Перейти к содержанию

Переходное отверстие (via)

Переходное отверстие соединяет дорожки на разных слоях печатной платы. Для питания и медленных сигналов это просто проводник, а для быстрых сигналов и больших токов у него есть свои ограничения.

Обновлено Редакция GAW

Переходное отверстие (via) — отверстие в печатной плате, стенки которого покрыты медью. Оно соединяет площадки и дорожки на разных слоях: по руководству TI SLVA959B у отверстия есть площадки на соответствующих слоях, а электрическую связь между ними даёт металлизация стенки.

ВидКакие слои соединяет
Сквозноевсе слои, от верхнего до нижнего
Глухое (blind)наружный слой и один из внутренних
Скрытое (buried)только внутренние слои
Теплоотводноеобычное сквозное, но для отвода тепла, а не для сигнала

Для сигнала отверстие — не просто кусок проводника. По руководству TI SCAA082A оно добавляет индуктивность и ёмкость, меняет волновое сопротивление и удлиняет трассу. Если сигнал уходит со слоя 1 на внутренний слой через сквозное отверстие, остаток ствола становится отводом и отражает сигнал; длинные отводы убирают обратным сверлением. Когда трасса меняет слой, обратный ток тоже переходит на другую опорную плоскость, поэтому рядом ставят земляные отверстия — подробнее в термине «Путь обратного тока».

Для тока отверстие — узкое место. TI в SLVA959B приводит по стандарту IPC-2152 допустимый ток одного отверстия при нагреве на 10 °C и меди 1 унция: от 0,2 А для диаметра 6 мил до 1,1 А для 16 мил. Большой ток проводят группой отверстий.

Как применять отверстия на практике — в статье «Переходные отверстия», ширину дорожек по току считает калькулятор.

Частые вопросы

Чем отличаются сквозное, глухое и скрытое отверстия?

Сквозное проходит через все слои платы. Глухое выходит на один наружный слой и заканчивается на внутреннем. Скрытое соединяет только внутренние слои и снаружи не видно. Глухие и скрытые дороже и умеет делать не каждое производство, зато не оставляют отводов, которые мешают быстрым сигналам.

Сколько тока выдерживает переходное отверстие?

По таблице TI в руководстве SLVA959B, составленной по IPC-2152 для нагрева на 10 °C и меди 1 унция, — от 0,2 А у отверстия 6 мил (0,15 мм) до 1,1 А у отверстия 16 мил (0,41 мм). Для больших токов ставят группу отверстий у выводов, через которые ток входит и выходит.

Почему переходные отверстия плохи для быстрых сигналов?

По руководству TI SCAA082A отверстие добавляет в линию индуктивность и ёмкость и меняет волновое сопротивление, поэтому часть сигнала отражается. Если отверстие сквозное, а сигнал уходит на внутренний слой, оставшаяся часть ствола — отвод — тоже отражает сигнал. Поэтому на быстрых линиях отверстий ставят как можно меньше.

Источники

  1. Texas Instruments. High-Speed Layout Guidelines (SCAA082A, revised August 2017) — разд. 2.5 — отверстие добавляет индуктивность и ёмкость, меняет волновое сопротивление и удлиняет трассу; в дифференциальной паре — в обе линии; земляные отверстия рядом с сигнальным; глухие и скрытые отверстия против отводов
  2. Texas Instruments. Best Practices for Board Layout of Motor Drivers (SLVA959B, revised October 2021) — разд. 3 — металлизированное отверстие с площадками на слоях; сквозные, глухие, скрытые и теплоотводные; табл. 3-1 — ток при нагреве на 10 °C, медь 1 унция, по IPC-2152: 6 мил — 0,2 А, 8 мил — 0,55 А, 10 мил — 0,81 А, 12 мил — 0,84 А, 16 мил — 1,1 А
  3. Texas Instruments. High-Speed Interface Layout Guidelines (SPRAAR7J, revised February 2023) — разд. 3.6–3.9 — отверстие — ёмкостная и индуктивная неоднородность; отводы короче 15 мил или обратное сверление; антипад 30 мил; поровну отверстий в линиях пары

Нашли ошибку?

Смотрите также