مقایسه ویاهای کور، ویاهای مدفون، و ویاهای عبوری در طراحی PCB

مطالب

• نکات کلیدی
• درک Vias در طراحی PCB
• مسیرهای کور: تعریف و کاربرد
• راه های دفن شده: تعریف و کاربرد
• راه های سوراخ: تعریف و کاربرد
• تفاوت های کلیدی میان ویاس
• مزایا و معایب هر نوع راه
• عواملی که هنگام انتخاب ویاس باید در نظر بگیریم
• نکات عملی برای اجرای آن
• سوالات عمومی

مقایسه خطوط نابینا، خطوط دفن شده و خطوط سوراخ در طراحی PCB

ویاس ها اجزای حیاتی در صفحه های مداری چاپی (PCB) هستند که امکان اتصال الکتریکی بین لایه ها را فراهم می کنند.یا سوراخ های عبور مستقیم بر عملکرد PCB تاثیر می گذارداز آنجا که الکترونیک به طرح های کوچکتر و چگالی بالاتر نیاز دارد، درک تفاوت ها برای طراحی بهینه PCB ضروری است.

نکات کلیدی

• راه هاي نابينالایه سطحی را به لایه های داخلی متصل کنید، ایده آل برای PCB های با تراکم بالا.
• راه های دفن شدهلایه های داخلی را بدون رسیدن به سطح به حداقل می رسانند و اختلال سیگنال را به حداقل می رسانند.
• راه های سوراخدر سراسر صفحه نفوذ می کند، مناسب برای اجزای نیاز به پشتیبانی مکانیکی.
• انتخاب از طریق بستگی به الزامات تراکم، نیازهای یکپارچگی سیگنال و محدودیت های بودجه دارد.

درک Vias در طراحی PCB

"ویاس" چیست؟
ویاس ها کانال های رسانا در PCB هستند که ردیابی ها را از طریق لایه های مختلف متصل می کنند. آنها معمولاً با مس پوشش داده می شوند و بسته به نیازهای طراحی ، می توانند پر یا خالی شوند.سه نوع اصلی نابینا، دفن شده و سوراخ شده در عمق، فرآیند تولید و سناریوهای کاربرد آنها متفاوت است.

مسیرهای کور: تعریف و کاربرد

راه کور چیست؟
ویاس های کور از سطح بالا یا پایین PCB شروع می شوند و بدون عبور از صفحه به یک یا چند لایه داخلی متصل می شوند. آنها با حفاری حفره های عمق جزئی ایجاد می شوند.و آنها را به مس پوشانده اند، و اغلب در تخته های چند لایه ای (4+ لایه) برای کاهش از دست دادن سیگنال و صرفه جویی در فضای سطحی استفاده می شود.

برنامه های کاربردی اصلی

•  الکترونیک مصرفی: گوشی های هوشمند، تبلت ها و دستگاه های پوشیدنی که طراحی های فشرده نیاز به تراکم بالای اجزای آن دارند.
• دستگاه های پزشکی: ایمپلنت ها یا تجهیزات تشخیصی که نیاز به حداقل ضخامت صفحه دارند.
•  هوافضا: اجزای مورد نیاز برای اتصال های سبک وزن و قابل اعتماد

راه های دفن شده: تعریف و کاربرد

راه پنهان چیست؟
لوله های دفن شده به طور کامل در داخل PCB وجود دارند، لایه های داخلی را بدون بیرون آمدن از هر سطحی متصل می کنند. آنها توسط لایه های داخلی پیش از حفاری تشکیل شده اند.باعث می شود که آنها از خارج از تخته نامرئی باشنداین نوع برای به حداقل رساندن طول استوب و بهبود یکپارچگی سیگنال در مدار های فرکانس بالا بسیار مهم است.

برنامه های کاربردی اصلی

• الکترونیک با سرعت بالا: سرورها، روترها و مراکز داده با سیگنال های محدوده گژتز.
• دستگاه های RF و مایکروویو: آنتن ها، سیستم های رادار و ماژول های بی سیم
• نظامی/هواپیمایی: تجهیزات که در آن اختلال سیگنال باید به شدت کنترل شود.

راه های سوراخ: تعریف و کاربرد

یک راه از طریق حفره چیست؟
درایورهای سوراخ در سراسر ضخامت PCB نفوذ می کنند و تمام لایه ها را از بالا به پایین متصل می کنند. آنها می توانند اجزای سوراخ را (به عنوان مثال مقاومت ها،و پشتیبانی مکانیکی را فراهم می کنند.این نوع قدیمی ترین و ساده ترین از طریق تکنولوژی است.

برنامه های کاربردی اصلی

• تجهیزات صنعتی: موتورها، کنترل کننده ها و ماشین آلات سنگین که نیاز به اتصال قوی دارند.
• برق برق: تخته های ولتاژ بالا که از طریق اندازه از جریان جریان بالا پشتیبانی می کنند.
• نمونه سازی و تولید کم حجم: آسان تر برای تولید و تعمیر در مقایسه با ویاس های کور / دفن شده.

تفاوت های کلیدی میان ویاس

مزایا و معایب هر نوع راه

راه هاي نابينا

مزایا:

• فضای سطحی را برای اجزای بیشتر ذخیره می کند.
• در مقایسه با سوراخ از طریق طول استوب کاهش می یابد.
• مناسب برای طرح های مخلوط سطح نصب / سوراخ.

محدودیت ها:

• هزینه اش بیشتر از اینه که از طریق یه سوراخ بریزید
• دقت حفاری لازم برای جلوگیری از آسیب به لایه

راه های دفن شده

مزایا:

• تماميت سيگنال رو در مدار هاي فرکانس بالا به حداکثر مي رسونه
• با آزاد کردن سطح، چگالی PCB را امکان پذیر می کند.
• باعث کاهش سر و صدا و تداخل الکترومغناطیسی میشه

محدودیت ها:

• بالاترين هزينه توليد به خاطر لايه بندي پیچیده
• سخته که بازرسي يا تعمير بعد از توليد بشه

راه های سوراخ

مزایا:

•  کمترین هزینه و ساده ترین تولید.
• ثبات مکانیکی قطعات سنگین را فراهم می کند.
•  ایده آل برای ساخت نمونه اولیه و پروژه های سریع

 محدودیت ها:

• فضاي بيشتري از تخته ها رو اشغال ميکنه و چگالي رو محدود ميکنه
•  استوب های طولانی تر ممکن است باعث تخریب سیگنال در طرح های با سرعت بالا شود.

عواملی که هنگام انتخاب ویاس باید در نظر بگیریم

تعداد لایه های PCB

• 2×4 صفحه لایه: ویاس های سوراخ شده مقرون به صرفه هستند.
• 6+ صفحه لایه: ویاس های کور / دفن شده تراکم و کیفیت سیگنال را بهینه می کنند.

فرکانس سیگنال

• فرکانس بالا (۱+ گیگاهرتز): ویاس های دفن شده بازتاب های ناشی از استوب را به حداقل می رسانند.
• فرکانس پایین: راه های سوراخ یا کور کافی است.

نوع قطعه

• اجزای سوراخ: برای پشتیبانی مکانیکی نیاز به ویاس های سوراخ دارند.
• اجزای نصب شده روی سطح: برای طراحی های جمع و جور، وایاس های کور / دفن شده را فعال کنید.

محدودیت های بودجه

بودجه های تنگ: اولویت دادن به راه های سوراخ.

• پروژه های با قابلیت اطمینان بالا: برای عملکرد بلندمدت در ویاس های کور / دفن سرمایه گذاری کنید.

نکات عملی برای اجرای آن

چه زمانی از ویاس های کور استفاده کنید:
زمانی انتخاب کنید که فضای سطحی محدود باشد اما هزینه های کامل از طریق دفن ممنوع باشد (به عنوان مثال، PCB های لایه 4 8).

چه موقع از ویاس های دفن شده استفاده کنید:
برای صفحه های چند لایه با سرعت بالا (10+ لایه) که یکپارچگی سیگنال بسیار مهم است (به عنوان مثال، صفحه های مادر سرور) انتخاب کنید.

طراحی بهترین شیوه ها:

• برای جلوگیری از اشتباهات ساخت، از طریق عمق حفاری در عرض 1.5 میلی متر، کور نگه دارید.
• استفاده از ویاس های دفن شده در ارتباط با ردپای مقاومت کنترل شده برای طرح های RF.
• در صورت استفاده از لوله های سوراخ، حداقل حلقه حلقه ای 0.2 میلی متر برای اطمینان داشته باشید.

سوالات عمومی

می تونم از طریق انواع در یک PCB مخلوط کنم؟
بله، خيلي از تخته ها از سيم هاي سوراخ شده براي ردپايه هاي برق و سيم هاي نابينا براي لايه هاي سيگنال استفاده مي کنند

چگونه انواع PCB بر هزینه تاثیر می گذارد؟
راه های دفن شده > راه های کور > راه های سوراخ شده.

آیا لوله های نابینا و دفن شده برای استفاده طولانی مدت قابل اطمینان هستند؟
بله، اگر درست ساخته شده باشد. تامین کنندگان را با AXI (بررسی اتوماتیک اشعه ایکس) انتخاب کنید تا از طریق یکپارچگی تأیید شود.

انتخاب درست از طریق نوع، الزامات طراحی، امکان تولید و بودجه را متعادل می کند.سیلی های کور و دفن شده همچنان بر PCB های سطح بالا تسلط خواهند داشت، در حالی که لوله های حفره ای برای کاربردهای مقرون به صرفه و قوی ضروری هستند. همکاری با تولید کنندگان با تجربه مانند LTPCBA اطمینان از بهینه سازی از طریق اجرای هر پروژه است.

منبع تصویر: اینترنت