Mengapa vias buruk?

19

Saya merancang PCB dengan ELANG dan melihat bahwa ia mencoba membatasi jumlah vias melalui PCB.

  • Mengapa Anda ingin vias lebih sedikit?
  • Kenapa mereka buruk?
  • Apakah mereka membawa biaya produksi tambahan atau apakah itu OK untuk solusi frekuensi rendah dan daya rendah?
pcb pcb-design low-power pcb-fabrication via rhbvkleef
sumber

Jawaban:

17

Saya pikir masalah utamanya adalah: vias dapat menempati ruang yang signifikan dari komponen lain, oleh karena itu diperlukan papan yang lebih besar.

masukkan deskripsi gambar di sini

Pada gambar pertama vias TH memungkinkan kita hanya empat bantalan untuk ditempatkan. Tetapi dengan blind via atau tanpa via kita memiliki tempat untuk enam (atau lebih jika kita memiliki lebih banyak baris) bantalan. Komponen BGA yang lebih besar dapat ditempatkan di sini dengan cara ini. sumber

Dan pada akhirnya mengurangi ukuran berarti mengurangi biaya.

Tetapi untuk mempertahankan vias sedikit:
 Ada kasus ketika mereka berguna. Misalnya pada daya disipasi tinggi komponen vias termal dapat digunakan untuk membantu menghilangkan panas dengan mengarahkannya ke tuang tembaga besar.

masukkan deskripsi gambar di sini

Semua dalam semua itu sangat spesifik aplikasi dan bisa memiliki kelebihan dan kekurangan juga. Terserah Anda untuk menemukan keseimbangan.

Bence Kaulics
sumber
6
Jangan lupa tentang induktansi dan perlawanan. Saya belum pernah menggunakan Eagle dalam waktu yang lama, jadi saya tidak tahu "aturan desain" saat ini, tetapi jika itu menerapkannya per sinyal juga, alasannya mungkin karena membuat jalan memutar kecil untuk arus tinggi atau frekuensi tinggi (atau lebih buruk: keduanya) lebih baik daripada melompat melalui dua vias, karena matematika tentang angka dan kedekatan dengan yang lain ada yang sangat kompleks dalam beberapa kasus. Karena Anda meletakkan sisanya dengan sangat baik dan jelas, saya akan meninggalkannya di sini sebagai catatan kecil per sinyal.
Asmyldof
3
Juga, ketebalan pelapisan pada vias sangat tipis, sehingga menambah banyak hambatan dan tidak dapat membawa banyak arus. Untuk membawa daya dari satu sisi papan ke sisi lain menggunakan TH via, Anda perlu beberapa dari mereka hanya untuk menangani arus. Ini juga akan membuang-buang ruang. Juga karena induktansi / resistansi mereka, mereka tidak baik untuk membawa sinyal frekuensi tinggi. Menggunakan vias dapat menyebabkan masalah integritas sinyal. Jangan takut untuk menggunakan vias, tetapi hanya menggunakannya ketika mereka benar-benar diperlukan.
DerStrom8
@ derstrom8 Saya menggunakannya untuk kira-kira sinyal 60Hz & 5V100mA Saya kira vias akan baik-baik saja untuk itu?
rhbvkleef
1
@rhbvkleef Setiap kali saya berpikir untuk menggunakan vias, saya menggunakan kalkulator online: circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator . Saya memasukkan ukuran vias yang saya rencanakan untuk digunakan dan memberi tahu saya berapa banyak arus yang dapat dibawanya, daya tahannya, dan beberapa spesifikasi lainnya. Saya sangat merekomendasikannya. Saya tidak akan terlalu khawatir tentang sinyal 60Hz melalui via, tapi saya masih akan mengingat resistensi. Lebih banyak vias pada sinyal = lebih sedikit resistansi = sinyal kualitas lebih baik
DerStrom8
Vias pada papan murah (Tg rendah) yang akan melalui reflow memiliki kecenderungan untuk pecah karena ekspansi sumbu Z dapat setinggi 300 ppm di atas Tg; semakin lama di atas Tg, semakin tinggi kemungkinan kerusakan. Lihat IPC4101 untuk nilai Tg khas untuk standar yang berbeda.
Peter Smith
13

Saya tidak akan mengatakan bahwa vias itu buruk. Mereka tidak!

Salah satu cara yang berguna untuk menggunakan vias adalah untuk melindungi energi RF di papan RF, teknik yang disebut via stiching:

penampang PCB yang membandingkan papan dengan dan tanpa melalui stiching

tampilan atas papan yang sama

RHaguiuda
sumber
Saya suka ide itu, tidak berguna untuk aplikasi saya tho
rhbvkleef
Namun, sering kali vias-vias lain adalah SUMBER EMI, dan vias jahitan dimasukkan untuk menggagalkan.
mike65535
11

Ini hanyalah salah satu parameter yang dapat Anda gunakan untuk mengubah autorouter. Via menambahkan sedikit biaya dalam pengeboran (meskipun ini mungkin tidak secara eksplisit ditunjukkan pada tagihan), mereka mengambil ruang, dan hal-hal lain dianggap sama, lebih baik bagi rute untuk tetap berada di lapisan yang sama.

Saya bisa membayangkan (tapi saya tidak yakin) bahwa via hanya sedikit kurang dapat diandalkan daripada jejak tembaga sederhana.

Wouter van Ooijen
sumber
Dalam hal keandalan masalah ini adalah perakitan, vias yang tidak disewa, terutama vias yang mengarah ke pesawat atau jejak lemak cenderung menyedot solder dari pad yang menyebabkan masalah QC selama PCBA. Solder wicking adalah sakit kepala QC utama untuk bagian BGA di mana inspeksi visual dari sendi sulit.
crasic
2

Untuk Bus Berkecepatan Tinggi, vias akan menyebabkan ketidakcocokan impedansi dan menyebabkan refleksi.

Vias juga tidak bisa mentolerir arus tinggi. Beberapa vias diperlukan untuk pesawat terbang saat ini. Ini jelas akan meningkatkan jarak.

M.Arun kumar
sumber
Itu sebabnya untuk banyak bus berkecepatan tinggi dan lahan terkait, banyak vias digunakan dalam pola 'penjahitan' untuk menjaga impedansi dan ESR serendah mungkin. Mereka adalah kejahatan yang diperlukan pada papan SMD kepadatan tinggi. Lihatlah motherboard komputer mana pun.
Sparky256