Melalui lubang (VIA) adalah bahagian penting dari PCB pelbagai lapisan, dan kos penggerudian biasanya menyumbang 30% hingga 40% dari kos pembuatan papan PCB. Secara sederhana, setiap lubang pada PCB boleh disebut lubang lulus. Dari segi fungsi, lubang boleh dibahagikan kepada dua kategori: satu digunakan untuk sambungan elektrik antara lapisan; Yang lain digunakan untuk penetapan atau penentuan kedudukan peranti.

Dari segi prosesnya, lubang melalui ini secara amnya dibahagikan kepada tiga kategori, iaitu melalui buta, terkubur melalui dan melalui melalui. Lubang buta terletak di permukaan atas dan bawah papan litar PRINTED dan mempunyai kedalaman tertentu untuk menghubungkan litar permukaan ke litar dalaman di bawah. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (aperture). Lubang terkubur adalah lubang sambungan di lapisan dalam papan litar bercetak yang tidak meluas ke permukaan papan litar bercetak. Kedua-dua jenis lubang tersebut terletak di lapisan dalaman papan litar, yang diselesaikan dengan proses cetakan lubang melalui sebelum laminasi, dan beberapa lapisan dalam mungkin bertindih semasa pembentukan lubang melalui. Jenis ketiga, yang disebut lubang melalui, melintasi seluruh papan litar dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang pemasangan dan penempatan komponen. Oleh kerana lubang melalui lebih mudah dilaksanakan dalam prosesnya, harganya lebih rendah, jadi kebanyakan papan litar bercetak menggunakannya, dan bukannya dua jenis lubang melalui yang lain. Yang berikut melalui lubang, tanpa penjelasan khas, akan dianggap sebagai lubang melalui.

Sejauh mana anda tahu mengenai lubang reka bentuk PCB

Dari sudut pandangan reka bentuk, lubang melalui terdiri terutamanya dari dua bahagian, satu adalah lubang gerudi di tengah dan yang lain adalah kawasan pad di sekitar lubang gerudi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Ukuran kedua-dua bahagian ini menentukan ukuran lubang melalui. Jelas, dalam reka bentuk PCB berkelajuan tinggi, berkepadatan tinggi, pereka selalu menginginkan lubang sekecil mungkin, sampel ini dapat meninggalkan lebih banyak ruang pendawaian, di samping itu, semakin kecil lubang, kapasitansi parasitnya sendiri lebih kecil, lebih banyak sesuai untuk litar berkelajuan tinggi. Tetapi ukuran lubang menurun sekaligus membawa kenaikan kos, dan ukuran lubang tidak dapat dikurangkan tanpa had, ia dibatasi oleh penggerudian (gerudi) dan penyaduran (penyaduran) dan teknologi lain: semakin kecil lubang, semakin kecil lebih lama diperlukan untuk menggerudi, semakin mudah untuk menyimpang dari pusat; Apabila kedalaman lubang lebih dari 6 kali diameter lubang, mustahil untuk menjamin penyaduran tembaga yang seragam pada dinding lubang. Sebagai contoh, ketebalan normal semasa (melalui kedalaman lubang) papan PCB 6-lapisan adalah sekitar 50Mil, jadi diameter penggerudian minimum yang dapat disediakan oleh pengeluar PCB hanya dapat mencapai 8Mil. Kapasitansi parasit lubang itu sendiri ada ke tanah, jika diameter lubang pengasingan adalah D2, diameter lubang lubang adalah D1, ketebalan papan PCB adalah T, dan pemalar dielektrik substrat adalah ε, kapasitansi parasit lubang kira-kira: 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. Sebagai contoh, untuk papan PCB dengan ketebalan 50Mil, jika diameter dalam lubang adalah 10Mil, diameter pad adalah 20Mil, dan jarak antara pad dan lantai tembaga adalah 32Mil, kita dapat menghitung kapasitansi parasit lubang dengan menggunakan formula di atas: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.032-0.020) = 0.517pF, variasi masa kenaikan yang disebabkan oleh bahagian kapasitansi ini adalah: T10-90 = 2.2C (Z0 / 2) = 2.2 × 0.517x (55 / 2) = 31.28ps. Dari nilai-nilai ini, jelas bahawa walaupun pengaruh kapasitansi parasit dari satu lubang pada kelewatan kenaikan tidak jelas, para pereka harus berhati-hati jika banyak lubang digunakan untuk pertukaran lapisan ke lapisan.

Dalam reka bentuk litar digital berkelajuan tinggi, aruhan parasit parasit melalui lubang selalunya lebih besar daripada kesan kapasitansi parasit. Induktansi siri parasitnya akan melemahkan sumbangan kapasitansi pintasan dan mengurangkan keberkesanan penyaringan keseluruhan sistem kuasa. Kita hanya dapat mengira induktansi parasit dari pendekatan lubang melalui menggunakan formula berikut: L = 5.08h [ln (4h / d) +1] di mana L merujuk kepada induktansi lubang melalui, h adalah panjang lubang, dan D adalah diameter lubang pusat. Hal ini dapat dilihat dari persamaan bahawa diameter lubang tidak banyak mempengaruhi induktansi, sedangkan panjang lubang mempunyai pengaruh terbesar pada induktansi. Masih menggunakan contoh di atas, induktansi keluar dari lubang dapat dikira sebagai L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh. Sekiranya masa kenaikan isyarat adalah 1ns, maka ukuran impedans setara adalah: XL = πL / T10-90 = 3.19 ω. Impedansi ini tidak dapat diabaikan dengan adanya arus frekuensi tinggi. Khususnya, kapasitor pintasan harus melalui dua lubang untuk menghubungkan lapisan bekalan ke formasi, sehingga menggandakan induktansi parasit lubang.

Melalui analisis di atas ciri parasit lubang, kita dapat melihat bahawa dalam reka bentuk PCB berkelajuan tinggi, lubang yang nampaknya sederhana sering membawa kesan negatif yang besar pada reka bentuk litar. Untuk mengurangkan kesan buruk parasit lubang, kita dapat melakukan seberapa banyak yang mungkin dalam reka bentuk: 1. Dari dua aspek kualiti dan kualiti isyarat, pilih ukuran lubang yang berpatutan. Sebagai contoh, untuk 6-10 lapisan reka bentuk PCB modul MEMORY, lebih baik memilih 10 / 20mil (penggerudian / pad) melalui lubang, untuk beberapa papan bersaiz kecil berketumpatan tinggi, anda juga boleh mencuba menggunakan 8 / 18mil hingga lubang. Dengan teknologi terkini, sukar untuk menggunakan lubang yang lebih kecil. Untuk bekalan kuasa atau wayar tanah melalui lubang boleh dianggap menggunakan ukuran yang lebih besar untuk mengurangkan impedans.

2. Kedua formula yang dibincangkan di atas menunjukkan bahawa penggunaan papan PCB yang lebih nipis membantu mengurangkan dua parameter parasit melalui lubang.

3. pendawaian isyarat pada papan PCB tidak boleh mengubah lapisan sejauh mungkin, iaitu, jangan gunakan lubang yang tidak perlu.

4. Pin bekalan kuasa dan tanah harus digerudi berdekatan. Semakin pendek plang antara pin dan lubang, semakin baik, kerana ia akan menyebabkan peningkatan induktansi. Pada masa yang sama, plumbum daya dan tanah harus setebal mungkin untuk mengurangkan impedans.

5. Letakkan beberapa lubang pembumian di dekat lubang perubahan lapisan isyarat untuk menyediakan gelung terdekat untuk isyarat. Anda juga boleh meletakkan banyak lubang tambahan pada PCB. Sudah tentu, anda perlu fleksibel dalam reka bentuk anda. Model lubang melalui yang dibincangkan di atas adalah keadaan di mana terdapat pad di setiap lapisan. Kadang-kadang, kita boleh mengurangkan atau bahkan melepaskan pad di beberapa lapisan. Terutama jika ketumpatan lubang sangat besar, mungkin menyebabkan pembentukan alur litar terputus di lapisan tembaga, untuk menyelesaikan masalah seperti itu selain memindahkan lokasi lubang, kita juga dapat mempertimbangkan lubang di lapisan tembaga untuk mengurangkan ukuran pad.