB-a s modulom MEMORY, bolje je izabrati 10/20mil (bušenje/jastučić) kroz rupu, za neke ploče 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 gornje formule pokazuju da upotreba tanje PCB ploče 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. U blizini treba izbušiti igle napajanja i uzemljenje. Što je kraći vod između igala i rupa, to bolje, jer će dovesti do povećanja induktivnosti. Istodobno, 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 mjesta rupe, možemo uzeti u obzir i rupu u bakrenom sloju kako bi se smanjila veličina jastučića.