Via jest jednym z ważnych elementów wielowarstwowej płytki drukowanej, a koszt wiercenia zwykle stanowi od 30% do 40% kosztów produkcji PCB. Mówiąc najprościej, każdy otwór na płytce drukowanej można nazwać przelotką. Z punktu widzenia funkcji przelotki można podzielić na dwie kategorie: jedna służy do połączeń elektrycznych między warstwami; drugi służy do mocowania lub pozycjonowania urządzeń. Jeśli chodzi o proces, przelotki są ogólnie podzielone na trzy kategorie, a mianowicie ślepe przelotki, zakopane przelotki i przelotki przelotowe.
Ślepe przelotki znajdują się na górnej i dolnej powierzchni płytki drukowanej i mają określoną głębokość. Służą one do łączenia linii powierzchni i leżącej pod nią linii wewnętrznej. Głębokość otworu zwykle nie przekracza pewnego stosunku (apertury). Zakopany otwór odnosi się do otworu połączeniowego znajdującego się w wewnętrznej warstwie płytki drukowanej, który nie rozciąga się na powierzchnię płytki drukowanej. Wyżej wymienione dwa rodzaje otworów znajdują się w wewnętrznej warstwie płytki drukowanej i są zakończone procesem formowania otworów przelotowych przed laminowaniem, a kilka warstw wewnętrznych może zachodzić na siebie podczas tworzenia przelotki. Trzeci typ nazywa się otworem przelotowym, który przenika przez całą płytkę drukowaną i może być używany do wewnętrznego połączenia lub jako otwór pozycjonujący do montażu komponentu. Ponieważ otwór przelotowy jest łatwiejszy do zrealizowania w procesie, a koszt jest niższy, jest stosowany w większości płytek drukowanych zamiast pozostałych dwóch rodzajów otworów przelotowych. Otwory przelotowe wymienione poniżej, o ile nie określono inaczej, są uważane za otwory przelotowe.
1. Z punktu widzenia projektu przelotka składa się głównie z dwóch części, z których jedna to otwór pośrodku, a druga to obszar podkładki wokół wywierconego otworu. Rozmiar tych dwóch części określa rozmiar przelotki. Oczywiście, w przypadku szybkich i gęstych projektów PCB, projektanci zawsze mają nadzieję, że im mniejszy jest otwór przelotowy, tym lepiej, aby na płytce można było pozostawić więcej miejsca na okablowanie. Ponadto, im mniejszy otwór przelotowy, tym własna pojemność pasożytnicza. Im jest mniejszy, tym bardziej nadaje się do obwodów o dużej prędkości. Jednak zmniejszenie rozmiaru otworu powoduje również wzrost kosztów, a rozmiaru przelotek nie można zmniejszać w nieskończoność. Jest ograniczony technologiami procesowymi, takimi jak wiercenie i galwanizacja: im mniejszy otwór, tym więcej wiercenia Im dłużej trwa otwór, tym łatwiej jest odchylić się od pozycji środkowej; A gdy głębokość otworu przekracza 6-krotność średnicy wywierconego otworu, nie można zagwarantować, że ścianka otworu może być równomiernie pokryta miedzią. Na przykład, grubość (głębokość otworu przelotowego) normalnej 6-warstwowej płytki PCB wynosi około 50 mil, więc minimalna średnica wiercenia, którą mogą zapewnić producenci PCB, może osiągnąć tylko 8 mil.
Po drugie, pasożytnicza pojemność samego otworu przelotowego ma pasożytniczą pojemność do ziemi. Jeśli wiadomo, że średnica otworu izolacyjnego w warstwie uziemienia przelotki wynosi D2, średnica podkładki przelotki wynosi D1, a grubość płytki PCB wynosi T, Stała dielektryczna podłoża płytki jest ε, a pojemność pasożytnicza przelotki wynosi około: C=1,41εTD1/(D2-D1) Głównym efektem pasożytniczej pojemności przelotki na obwodzie jest wydłużenie czas narastania sygnału i zmniejszania prędkości obwodu. Na przykład dla płytki drukowanej o grubości 50 mil, jeśli użyta jest przelotka o średnicy wewnętrznej 10 mil i średnicy padu 20 mil, a odległość między podkładką a obszarem uziemionej miedzi wynosi 32 mil, możemy przybliżyć przelotkę za pomocą powyższego wzoru Pojemność pasożytnicza wynosi w przybliżeniu: C = 1,41 x 4,4 x 0,050 x 0,020 / (0,032-0,020) = 0,517 pF, zmiana czasu narastania spowodowana tą częścią pojemności wynosi: T10-90 = 2,2C (Z0 / 2) = 2,2 x0,517x(55/2) = 31,28ps. Widać to po tych wartościach ?? Że chociaż efekt opóźnienia narastania spowodowanego pasożytniczą pojemnością pojedynczej przelotki nie jest oczywisty, to jeśli przelotka jest używana wiele razy w ścieżce do przełączania między warstwami, projektant powinien nadal dokładnie rozważyć.
3. Pasożytnicza indukcyjność przelotek Podobnie, w przelotkach występują indukcyjności pasożytnicze wraz z pojemnościami pasożytniczymi. W projektowaniu szybkich obwodów cyfrowych uszkodzenia spowodowane przez pasożytnicze indukcyjności przelotek są często większe niż wpływ pojemności pasożytniczej. Jego pasożytnicza indukcyjność szeregowa osłabi wkład kondensatora obejściowego i osłabi efekt filtrowania całego systemu elektroenergetycznego. Możemy po prostu obliczyć przybliżoną indukcyjność pasożytniczą przelotki za pomocą następującego wzoru: L=5.08h[ln(4h/d)+1], gdzie L odnosi się do indukcyjności przelotki, h to długość przelotki, a d to środek Średnica otworu. Ze wzoru widać, że średnica przelotki ma niewielki wpływ na indukcyjność, a długość przelotki ma największy wpływ na indukcyjność. Wciąż korzystając z powyższego przykładu, indukcyjność przelotki można obliczyć jako: L=5,08x0,050[ln(4x0,050/0,010)+1]=1,015nH. Jeśli czas narastania sygnału wynosi 1ns, to jego impedancja równoważna wynosi: XL=πL/T10-90=3,19Ω. Takiej impedancji nie można już ignorować, gdy przepływa prąd o wysokiej częstotliwości. Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że kondensator bocznikujący musi przejść przez dwie przelotki podczas łączenia warstwy zasilającej i warstwy uziemienia, tak aby pasożytnicza indukcyjność przelotki uległa podwojeniu.
4. Poprzez projektowanie w szybkiej płytce drukowanej. Dzięki powyższej analizie pasożytniczych charakterystyk przelotek widzimy, że w projektowaniu szybkich płytek drukowanych, pozornie proste przelotki często wnoszą wielkie negatywy do projektowania obwodów. efekt. W celu zmniejszenia niekorzystnych skutków spowodowanych pasożytniczym działaniem przelotek, w projekcie można w jak największym stopniu wykonać następujące czynności:
1. Z dwóch aspektów kosztów i jakości sygnału wybierz rozsądny rozmiar przelotek. Na przykład w przypadku 6-10-warstwowego modułu pamięci PCB lepiej jest użyć przelotek 10/20Mil (wierconych / padowych). W przypadku niektórych płyt o dużej gęstości o małych rozmiarach możesz również spróbować użyć 8/18Mil. . W obecnych warunkach technicznych trudno jest stosować mniejsze przelotki. W przypadku przelotek zasilających lub uziemiających można rozważyć użycie większego rozmiaru w celu zmniejszenia impedancji.
2. Z dwóch omówionych powyżej wzorów można wywnioskować, że zastosowanie cieńszej płytki drukowanej jest korzystne dla zmniejszenia dwóch parametrów pasożytniczych przelotki.
3. Staraj się nie zmieniać warstw ścieżek sygnału na płytce PCB, to znaczy staraj się nie używać niepotrzebnych przelotek.
4. Piny zasilające i uziemiające powinny być wywiercone w pobliżu, a przewód między przelotką a bolcem powinien być jak najkrótszy, ponieważ zwiększą one indukcyjność. Jednocześnie przewody zasilające i uziemiające powinny być jak najgrubsze, aby zmniejszyć impedancję.
5. Umieść kilka uziemionych przelotek w pobliżu przelotek warstwy sygnału, aby zapewnić najbliższą pętlę dla sygnału. Możliwe jest nawet umieszczenie dużej liczby redundantnych przelotek uziemiających na płytce PCB. Oczywiście projekt musi być elastyczny. Omawiany wcześniej model przelotowy to przypadek, w którym na każdej warstwie znajdują się pady. Czasami możemy zmniejszyć lub nawet usunąć podkładki niektórych warstw. Zwłaszcza, gdy gęstość przelotek jest bardzo duża, może to doprowadzić do powstania rowka przerywającego, który oddziela pętlę w warstwie miedzi. Aby rozwiązać ten problem, oprócz przesunięcia położenia przelotki, możemy również rozważyć umieszczenie przelotki na warstwie miedzi. Rozmiar podkładki jest zmniejszony.
01 stycznia