Vpliv vias v hitrih PCB
V večplastnih ploščah PCB za visoke hitrosti, ko se signali prenašajo iz ene plasti medsebojnega povezovanja v drugo, jih je treba povezati prek vias. Ko je frekvenca pod 1 GHz, lahko Vias igra dobro povezavo in njihovo parazitsko kapacitivnost in induktivnost je mogoče prezreti.
Kadar je frekvenca nad 1GHz, vpliva preko parazitskih učinkov na celovitost signala ni mogoče prezreti. V tem času se Via pojavlja kot prekinitvena točka impedance na prenosni poti, kar povzroča težave z celovitostjo signala, kot so odsev signala, zamuda in slabljenje.
Ko se signal prenaša v drugo plast prek via, referenčna plast signalne črte deluje tudi kot povratna pot za signal Via, povratni tok pa teče med referenčnimi plastmi skozi kapacitivno sklopko, kar povzroča težave, kot je ozemljitvena elastičnost.
Vrste vias
Vias so na splošno razdeljeni v tri kategorije: skozi luknje, slepe luknje in zakopane luknje.
Slepo luknje: Nanaša se na zgornjo in spodnjo površino tiskane vezje z določeno globino, ki se uporablja za povezavo površinske črte in notranje plasti spodaj, globina luknje in zaslonke pa običajno ne presegata določenega razmerja.
Pokopana luknja: Nanaša se na luknjo za povezavo, ki se nahaja v notranji plasti tiskane vezje, ki se ne razširi na površino vezje.
Skozi luknjo: ta luknja prehaja skozi celotno vezje in jo je mogoče uporabiti za doseganje notranje medsebojne povezave ali kot luknjo za namestitev komponente. Ker je skozi luknje lažje izvajati v smislu tehnologije in imajo nižje stroške, se običajno uporabljajo v tiskanih vezjih.
Parazitska kapacitivnost vias
Sama po sebi ima parazitsko kapacitivnost na tla. Če je premer izolacijske luknje via na tleh plasti D2, premer via pad je D1, debelina PCB je t, dielektrična konstanta podloge plošče pa ε, potem je parazitska kapacitivnost via približno:
C=1. 41εtd1\/(d 2- d1)
Parazitska kapacitivnost Via v glavnem vpliva na vezje, tako da podaljša čas vzpona signala in zmanjša hitrost vezja. Manjša je kapacitivnost, manjši je udar.
Parazitska induktivnost vias
Sama po sebi ima parazitsko induktivnost. Pri zasnovi hitrih digitalnih vezij je škoda parazitske induktivnosti vias pogosto večja od škode parazitske kapacitivnosti. Induktivnost parazitskih serij bo oslabila učinek obvodne kondenzatorja in filtrirni učinek celotnega elektroenergetskega sistema. Če l predstavlja induktivnost via, h predstavlja dolžino via in D predstavlja premer sredinske vrtalne luknje, parazitska induktivnost via je približno:
L =5. 08H ［ln (4H\/d) 1］
Iz formule je razvidno, da premer via močno vpliva na induktivnost, medtem ko dolžina via največji vpliv na induktivnost.
