PCB技術 - PCB via（via）とその機能と応用

viaは重要なコンポーネントの一つです 多層PCB, そして、掘削のコストは、通常、PCB製造コストの30 %から40 %を占めている. 簡単に言えば, PCB上のすべての穴をビアと呼ぶことができる. 機能の観点から, ビアは、2つのカテゴリーに分けられることができます：1つは、層の間の電気接続のために使われます;もう一方は、装置を固定または位置決めするために使用される. 過程で, これらのビアは一般に3つのカテゴリーに分けられる, ブラインドビアス, 埋没ビアとビア. ブラインドビアは、プリント回路基板の上面および底面に位置し、ある深さを有する. これらは、表面線と下の内側の線を接続するために使用されます. The depth of the hole usually does not exceed a certain ratio (aperture).

設計の観点から、ビアは主に2つの部分で構成され、1つは中央のドリル穴であり、他方はドリル穴の周りのパッド領域である。これらの2つの部品のサイズは、ビアのサイズを決定する。明らかに、高速、高密度のPCB設計では、設計者は常に、ビアホールが小さい方が良いことを望むので、より多くの配線スペースを基板上に残すことができる。加えて、ビアホール、それ自身の寄生容量より小さい。小さい方が高速回路に適している。しかし、ホールサイズの縮小によってもコストが増大し、ビアの大きさを無期限に縮小することができない。それは穴やメッキなどのプロセス技術によって制限されています：穴が小さいほど、穴が長くなるほど穴が長くなり、中央位置から逸脱するのが簡単ですまた、穴の深さが穴の直径の6倍を超えると、孔壁を銅で均一にメッキすることが保証できない。例えば、通常の6層PCBボードが50 milの厚さ（スルーホール深さ）を有する場合。

Then, 通常条件下で, 最小孔径 PCBメーカー 提供することができますのみ. レーザ穴あけ技術の開発, 穴の大きさは小さくて小さくできます. 一般に, 直径6ミリメートル以下のビアをマイクロホールと呼ぶ. Microvias are often used in HDI (High Density Interconnect Structure) designs. Microvia technology allows vias to be directly punched on the pad (Via-in-pad), 回路性能の大幅な向上と配線スペースの節約.

ビアの寄生容量とインダクタンス

ビア自体は寄生浮遊容量を有する。ビアのグランド層上のハンダマスクの直径がD 2であることが知られているならば、ビアパッドの直径はD 1であり、PCB基板の厚さはTであり、基板基板の比誘電率はSchopleであり、ビアの寄生容量は以下のようになる。

C = 1.41は、TD 1 /（D 2 - D 1）です

回路のビアの寄生容量の主な効果は、信号の立ち上がり時間を延長し、回路の速度を低下させることである。例えば、50 milの厚さのPCBについては、使用するビアパッドの直径が20ミル（直径が10ミル）であり、ハンダマスクの直径が40ミルであれば、上記の式を用いてビアの大きさを近似することができる。

C = 1.41 x 4です。4 x 0050 x 0020 /( 0.040 - 0.020 )= 0.31 ppf

キャパシタンスのこの部分による立上がり時間の変化量は、概ね以下である。

T 10 - 90 = 2.2 C ( Z 0 / 2 )= 2.2 x 0です。31 x（50 / 2）= 17.05 ps

これらの値から、1つのビアの寄生キャパシタンスに起因する立ち上がり遅延の影響は非常に明白ではないが、ビアが層間にスイッチするためにトレースに複数回使用される場合、複数のビアが使用されることが分かる。設計は慎重に考慮しなければならない。実際の設計では、バイアホールと銅領域（反パッド）との距離を大きくするか、パッドの直径を小さくすることにより、寄生容量を低減することができる。

VIAの使い方

ビアの寄生特性の解析により，高速pcb設計において，一見単純なビアは，回路設計に大きな負の効果をもたらすことが多い。ビアの寄生効果による悪影響を低減するためには、以下のように設計することができる。

コストと信号品質の両方を考慮すると、サイズを介して合理的なサイズを選択します。必要に応じて、異なるサイズのビアを使用することができます。例えば、電源または接地ビアについては、より大きなサイズを使用してインピーダンスを減少させ、信号トレースについて、より小さなバイアを使用することができる。もちろん、ビアのサイズが小さくなるにつれて、対応するコストが増加する。

上述の2つの式は、より薄いPCBを使用して、ビアの2つの寄生パラメータを減少させるのに有益である。

c . PCBボード上の信号トレースは、できるだけ多く変更するべきではありません。これは、不要なバイアをできるだけ多く使用するべきではないことを意味します。

d電源とグランドのピンを近くでドリルして、ビアとピンとの間のリード線をできるだけ短くするべきです。等価インダクタンスを減少させるために平行に複数のビアを掘削することを検討した。

Eは、信号への最も近い復帰を提供するために信号変化層の展望の近くで若干の接地されたヴィアスを置きます。PCB上にいくつかの余分な地面のビアを置くことさえできます。

高密度用F 高速PCB 板, あなたはマイクロビアを使用することができます.