Genomgående hål (VIA) är en viktig del av flerskikts -kretskort, och kostnaden för att borra hål står vanligtvis för 30 till 40% av kostnaden för tillverkning av kretskort. Enkelt uttryckt kan varje hål på ett kretskort kallas ett passhål. När det gäller funktion kan hålet delas in i två kategorier: en används för den elektriska anslutningen mellan skikten; Den andra används för fixering eller positionering av enheter.

När det gäller processen är dessa genomgående hål i allmänhet indelade i tre kategorier, nämligen blind via, begravd via och genom via. Blindhål finns på de övre och nedre ytorna på PRINTED -kretskortet och har ett visst djup för att ansluta ytkretsen till den inre kretsen nedan. Hålens djup överstiger vanligtvis inte ett visst förhållande (bländare). Nedgrävda hål är anslutningshål i kretskortets inre lager som inte sträcker sig till kretskortets yta. The two types of holes are located in the inner layer of the circuit board, which is completed by the through-hole molding process before lamination, and several inner layers may be overlapped during the formation of the through-hole. Den tredje typen, kallad genomgående hål, löper genom hela kretskortet och kan användas för interna sammankopplingar eller som monterings- och lokaliseringshål för komponenter. Eftersom det genomgående hålet är lättare att implementera i processen är kostnaden lägre, så de flesta kretskort använder det istället för de andra två typerna av genomgående hål. Följande genomgående hål, utan särskild förklaring, ska betraktas som genomgående hål.

Hur mycket vet du om PCB -designhål

Ur konstruktionssynpunkt består ett genomgående hål huvudsakligen av två delar, en är borrhålet i mitten och det andra är dynområdet runt borrhålet, som visas i figuren nedan. Storleken på dessa två delar bestämmer storleken på det genomgående hålet. Uppenbarligen, i utformningen av höghastighets, hög densitet PCB, vill designern alltid ha hålet så litet som möjligt, detta prov kan lämna mer ledningsutrymme, dessutom är ju mindre hålet, dess egen parasitiska kapacitans är mindre, mer lämplig för höghastighetskretsar. Men hålstorleken minskar samtidigt medför kostnadsökningen, och hålets storlek kan inte minskas utan begränsning, det begränsas av borrning (borrning) och plätering (plätering) och annan teknik: ju mindre hålet är ju längre tid det tar att borra, desto lättare är det att avvika från mitten; När hålets djup är mer än 6 gånger hålets diameter är det omöjligt att garantera en enhetlig kopparplätering av hålväggen. Till exempel är den nuvarande normala tjockleken (genom hålsdjupet) på ett 6-lagers PCB-kort cirka 50Mil, så den minsta borrdiameter som PCB-tillverkare kan tillhandahålla kan bara nå 8Mil. Hålets parasitiska kapacitans existerar till marken, om isoleringshålets diameter är D2, hålplattans diameter är D1, tjockleken på kretskortet är T och substratets dielektriska konstant är ε, hålets parasitiska kapacitans är ungefär: 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. Till exempel, för ett kretskort med en tjocklek av 50Mil, om hålets innerdiameter är 10Mil, dynans diameter är 20Mil, och avståndet mellan dynan och koppargolvet är 32Mil, kan vi approximera parasitkapacitansen av hålet med hjälp av ovanstående formel: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020/ (0.032-0.020) = 0.517pF, stigningstidsvariationen som orsakas av denna kapacitansdel är: T10-90 = 2.2C (Z0/ 2) = 2.2 × 0.517x (55/ 2) = 31.28 ps. Av dessa värden är det tydligt att även om effekten av parasitisk kapacitans från ett enda hål på stigningsfördröjningen inte är uppenbar, bör designers vara försiktiga om flera hål används för lager-till-lager-omkoppling.

Vid utformningen av höghastighets digitala kretsar är den parasitära induktansen av den parasitiska induktansen genom hålet ofta större än effekten av parasitisk kapacitans. Dess parasitiska serieinduktans kommer att försvaga bidraget från förbikopplingskapacitans och minska filtreringseffektiviteten för hela kraftsystemet. Vi kan helt enkelt beräkna den parasitära induktansen för en approximation genom ett hål med hjälp av följande formel: L = 5.08h [ln (4h/d) +1] där L hänvisar till induktansen för genomgående hål, h är längden på genom- hål, och D är diametern på det centrala hålet. Det framgår av ekvationen att hålets diameter har liten inverkan på induktansen, medan hålets längd har störst inflytande på induktansen. Fortfarande med hjälp av ovanstående exempel kan induktansen från hålet beräknas som L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050/0.010) +1] = 1.015nh. Om signalens stigningstid är 1ns, är motsvarande impedansstorlek: XL = πL/T10-90 = 3.19 ω. Denna impedans kan inte ignoreras i närvaro av högfrekvent ström. I synnerhet måste förbikopplingskondensatorn passera genom två hål för att ansluta matningsskiktet till formationen, vilket fördubblar hålets parasitiska induktans.

Genom ovanstående analys av hålets parasitiska egenskaper kan vi se att i höghastighets-PCB-design ger det till synes enkla hålet ofta stora negativa effekter på kretsdesignen. För att minska de negativa effekterna av hålets parasitära effekt kan vi göra så mycket som möjligt i konstruktionen: 1. Från de två aspekterna av kostnad och signalkvalitet, välj en rimlig storlek på hålet. Till exempel, för 6-10 lager med MEMORY-modul PCB-design, är det bättre att välja 10/20mil (borrning/pad) genom hålet, för några kortplattor med liten densitet kan du också försöka använda 8/18mil genom hålet. Med nuvarande teknik skulle det vara svårt att använda mindre hål. För strömförsörjning eller jordkabel kan genomgående hål anses använda en större storlek för att minska impedansen.

2. De två formler som diskuterats ovan visar att användningen av tunnare kretskort hjälper till att minska de två parasitiska parametrarna genom hål.

3. Signalkablarna på kretskortet bör inte ändra lagret så långt som möjligt, det vill säga försök att inte använda onödiga hål.

4. Strömförsörjningens stift och marken bör borras i närheten. Ju kortare ledningen mellan stiften och hålen desto bättre, eftersom de kommer att leda till en ökning av induktansen. Samtidigt bör kraft- och jordledningarna vara så tjocka som möjligt för att minska impedansen.

5. Placera några jordningshål nära hålen i signallagerändringen för att ge den närmaste slingan för signalen. Du kan till och med lägga många extra markhål på kretskortet. Naturligtvis måste du vara flexibel i din design. Genomgående hålsmodell som diskuterats ovan är en situation där det finns dynor i varje lager. Ibland kan vi minska eller till och med ta bort dynor i vissa lager. Särskilt när håltätheten är mycket stor kan det leda till bildandet av ett avbrutet kretsspår i kopparskiktet, för att lösa ett sådant problem förutom att flytta platsen för hålet kan vi också överväga hålet i kopparskiktet för att minska storleken på dynan.