In HDI PCB со голема брзина дизајнот, преку дизајнот е важен фактор. Се состои од дупка, подлога околу дупката и изолациона област на слојот POWER, кои обично се поделени на три вида: слепи дупки, закопани дупки и низ дупки. Во процесот на дизајнирање на ПХБ, преку анализа на паразитската капацитивност и паразитската индуктивност на висите, сумирани се некои мерки на претпазливост при дизајнирањето на визите на ПХБ со голема брзина.

Во моментов, дизајнот на ПХБ со голема брзина е широко користен во комуникациите, компјутерите, графиката и обработката на слики и други области. Сите дизајни на електронски производи со висока технологија со додадена вредност имаат карактеристики како што се ниска потрошувачка на енергија, ниско електромагнетно зрачење, висока доверливост, минијатуризација и мала тежина. Со цел да се постигнат горенаведените цели, преку дизајнот е важен фактор во дизајнот на ПХБ со голема брзина.

1. Преку
Via е важен фактор во повеќеслојниот дизајн на ПХБ. A via главно се состои од три дела, едниот е дупката; другата е областа на подлогата околу дупката; а третата е изолационата област на слојот POWER. Процесот на дупката е да се поплочи слој од метал на цилиндричната површина на ѕидот на дупката со хемиско таложење за да се поврзе бакарната фолија што треба да се поврзе со средните слоеви, и горните и долните страни на отворот се прави во обични влошки. Vias може да ја игра улогата на уреди за електрично поврзување, фиксирање или позиционирање.

Висите генерално се поделени во три категории: слепи дупки, закопани дупки и преку дупки.

Слепите дупки се наоѓаат на горната и долната површина на плочата за печатено коло и имаат одредена длабочина. Тие се користат за поврзување на површинската линија и основната внатрешна линија. Длабочината на дупката и дијаметарот на дупката обично не надминуваат одреден сооднос.

Закопаната дупка се однесува на дупката за поврзување сместена во внатрешниот слој на плочата за печатено коло, која не се протега на површината на плочката.

Слепите и закопаните вии се наоѓаат во внатрешниот слој на плочката на колото, што е завршено со процес на формирање преку дупка пред ламиниране, а неколку внатрешни слоеви може да се преклопат за време на формирањето на виси.

Преку дупките, кои минуваат низ целата плочка на колото, може да се користат за внатрешно меѓусебно поврзување или како дупка за позиционирање на инсталацијата на компонентата. Со оглед на тоа што преку дупките се полесни за имплементација во процесот и се пониски трошоци, генерално, печатените кола користат низ дупки.

2. Паразитски капацитет на виси
Самата виа има паразитски капацитет за заземјување. Ако дијаметарот на изолационата дупка на заземниот слој на виа е D2, дијаметарот на перницата е D1, дебелината на ПХБ е T, а диелектричната константа на подлогата на плочата е ε, тогаш паразитската капацитивност на преку е слична на:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Главниот ефект на паразитската капацитивност на отворот на проводникот на колото е да го продолжи времето на пораст на сигналот и да ја намали брзината на колото. Колку е помала вредноста на капацитетот, толку е помал ефектот.

3. Паразитна индуктивност на виси
Самата вија има паразитна индуктивност. Во дизајнот на дигиталните кола со голема брзина, штетата предизвикана од паразитската индуктивност на виа е често поголема од влијанието на паразитската капацитивност. Паразитската сериска индуктивност на виа ќе ја ослаби функцијата на бајпас-кондензаторот и ќе го ослаби ефектот на филтрирање на целиот електроенергетски систем. Ако L се однесува на индуктивноста на Via, h е должината на Via, а d е дијаметарот на централната дупка, паразитската индуктивност на Via е слична на:

L=5.08h;ln(4h/d) 1½

Од формулата може да се види дека дијаметарот на вијалата има мало влијание врз индуктивноста, а должината на виа има најголемо влијание врз индуктивноста.

4. Не-преку преку технологија
Не-преку визите вклучуваат слепи и закопани вии.

Во технологијата non-through via, примената на слепи вии и закопани вии може значително да ја намали големината и квалитетот на ПХБ, да го намали бројот на слоеви, да ја подобри електромагнетната компатибилност, да ги зголеми карактеристиките на електронските производи, да ги намали трошоците и исто така да направи дизајнерската работа поедноставна и брза. Во традиционалниот дизајн и обработка на ПХБ, низ дупките може да донесе многу проблеми. Прво, тие зафаќаат голема количина ефективен простор, и второ, голем број пропустливи дупки се густо набиени на едно место, што исто така создава огромна пречка за ожичување на внатрешниот слој на повеќеслојната ПХБ. Овие низ дупки го зафаќаат просторот потребен за жици и интензивно минуваат низ напојувањето и земјата. Површината на жичаниот слој, исто така, ќе ги уништи карактеристиките на импедансата на слојот на жицата за заземјување и ќе го направи неефективен слојот на жицата за заземјување. И конвенционалниот механички метод на дупчење ќе биде 20 пати поголем од обемот на работа на технологијата без дупчење.

Во дизајнот на ПХБ, иако големината на перничињата и визите постепено се намалуваа, ако дебелината на слојот на плочата не е пропорционално намалена, соодносот на проодната дупка ќе се зголеми, а зголемувањето на односот на изгледот на проодната дупка ќе се намали доверливоста. Со зрелоста на напредната технологија за ласерско дупчење и технологијата за суво офорт со плазма, можно е да се применат непродорни мали слепи дупки и мали закопани дупки. Ако дијаметарот на овие непродорни визби е 0.3 mm, паразитските параметри ќе бидат околу 1/10 од оригиналната конвенционална дупка, што ја подобрува доверливоста на ПХБ.

Поради не-преку технологијата, има неколку големи виси на ПХБ, што може да обезбеди повеќе простор за траги. Преостанатиот простор може да се користи за заштита на големи површини за да се подобрат перформансите на EMI/RFI. Во исто време, може да се искористи повеќе преостанат простор за внатрешниот слој делумно да го заштити уредот и клучните мрежни кабли, за да има најдобри електрични перформанси. Употребата на непроодни визби го олеснува вентилирањето на пиновите на уредот, што го олеснува насочувањето на уредите со пинови со висока густина (како што се уредите спакувани со BGA), ја скратува должината на жиците и ги исполнува барањата за тајминг на кола со голема брзина .

5. Преку селекција во обична ПХБ
Во обичниот дизајн на ПХБ, паразитската капацитивност и паразитската индуктивност на виа имаат мал ефект врз дизајнот на ПХБ. За дизајнот на ПХБ со 1-4 слоеви, 0.36mm/0.61mm/1.02mm (обично е избрана дупчена дупка/подлога/површина за изолација POWER) ) Висите се подобри. За сигналните линии со посебни барања (како што се далноводи, водови за заземјување, часовници итн.), може да се користат 0.41mm/0.81mm/1.32mm или може да се изберат виси со други големини според фактичката ситуација.

6. Преку дизајн во високо-брзински ПХБ
Преку горенаведената анализа на паразитските карактеристики на висите, можеме да видиме дека во дизајнот на ПХБ со голема брзина, навидум едноставните виси често носат големи негативни ефекти врз дизајнот на колото. Со цел да се намалат негативните ефекти предизвикани од паразитските ефекти на висите, може да се направи следново во дизајнот:

(1) Изберете разумна според големината. За повеќеслоен дизајн на ПХБ со општа густина, подобро е да се користат 0.25mm/0.51mm/0.91mm (дупчени дупки/влошки/површина за изолација POWER); за некои ПХБ со висока густина, 0.20mm/0.46, исто така, може да се користат мм/0.86мм вии, можете да пробате и не-преку виа; за напојување или заземјување, можете да размислите да користите поголема големина за да ја намалите импедансата;

(2) Колку е поголема површината за изолација на POWER, толку подобро, имајќи ја предвид густината на ПХБ, генерално D1=D2 0.41;

(3) Обидете се да не ги менувате слоевите на сигналните траги на ПХБ, што значи да ги минимизирате визите;

(4) Употребата на потенка ПХБ е погодна за намалување на двата паразитски параметри на преку;

(5) Игличките за напојување и заземјување треба да се направат преку дупки во близина. Колку е пократко доводот помеѓу отворот за пропустливост и иглата, толку подобро, бидејќи тие ќе ја зголемат индуктивноста. Во исто време, каблите за напојување и заземјување треба да бидат што е можно подебели за да се намали импедансата;

(6) Поставете некои заземјувачки визби во близина на визите на слојот на сигналот за да обезбедите јамка на кратко растојание за сигналот.

Се разбира, специфичните прашања треба детално да се анализираат при дизајнирањето. Имајќи ги предвид трошоците и квалитетот на сигналот сеопфатно, во дизајнот на ПХБ со голема брзина, дизајнерите секогаш се надеваат дека колку е помала дупката за проводници, толку подобро, за да може да се остави повеќе простор за жици на плочата. Дополнително, колку е помала пропустливата дупка, сопствената Колку е помала паразитската капацитивност, толку е посоодветна за кола со голема брзина. Во дизајнот на ПХБ со висока густина, употребата на не-преку виси и намалувањето на големината на визите, исто така, донесоа зголемување на цената, а големината на визите не може да се намалува на неодредено време. Тоа е под влијание на процесите на дупчење и галванизација на производителите на ПХБ. Техничките ограничувања треба да се земат урамнотежено во дизајнирањето на ПХБ со голема брзина.