Via เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่สําคัญของ PCB หลายชั้น และต้นทุนในการขุดเจาะมักจะคิดเป็น 30% ถึง 40% ของต้นทุนการผลิต PCB พูดง่ายๆ ก็คือ ทุกรูบน PCB สามารถเรียกได้ว่าเป็นผ่าน จากมุมมองของฟังก์ชัน vias สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทหนึ่งใช้สําหรับการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างชั้น อีกอันใช้สําหรับยึดหรือวางตําแหน่งอุปกรณ์ ในแง่ของกระบวนการ vias โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสามประเภท ได้แก่ Blind Vias, Buried Vias และ Through Vias
จุดแวะตาบอดอยู่ที่พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของแผงวงจรพิมพ์และมีความลึกที่แน่นอน ใช้สําหรับเชื่อมต่อเส้นพื้นผิวและเส้นด้านในที่อยู่ด้านล่าง ความลึกของรูมักจะไม่เกินอัตราส่วนที่กําหนด (รูรับแสง) รูฝังหมายถึงรูเชื่อมต่อที่อยู่ในชั้นในของแผงวงจรพิมพ์ ซึ่งไม่ขยายไปถึงพื้นผิวของแผงวงจร รูสองประเภทที่กล่าวถึงข้างต้นอยู่ในชั้นในของแผงวงจรและเสร็จสมบูรณ์โดยกระบวนการขึ้นรูปรูทะลุก่อนการเคลือบและชั้นในหลายชั้นอาจทับซ้อนกันในระหว่างการก่อตัวของทะเบียน ประเภทที่สามเรียกว่ารูทะลุซึ่งเจาะแผงวงจรทั้งหมดและสามารถใช้สําหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายภายในหรือเป็นรูกําหนดตําแหน่งการติดตั้งส่วนประกอบ เนื่องจากรูทะลุนั้นง่ายต่อการรับรู้ในกระบวนการและต้นทุนต่ํากว่าจึงใช้ในแผงวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่แทนที่จะเป็นรูทะลุอีกสองประเภท รูผ่านที่กล่าวถึงด้านล่าง เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น จะถือว่าเป็นรูผ่าน
1. จากมุมมองของการออกแบบ via ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือรูเจาะตรงกลาง และอีกส่วนหนึ่งคือพื้นที่แผ่นรองรอบรูเจาะ ขนาดของทั้งสองส่วนนี้เป็นตัวกําหนดขนาดของทะเบียน เห็นได้ชัดว่าในการออกแบบ PCB ความเร็วสูงความหนาแน่นสูงนักออกแบบหวังเสมอว่ายิ่งรูผ่านมีขนาดเล็กเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเพื่อให้สามารถเหลือพื้นที่เดินสายบนบอร์ดได้มากขึ้น นอกจากนี้ยิ่งรูผ่านมีขนาดเล็กเท่าใดความจุของปรสิตของมันเอง ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งเหมาะกับวงจรความเร็วสูงมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การลดขนาดรูยังทําให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น และขนาดของจุดแวะไม่สามารถลดลงได้อย่างไม่มีกําหนด มันถูก จํากัด ด้วยเทคโนโลยีกระบวนการเช่นการเจาะและการชุบ: ยิ่งหลุมมีขนาดเล็กการเจาะมากขึ้นยิ่งหลุมใช้เวลานานเท่าไหร่ก็ยิ่งเบี่ยงเบนจากตําแหน่งกึ่งกลางได้ง่ายขึ้นเท่านั้น และเมื่อความลึกของรูเกิน 6 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่เจาะ ก็ไม่สามารถรับประกันได้ว่าผนังรูสามารถชุบทองแดงได้อย่างสม่ําเสมอ ตัวอย่างเช่น ความหนา (ความลึกของรู) ของบอร์ด PCB 6 ชั้นปกติอยู่ที่ประมาณ 50Mil ดังนั้นเส้นผ่านศูนย์กลางการเจาะขั้นต่ําที่ผู้ผลิต PCB สามารถจัดหาได้จะสูงถึง 8Mil เท่านั้น
ประการที่สองความจุปรสิตของรูทะลุเองมีความจุปรสิตกับพื้นดิน หากทราบกันดีว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูแยกบนชั้นกราวด์ของเวียคือ D2 เส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นผ่านคือ D1 และความหนาของบอร์ด PCB คือ T ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของพื้นผิวบอร์ดคือ ε และความจุปรสิตของเวียโดยประมาณ: C=1.41εTD1/(D2-D1) ผลหลักของความจุปรสิตของผ่านบนวงจรคือการขยาย เวลาเพิ่มขึ้นของสัญญาณและลดความเร็วของวงจร ตัวอย่างเช่นสําหรับ PCB ที่มีความหนา 50Mil หากใช้ทะลุที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 10Mil และเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่น 20Mil และระยะห่างระหว่างแผ่นกับพื้นที่ทองแดงกราวด์คือ 32Mil เราสามารถประมาณผ่านโดยใช้สูตรข้างต้นความจุปรสิตคร่าวๆ: C = 1.41x4.4x0.050x0.020 / (0.032-0.020) = 0.517pF, การเปลี่ยนแปลงเวลาเพิ่มขึ้นที่เกิดจากความจุส่วนนี้คือ: T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28ps เห็นได้จากค่าเหล่านี้ ?? แม้ว่าผลกระทบของความล่าช้าที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากความจุปรสิตของ via เดียวจะไม่ชัดเจน แต่หากมีการใช้ via หลายครั้งในการติดตามเพื่อสลับระหว่างเลเยอร์
3. การเหนี่ยวนําปรสิตของจุดแวว ในทํานองเดียวกัน มีการเหนี่ยวนําปรสิตพร้อมกับความจุของปรสิตในเวียส ในการออกแบบวงจรดิจิตอลความเร็วสูงความเสียหายที่เกิดจากการเหนี่ยวนําปรสิตของจุดแวะมักจะมากกว่าผลกระทบของความจุปรสิต การเหนี่ยวนําอนุกรมปรสิตจะทําให้การมีส่วนร่วมของตัวเก็บประจุบายพาสอ่อนแอลงและทําให้ผลการกรองของระบบไฟฟ้าทั้งหมดอ่อนแอลง เราสามารถคํานวณความเหนี่ยวนําปรสิตโดยประมาณของ a via ได้ด้วยสูตรต่อไปนี้: L=5.08h[ln(4h/d)+1] โดยที่ L หมายถึงความเหนี่ยวนําของเวีย h คือความยาวของเวีย และ d คือศูนย์กลาง เส้นผ่านศูนย์กลางของรู จะเห็นได้จากสูตรว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเวียมีอิทธิพลเล็กน้อยต่อการเหนี่ยวนําและความยาวของเวียมีอิทธิพลต่อการเหนี่ยวนํามากที่สุด ยังคงใช้ตัวอย่างข้างต้น ความเหนี่ยวนําของเวียสามารถคํานวณได้เป็น: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH หากเวลาเพิ่มขึ้นของสัญญาณคือ 1ns อิมพีแดนซ์เทียบเท่าคือ: XL=πL/T10-90=3.19Ω อิมพีแดนซ์ดังกล่าวไม่สามารถละเลยได้อีกต่อไปเมื่อกระแสความถี่สูงผ่าน ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับข้อเท็จจริงที่ว่าตัวเก็บประจุบายพาสจําเป็นต้องผ่านสองจุดเมื่อเชื่อมต่อชั้นพลังงานและชั้นกราวด์เพื่อให้การเหนี่ยวนําปรสิตของผ่านจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
4. ผ่านการออกแบบใน PCB ความเร็วสูง จากการวิเคราะห์ลักษณะปรสิตของเวียสข้างต้นเราจะเห็นว่าในการออกแบบ PCB ความเร็วสูงจุดแวะที่ดูเหมือนเรียบง่ายมักจะนํามาซึ่งผลเสียอย่างมากในการออกแบบวงจร ผล เพื่อลดผลข้างเคียงที่เกิดจากผลกระทบของปรสิตของเวียสสามารถทําได้ดังต่อไปนี้ในการออกแบบให้มากที่สุด:
1. จากสองด้านของต้นทุนและคุณภาพสัญญาณให้เลือกขนาดที่เหมาะสมของเวียส ตัวอย่างเช่นสําหรับการออกแบบ PCB โมดูลหน่วยความจํา 6-10 ชั้นควรใช้ผ่านขนาด 10/20Mil (เจาะ/แผ่น) สําหรับบอร์ดขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูงบางรุ่นคุณสามารถลองใช้ 8/18Mil รู ภายใต้เงื่อนไขทางเทคนิคในปัจจุบันเป็นการยากที่จะใช้เวียสที่เล็กกว่า สําหรับพาวเวอร์หรือกราวด์ คุณสามารถพิจารณาใช้ขนาดที่ใหญ่ขึ้นเพื่อลดอิมพีแดนซ์
2. สองสูตรที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถสรุปได้ว่าการใช้ PCB ที่บางกว่านั้นมีประโยชน์ในการลดพารามิเตอร์ปรสิตสองตัวของเวีย
3. พยายามอย่าเปลี่ยนชั้นของร่องรอยสัญญาณบนบอร์ด PCB กล่าวคือพยายามอย่าใช้ช่องทางที่ไม่จําเป็น
4. ควรเจาะหมุดไฟฟ้าและกราวด์ในบริเวณใกล้เคียง และตะกั่วระหว่างทะเบียนและพินควรสั้นที่สุด เพราะจะเพิ่มความเหนี่ยวนํา ในขณะเดียวกันสายไฟและสายกราวด์ควรหนาที่สุดเพื่อลดอิมพีแดนซ์
5. วางจุดผ่านสายดินไว้ใกล้กับจุดผ่านจุดของชั้นสัญญาณเพื่อให้ลูปที่ใกล้ที่สุดสําหรับสัญญาณ เป็นไปได้ที่จะวางจุดแวะกราวด์ซ้ําซ้อนจํานวนมากบนบอร์ด PCB แน่นอนว่าการออกแบบต้องมีความยืดหยุ่น โมเดลผ่านที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้คือกรณีที่มีแผ่นอิเล็กโทรดในแต่ละชั้น บางครั้งเราสามารถลดหรือลบแผ่นอิเล็กโทรดของบางชั้นได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาแน่นของจุดแวะสูงมากอาจนําไปสู่การก่อตัวของร่องแตกที่แยกห่วงในชั้นทองแดง ในการแก้ปัญหานี้นอกเหนือจากการย้ายตําแหน่งของทะยาแล้วเรายังสามารถพิจารณาวางทะลุบนชั้นทองแดงได้อีกด้วย ขนาดแผ่นรองลดลง
01 ม.ค.