Skozi luknjo (VIA) je pomemben del večplastno tiskano vezje, stroški vrtanja lukenj pa običajno znašajo 30% do 40% stroškov izdelave PCB plošč. Preprosto povedano, vsako luknjo na tiskanem vezju lahko imenujemo prehodna luknja. Funkcionalno lahko luknjo razdelimo v dve kategoriji: ena se uporablja za električno povezavo med plastmi; Druga se uporablja za pritrditev ali pozicioniranje naprave.

Kar zadeva postopek, so te luknje na splošno razdeljene v tri kategorije, in sicer slepe via, zakopane via in through via. Slepe luknje se nahajajo na zgornji in spodnji površini tiskanega vezja in imajo določeno globino za povezavo površinskega vezja z notranjim vezjem spodaj. Globina lukenj običajno ne presega določenega razmerja (odprtine). Zakopane luknje so priključne luknje v notranji plasti tiskanega vezja, ki ne segajo do površine tiskanega vezja. Dve vrsti lukenj se nahajata v notranji plasti tiskanega vezja, ki se zaključi s postopkom oblikovanja skozi luknjo pred laminiranjem, pri oblikovanju skoznje luknje pa se lahko prekriva več notranjih plasti. Tretja vrsta, imenovana skozi luknje, poteka skozi celotno vezje in se lahko uporablja za notranje medsebojne povezave ali kot pritrdilne in namestitvene luknje za komponente. Ker je skozi postopek lažje izvesti skoznjo luknjo, so stroški nižji, zato jo uporablja večina tiskanih vezij kot dve drugi vrsti skoznjih lukenj. Naslednje skoznje luknje brez posebne razlage veljajo za skoznje.

Koliko veste o oblikovalni luknji za PCB

Z vidika oblikovanja je skoznja luknja večinoma sestavljena iz dveh delov, eden je vrtalna luknja na sredini, drugi pa območje blazinice okoli vrtalne luknje, kot je prikazano na spodnji sliki. Velikost teh dveh delov določa velikost prehodne luknje. Očitno je, da oblikovalec pri oblikovanju visokohitrostnega tiskanega vezja z visoko gostoto vedno želi, da je luknja čim manjša, zato lahko ta vzorec pusti več prostora za ožičenje, poleg tega je manjša luknja, njegova lastna parazitska kapacitivnost je manjša, več primeren za hitri tokokrog. Toda zmanjšanje velikosti luknje hkrati prinaša povečanje stroškov, velikosti luknje pa ni mogoče neomejeno zmanjšati, omejena je z vrtanjem (vrtanje) in oplaščenjem (prevleko) in drugo tehnologijo: manjša je luknja, dlje ko traja vrtanje, lažje je odstopati od središča; Ko je globina luknje več kot 6 -kratnik premera luknje, ni mogoče zagotoviti enakomerne bakrene prevleke stene luknje. Na primer, trenutna normalna debelina (skozi globino luknje) 6-slojne PCB plošče je približno 50 Mil, zato najmanjši premer vrtanja, ki ga lahko zagotovijo proizvajalci PCB, lahko doseže le 8 mil. Parazitska kapacitivnost same luknje obstaja do tal, če je premer izolacijske luknje D2, premer luknje D1, debelina PCB plošče T, dielektrična konstanta podlage pa ε, parazitska kapacitivnost luknje je približno: C = 1.41εTD1/ (D2-D1)

Glavni učinek parazitske kapacitivnosti na vezje je podaljšanje časa porasta signala in zmanjšanje hitrosti vezja. Na primer, za ploščo PCB debeline 50Mil, če je notranji premer luknje 10Mil, je premer blazinice 20Mil, razdalja med blazinico in bakrenim podom pa 32Mil, lahko približamo parazitsko kapacitivnost luknje po zgornji formuli: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, variacija časa porasta, ki jo povzroči ta del kapacitivnosti, je: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28ps. Iz teh vrednosti je razvidno, da čeprav učinek parazitske kapacitivnosti iz ene luknje na zakasnitev naraščanja ni očiten, morajo biti oblikovalci previdni, če se za preklapljanje med plastmi uporablja več lukenj.

Pri načrtovanju hitrih digitalnih vezij je parazitska induktivnost parazitske induktivnosti skozi luknjo pogosto večja od vpliva parazitske kapacitivnosti. Njegova parazitska serijska induktivnost bo oslabila prispevek obvodne kapacitivnosti in zmanjšala učinkovitost filtriranja celotnega elektroenergetskega sistema. Enostavno lahko izračunamo parazitsko induktivnost približevanja skozi luknjo po naslednji formuli: L = 5.08h [ln (4h/d) +1], kjer se L nanaša na induktivnost skozi luknjo, h je dolžina skozi luknja, D pa premer osrednje luknje. Iz enačbe je razvidno, da ima premer luknje majhen vpliv na induktivnost, medtem ko ima dolžina luknje največji vpliv na induktivnost. Še z uporabo zgornjega primera lahko induktivnost iz luknje izračunamo kot L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Če je čas vzpona signala 1ns, je enakovredna velikost impedance: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Te impedance ni mogoče prezreti ob prisotnosti visokofrekvenčnega toka. Zlasti mora obvodni kondenzator preiti skozi dve luknji, da dovodno plast poveže s tvorbo in tako podvoji parazitsko induktivnost luknje.

Z zgornjo analizo parazitskih značilnosti luknje lahko vidimo, da navidezno preprosta luknja pri oblikovanju PCB za visoke hitrosti pogosto prinaša velike negativne učinke na zasnovo vezja. Da bi zmanjšali škodljive učinke parazitskega učinka luknje, lahko pri načrtovanju naredimo čim več: 1. Iz dveh vidikov stroškov in kakovosti signala izberite primerno velikost luknje. Na primer, za 6-10 plasti oblikovanja tiskanega vezja modula MEMORY je bolje izbrati 10/20mil (vrtanje/blazinica) skozi luknjo, za nekatere plošče majhne velikosti z veliko gostoto lahko poskusite uporabiti tudi 8/18mil skozi luknja. S sedanjo tehnologijo bi bilo težko uporabiti manjše luknje. Za napajalnik ali ozemljitveno žico lahko skozi luknje uporabite večjo velikost za zmanjšanje impedance.

2. Dve zgoraj obravnavani formuli kažeta, da uporaba tanjših PCB plošč pomaga zmanjšati dva parazitska parametra skozi luknje.

3. signalna napeljava na tiskani plošči ne sme čim bolj spremeniti plasti, se pravi, ne uporabljajte nepotrebnih lukenj.

4. Zatiče napajalnika in tla je treba izvrtati v bližini. Čim krajši je vodnik med zatiči in luknjami, tem bolje, ker bodo privedle do povečanja induktivnosti. Hkrati morajo biti napajalni in ozemljitveni kabli čim debelejši, da se zmanjša impedanca.

5. V bližini lukenj spremembe signalne plasti postavite nekaj ozemljitvenih lukenj, da zagotovite najbližjo zanko za signal. Na tiskano vezje lahko celo postavite veliko dodatnih ozemljenih lukenj. Seveda morate biti pri oblikovanju prilagodljivi. Zgoraj opisani model skozi luknjo je situacija, ko so v vsaki plasti blazinice. Včasih lahko v nekaterih plasteh zmanjšamo ali celo odstranimo blazinice. Še posebej v primeru, da je gostota luknje zelo velika, lahko povzroči nastanek odrezanega utora v bakreni plasti, da bi rešili tak problem poleg premikanja lokacije luknje, lahko upoštevamo tudi luknjo v bakreni plasti, da zmanjšate velikost blazinice.