آشنایی با Blind Vias در PCBها: یک راهنمای کامل

بردهای مدار چاپی یا PCBها همه جا هستند. آنها تلفن، لپ‌تاپ، ساعت هوشمند و تقریباً هر قطعه از فناوری مدرن شما را تغذیه می‌کنند. اما درون این بردهای کوچک، شبکه پیچیده‌ای از اتصالات وجود دارد. یکی از بازیگران کلیدی در این شبکه، PCB via است.

ویاس‌ها سوراخ‌های کوچکی هستند که به سیگنال‌های الکتریکی اجازه می‌دهند بین لایه‌های PCB حرکت کنند. برخی از آنها تا آخر برد ادامه می‌یابند. برخی دیگر در نیمه راه متوقف می‌شوند. آن‌هایی که در نیمه راه متوقف می‌شوند، ما ویاهای کور می‌نامیم.

آنها کوچک هستند، اما کار بزرگی انجام می‌دهند. و اگر شما در حال طراحی قطعات الکترونیکی با چگالی بالا هستید، باید آنها را درک کنید. این راهنما توضیح می‌دهد که آنها چه هستند، چگونه ساخته می‌شوند و چه زمانی باید از آنها استفاده کرد.

در ادامه بخوانید!

ویاس‌های کور چیستند؟

بیایید با اصول اولیه شروع کنیم. یک via یک لایه از PCB را به لایه دیگر متصل می‌کند. آن را به عنوان یک سیم عمودی درون برد در نظر بگیرید. این نحوه اتصال لایه‌های مختلف به یکدیگر است.

اکنون، سه نوع اصلی از مسیرها در PCB وجود دارد:

•  از طریق سوراخ: از بالا به پایین در کل PCB حرکت کنید.

•  راه های کور: یک لایه بیرونی را به یک لایه داخلی متصل کنید، اما نه تا انتها.

•  راه های مدفوندو یا چند لایه داخلی را به هم متصل می‌کنند. آنها هرگز به بیرون نمی‌رسند.

مسیر‌های کور به این دلیل «کور» نامیده می‌شوند که تا انتها امتداد نمی‌یابند. شما نمی‌توانید انتهای دیگر را از بیرون ببینید.

آنها در قسمتی از برد، چه از بالا و چه از پایین، سوراخ می‌شوند. آنها در فضا صرفه‌جویی می‌کنند و به طراحان اجازه می‌دهند قطعات بیشتری را در فضای کمتری قرار دهند. به همین دلیل است که در بردهای HDI (اتصال با چگالی بالا) رایج هستند.

اگر با بردهای مدار چاپی blind via کار می‌کنید، تفاوت زیادی در انعطاف‌پذیری مسیریابی خواهید دید. می‌توانید اجزای بیشتری را در آن جای دهید. سیگنال‌های بیشتر و فضای کمتری.

ملاحظات تولید برای ویاس‌های کور

ایجاد مسیرهای کور به سادگی ایجاد سوراخ نیست. ساخت آنها زمان بیشتری می‌برد. به علاوه، دقت و هزینه بیشتری نیز دارد.

دو روش رایج برای ایجاد آنها وجود دارد:

۱. حفاری لیزری

۲. حفاری مکانیکی با عمق کنترل‌شده

سوراخکاری لیزری در بردهای مدار چاپی HDI رایج‌تر است. این روش سریع، تمیز و برای سوراخ‌های ریز عالی است. با این حال، گران نیز هست.

حفاری مکانیکی برای سوراخ‌های بزرگتر جواب می‌دهد. این روش از کنترل عمق برای توقف در لایه مناسب استفاده می‌کند. اما کندتر است و ابزارها را فرسوده می‌کند.

پس از سوراخکاری، مسیر با مس آبکاری می‌شود. این کار اجازه عبور الکتریسیته را می‌دهد. اگر این آبکاری خراب شود، مدار قطع می‌شود.

به همین دلیل است که تولید مسیرهای کور نیاز به کنترل دقیق دارد. شما به مهندسان ماهر و ماشین آلات دقیق نیاز دارید.

همچنین، این را به یاد داشته باشید: هر چه لایه‌های بیشتری داشته باشید، کار سخت‌تر می‌شود. مسیرهای کور در بردهای ۸ لایه یا ۱۰ لایه کار پیشرفته‌ای هستند.

این فرآیند ممکن است شامل لمینت کردن متوالی باشد. این به معنای ساخت برد در مراحل مختلف و اضافه کردن لایه‌ها یکی یکی است. هر مرحله لمینت کردن به زمان و هزینه اضافه می‌کند.

بنابراین، اگر پروژه شما به مسیرهای کور نیاز ندارد، از آنها استفاده نکنید. با این حال، اگر فضا و عملکرد مهم هستند، ممکن است ارزشش را داشته باشند.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

نسبت تصویر کور از طریق: چرا اهمیت دارد

اینجاست که مسائل فنی می‌شوند. هر Via عمق و قطری دارد. نسبت ابعاد، نسبت عمق به قطر است.

فرض کنید Via شما 0.2 میلی‌متر عرض و 0.6 میلی‌متر عمق دارد. این نسبت تصویر 3:1 است.

برای یک مسیر کور، نسبت ابعاد پایین‌تر بهتر است. زیرا آبکاری مس درون یک سوراخ عمیق و باریک سخت است. هرچه سوراخ عمیق‌تر باشد، پوشش دادن یکنواخت آن دشوارتر است.

بیشتر تولیدکنندگان نسبت ۰.۷۵:۱ تا ۱:۱ را برای مسیرهای کور ترجیح می‌دهند. برخی تا ۱.۵:۱ هم می‌روند، اما این کار طاقت‌فرسا است.

نسبت ابعاد بالا احتمال موارد زیر را افزایش می‌دهد:

•  حفره‌ها (شکاف‌های هوا)

•  آبکاری ضعیف

•  ترک خوردگی تحت تنش حرارتی

این شکست‌ها می‌توانند کل هیئت مدیره را خراب کنند.

بنابراین، هنگام طراحی یک مسیر کور PCB، همیشه نسبت ابعاد را در نظر بگیرید. ابعادی را انتخاب کنید که سازنده شما بتواند از عهده آن برآید و از قبل با او صحبت کنید.

کاربردهای ویاس‌های کور

چرا مهندسان از مسیرهای کور استفاده می‌کنند؟ پاسخ ساده است - آنها در فضا صرفه‌جویی می‌کنند. در الکترونیک مدرن، فضا حکم طلا را دارد.

در اینجا چند مورد استفاده رایج آورده شده است:

•  گوشیبردهای نازک، مدارهای پیچیده

•  پوشیدنیبسته‌بندی محکم، طرح‌بندی انعطاف‌پذیر

•  وسایل پزشکیکوچک، دقیق، قابل اعتماد

•  نظامی و هوافضا: کارایی بالا، فضای محدود

•  PCB های HDI: سیگنال‌های بیشتر در هر اینچ مربع

با اتصال فقط لایه‌هایی که نیاز دارید، ویاس‌های کور فضای زیادی را آزاد می‌کنند. این امر نیاز به مسیرهای طولانی را کاهش می‌دهد، تداخل سیگنال را به حداقل می‌رساند و عملکرد کلی را افزایش می‌دهد.

آنها همچنین امکان یکپارچگی بهتر سیگنال را فراهم می‌کنند. مسیرهای کوتاه‌تر به معنای سیگنال‌های سریع‌تر و مشکلات کمتر هستند.

اگر در حال طراحی یک برد مدار چاپی از طریق مسیر کور هستید، این مسیرها به ابزاری قدرتمند برای ساده‌سازی مسیریابی و بهبود عملکرد تبدیل می‌شوند.

ویاس‌های کور در مقابل ویاس‌های مدفون

بیایید آنها را در کنار هم مقایسه کنیم.

بسیاری از بردهای پیشرفته از ترکیبی از مسیرهای کور و مسیرهای مدفون برای دستیابی به تراکم بالاتر و مدیریت بهتر سیگنال استفاده می‌کنند.

ویاس‌های کور (Blind vias) ساده‌تر از ویاس‌های مدفون هستند—اما همچنان پیشرفته‌اند. اغلب هر دو را با طراحی یکسان، به خصوص در محصولات رده بالا، خواهید دید.

آنها گاهی اوقات به صورت زیر گروه بندی می شوند مسیرها (ویاس‌های) کور و مدفون، به خصوص در نقل قول‌های ساخت و ساز.

برای بهترین گزینه‌های مسیریابی، از آنها با هم استفاده کنید. اما بودجه خود را در نظر داشته باشید.

نتیجه

ویاس‌های کور بخش کوچکی از طراحی PCB هستند - اما بخش مهمی از آن. آنها لایه‌ها را بدون عبور از کل برد به هم متصل می‌کنند. این امر آنها را برای طرح‌بندی‌های با چگالی بالا ایده‌آل می‌کند.

با این حال، آنها با چالش‌هایی مانند تولید پیچیده، هزینه‌های بالا و محدودیت‌های سختگیرانه نسبت ابعاد همراه هستند. اگر روی تلفن‌های هوشمند، تجهیزات پزشکی یا سیستم‌های هوافضا کار می‌کنید، مسیرهای کور ممکن است بهترین دوست شما باشند. آنها به شما امکان می‌دهند با کمترین هزینه، کار بیشتری انجام دهید. اما اگر طراحی شما ساده است، از آنها صرف نظر کنید. مسیرهای سوراخ‌دار معمولی آسان‌تر و ارزان‌تر هستند.

خلاصه اینکه، مهم است بدانید چه زمانی از مسیرهای کور استفاده کنید و چه زمانی نه. همیشه با سازنده PCB خود صحبت کنید. چیدمان لایه‌ها، اندازه‌های مسیرها و اهداف خود را با او در میان بگذارید. آنها به شما کمک می‌کنند بهترین مسیر پیش رو را پیدا کنید.

و هرگز اصول اولیه را فراموش نکنید. نسبت ابعاد via خود را کنترل کنید. via مناسب را برای کار انتخاب کنید. در نهایت، بردهای خود را آزمایش کنید زیرا قابلیت اطمینان مهم است.