نحوه ساخت vias های PCB

Vias ها، سوراخ هایی روی برد مدار، خطوط بین لایه های مختلف را به هم متصل می کنند و برد مدار را از یک ساختار مسطح به یک ساختار سه بعدی تغییر می دهند.

اجتناب از عبور از خطوط تک لایه بسیار دشوار است و خطوط دو لایه یا بیشتر باید از طریق Vias متصل شوند. از طریق مس روی دیوار سوراخ، سیم‌های مسی مدار لایه‌های بالایی و پایینی متصل می‌شوند.

PCB تک لایه، گاهی اوقات مسیریابی غیرممکن است و لایه ها باید از طریق vias تغییر کنند. گذرگاه های بزرگ و کوچک برای اتصال مدارها در لایه های مختلف

چه نوع vias وجود دارد؟

دو نوع Vias روی برد مدار وجود دارد: سوراخ های مکانیکی و سوراخ های لیزری.

(1) سوراخ مکانیکی: سوراخی که با مته مکانیکی حفر می شود. قطر داخلی سوراخ بیش از 0.2 میلی متر است. یک سوراخ بزرگتر با مته ضخیم تر ایجاد می شود. محصولات الکترونیکی مصرفی معمولاً با قطر داخلی 0.3 میلی متر طراحی می شوند. سازندگان برد مدار معمولی می توانند حفره های مکانیکی 0.3mm ایجاد کنند. در صورت استفاده از سوراخ های مکانیکی 0.2 میلی متر و 0.25 میلی متر، مته به دلیل سرعت پایین حفاری به راحتی شکسته می شود و قیمت آن گران تر می شود. همه تولیدکنندگان PCB نمی توانند چنین سوراخ های مکانیکی کوچکی ایجاد کنند. مته به یکباره از طریق برد مدار سوراخ می کند، بنابراین سوراخ مکانیکی را سوراخ عبوری نیز می نامند.

(2) سوراخ لیزری: سوراخی که توسط لیزر سوراخ می شود. قطر داخلی معمولاً 0.1 میلی متر است. تعداد کمی سوراخ لیزری با مشخصات دیگر وجود دارد. از آنجایی که قدرت لیزر محدود است، نمی تواند مستقیماً به برد PCB چند لایه نفوذ کند و معمولاً به عنوان یک سوراخ کور روی سطح استفاده می شود.

ملاحظات PCB Via Design

(1) دیافراگم باید تا حد امکان بزرگ باشد: همانطور که در بالا ذکر شد، باید از مته های کوچک برای سوراخ های کوچک استفاده شود. مته های کوچک گران هستند و نیازهای بالایی برای کارخانه تخته دارند. اگر سطح تخته بزرگ باشد، حتی می توان از سوراخ های مکانیکی با قطر داخلی 5.5 میلی متر استفاده کرد.

(2) سعی کنید از سوراخ های لیزری استفاده نکنید: یعنی سعی کنید از سوراخ های لیزری استفاده نکنید. برد مدار با یک لایه سوراخ لیزری 30 درصد گرانتر از مدار بدون سوراخ لیزری (برد مرتبه اول) است. یکی با 2 لایه سوراخ لیزری 30 درصد گرانتر از یک لایه سوراخ لیزری (تخته درجه دوم) است.

(3) طرح‌های گران‌تر دیگر: هرچه فرآیند via پیچیده‌تر باشد، قیمت برد مدار بالاتر است و تفاوت بین ارزان‌ترین و گران‌ترین آن بیش از ده‌ها برابر است. برای مثال، یک سوراخ مکانیکی 0.2 میلی‌متری حدود 20 درصد گران‌تر از یک برد مدار سوراخ مکانیکی 0.3 میلی‌متری است. تخته حفره‌ای انباشته با سوراخ‌های لیزری 2-روی هم‌پوشانی بیش از 20 درصد گران‌تر از تخته حفره‌ای با 2 لایه سوراخ لیزری است. تلفن همراه اپل دوست دارد از هر اتصال لایه ای استفاده کند. برد بیش از 10 برابر گرانتر از بردهای مدار معمولی با سوراخ های مکانیکی است (کل برد با سوراخ های لیزری همپوشانی دارد).

مشت زدن متراکم، چیدمان منظم یا چیدمان تصادفی؟

مساحت سطح داخلی هر via محدود است و جریان عبوری از آن نیز محدود است.

برای خطوط برق، خطوط زمین و سایر خطوط PCB که نیاز به عبور جریان زیادی دارند، بسیاری از Vias ها باید پانچ شوند.

مشت زدن تصادفی و مشت زدن منظم

این via ها را می توان به طور منظم در یک ماتریس مرتب کرد، یا می توان آنها را به صورت تصادفی مرتب کرد. آیا تفاوتی بین این دو وجود دارد؟

چیدمان منظم بهتر از چیدمان تصادفی به نظر می رسد. نقشه های مرتب شده به طور تصادفی سریع هستند. اکثر شرکت ها الزامات اجباری ندارند و مهندسان PCB با "اختلال وسواس فکری اجباری" ترجیح می دهند از قوانین استفاده کنند.

ویاهای ماتریسی که به طور منظم مرتب شده اند ممکن است توانایی بیشتری در مسدود کردن سیگنال ها در جهات خاص داشته باشند. اگر عمدا آنها را تعقیب نکنید تا خوب به نظر برسند، مشت زدن تصادفی ایمن تر خواهد بود.