在印刷电路板(PCB)中,VIA(又称过孔)是通过电路板的锡覆盖,然后电镀和填充孔内导体,将图层逐一连接的一种方法。VIA是将信号从一个电路层向下传递到另一个电路层的主要通道。VIA的设计和使用对电路板的性能、信号完整性和成本等方面都有巨大的影响。
VIA可以分成不同的类型,主要根据它们连接电路板的不同方式分为以下几种:
(1)PTH孔(Through-Hole-VIA):它是最常见的一种VIA,位于PCB上,从一侧穿过电路板到达另一侧,通过互连双面或多层电路板。PTH孔的缺点是需要使用钻头或激光器进行加工,在PCB生产过程中增加了成本和复杂度。
(2)Blind VIA:它只连接到一个内部层或是表面层和内部层之间,通俗来说就是看不见另一边的孔,从而实现了更高密度电路的布局。但是它的制造成本高,并且难以保持同步进度。
(3)Buried VIA:它完全位于多层电路板内部。与普通的PTH孔无需将钻头穿过整个电路板不同,Buried VIA是在PCB的几个内部层之间形成。但是,其价格更高昂。
VIA是电路板设计中重要的组成部分,其作用主要有以下几个方面:
(1)实现不同电路层之间的连接:PCB的各种电路层之间的信号和电流必须相互连接。VIA是一个可靠的和有效的方法,可以将信号从一层传输到PCB的另一层。
(2)降低电路噪音:PCB中的信号电路和电源电路,通常会存在一些相互影响、噪声等问题。通过使用VIA,信号和电源电路可以分开,从而降低电路噪音,产生更纯净的信号。
(3)提高产品性能:通过使用VIA,PCB的功能可以得到进一步提高。例如,PCB上的复杂电路可以使用VIA将信号传输到不同的电路层来最大化布局。
随着电路布局技术的不断提高,VIA的设计也越来越重要。以下是几个重要的VIA设计原则:
(1)通过VIA的最大直径和最小间隔: PCB设计师必须考虑VIA的最大直径和最小间距这两个因素。如果VIA直径太小,电路板不能正常工作,太大会增加制造成本。同样,如果两个VIA之间的间距太小,可能会出现短路等问题。
(2)最小化VIA数量:尽可能减少VIA的数量,原因是VIA是PCB最昂贵的组成部分之一,也会对电路造成噪音影响。
(3)VIA平衡:平衡电路板上各VIA之间的分布,保持VIA之间的距离相等,可以减小电路噪声和EMI(电磁干扰)。