Ảnh hưởng của Via Mù, Via Chôn và Via Xuyên lỗ đối với Thiết kế PCB của bạn

Lớn lên, tôi bị ám ảnh bởi mọi thứ liên quan đến Super Mario, nhưng thực sự, ai mà không. Cụ thể, tôi mê mẩn phiên bản cũ của Super Nintendo. Nhảy từ nền này sang nền khác, ném vỏ rùa pixel, cứu công chúa… cuộc sống thật tuyệt vời. Một trong những điều tốt nhất, mặc dù có phần kỳ lạ, của trò chơi, không nghi ngờ gì, là việc lao vào và ra khỏi những ống xanh nhỏ bé dường như xuất hiện khắp mọi nơi. Ai đã tạo ra chúng? Tại sao chúng lại xuất hiện?

Đủ kỳ lạ, và gần như cả một tuổi thơ sau, tôi thấy mình đang nhìn chằm chằm vào một tấm mạch in tự hỏi những câu hỏi y hệt như vậy. Một lỗ nhỏ dường như dẫn đến không đâu được rải rác khắp mặt đất và lớp mặt nạ hàn. Chào mừng đến với vias mù, vias chôn và vias xuyên lỗ.

Khi chúng ta tiếp tục hành trình thảo luận về thực tế là thế giới đang ép buộc thiết kế của chúng ta vào những không gian ngày càng nhỏ hơn (cùng một câu chuyện, ngày khác), chúng ta tiếp tục tìm hiểu về những tiến bộ công nghệ và sản xuất mới mẻ và thú vị cho phép chúng ta đáp ứng những yêu cầu của thế giới. Từ việc chồng nhiều lớp mạch (số lượng lớp cao) đến thay đổi trong hình dạng, chúng ta sẽ đẩy giới hạn xa hơn nữa bằng cách giới thiệu vias mù và vias chôn, cũng như vias xuyên lỗ.

Vias Mù và Vias Chôn: Lợi ích hay Rủi ro?

Việc bắt đầu khám phá xem mỗi ống xanh dẫn đến đâu và không biết mình sẽ kết thúc trong phòng bí mật nào là một nửa niềm vui, phải không? Đừng lo, mặc dù mục đích của Super Mario là khiến bạn phải đoán mò từ ống xanh này sang ống xanh khác, việc thiết kế PCB HDI của bạn (hy vọng) lại hoàn toàn ngược lại. Chúng ta nên biết chính xác tại sao và vì sao bạn đặt các lỗ trên PCB của mình mà không cần phải nhìn vào một cuốn sách chiến lược dày cộm.

Vias là những lỗ được khoan qua các đường dẫn của một lớp PCB với mục đích duy nhất là kết nối với một đường dẫn khác trên một lớp khác. Chúng thường xuất hiện trong các PCB đa lớp, yêu cầu mỗi lớp phải được kết nối theo cách này hay cách khác.

Có ba phiên bản vias khác biệt có thể được tích hợp vào bất kỳ bảng mạch in đa lớp nào (vias mù và vias chôn, và vias xuyên lỗ):

• Vias Mù: Chúng kết nối một lớp ngoài của bảng mạch in với một lớp trong của PCB nhưng không đi xa hơn. Vì vậy, nếu chúng ta có một PCB bốn lớp, hai lớp đầu tiên sẽ có các lỗ được khoan qua các đường dẫn, nhưng không phải lớp thứ ba hoặc thứ tư.
• Vias chôn: Chúng kết nối hai hoặc nhiều lớp nội bộ với nhau. Một lần nữa, trong PCB bốn lớp của chúng ta, lớp thứ hai và thứ ba sẽ được khoan và kết nối, trong khi các lớp ngoài, lớp đầu tiên và thứ tư, sẽ không hiển thị bất kỳ lỗ nào và chỉ đơn giản trông như một vết trống trên bảng mạch.​
• Vias xuyên lỗ: Như bạn có thể đã giải mã, chúng được khoan thực sự ‘xuyên qua’ toàn bộ bảng mạch, kết nối lớp ngoài cùng đầu tiên và thứ tư với nhau (hoặc các kết hợp khác để kết nối bốn lớp với nhau).

Hiểu Biết Đúng Đắn Về Via Khuyến Khích Sự Phát Triển Thiết Kế Của Bạn

Dường như không quan trọng đối với sứ mệnh chính là cứu công chúa, những ống màu xanh này dường như không có lợi ích gì ngoài việc nhảy vào và ra khỏi chúng rất thích thú. Ngược lại, vias đóng vai trò quan trọng trong các PCB đa lớp.

Thường xuyên, và lại trong thời đại ngày nay khi nhỏ gọn là tốt hơn, chúng ta phải đối mặt với nhiệm vụ tiết kiệm càng nhiều diện tích càng tốt. Với vias, theo lý thuyết, chúng ta giờ đây có thể bỏ qua tất cả các lộ trình dẫn tín hiệu chiếm không gian trên lớp trên cùng (nơi tất cả các linh kiện của chúng ta cũng được đặt) và điều chỉnh tất cả những gì cần thiết trong lớp thứ hai, thứ ba, hoặc thậm chí là lớp thứ tư. Điều này có thể là một ân huệ cho một số nhà thiết kế đang tìm kiếm kỹ thuật để tiết kiệm không gian.

Một lợi ích khác mà bạn sẽ nhận được khi áp dụng vias mù, vias chôn, hoặc vias xuyên lỗ vào bảng mạch của mình là giảm dung kháng nhiễu giữa các dẫn tín hiệu, điều này có thể gây hại cho thiết kế của bạn. Sự giảm dung kháng nhiễu này là do việc cải thiện được thực hiện trong việc rút ngắn dẫn tín hiệu. Mặc dù không nhất thiết là lý do chính, nhưng nếu thiết kế đúng cách, bạn chắc chắn sẽ hưởng lợi từ việc thêm vias vào thiết kế.

Các Khía Cạnh Khác Cần Xem Xét Trước Khi Áp Dụng Via

Dù bạn có thể đang hứng thú muốn biết thêm, hãy kiềm chế, vì có một số hạn chế khi tích hợp vias vào thiết kế của bạn (tại sao luôn có nhược điểm nhỉ?!).

Vias và bo mạch đa lớp luôn đi đôi với nhau, và khi làm bất cứ điều gì với nhiều hơn một bo mạch, cần phải xem xét đến chi phí. Điều này bao gồm việc khoan lỗ của via qua không chỉ một, mà hai, ba, thậm chí bốn bo mạch tại cùng một vị trí chính xác. Nếu có bất kỳ sai số dung sai nhỏ nào trong quá trình khoan và xếp chồng, bo mạch có thể coi như là rác.

Để giảm bớt điều này, các nhà sản xuất phải có máy móc và dung sai của họ xuống đến phần nghìn mét, điều này tất nhiên sẽ làm tăng đáng kể chi phí cho quá trình sản xuất và lắp ráp. Như mọi khi, hãy chắc chắn liên hệ với nhà sản xuất của bạn càng sớm càng tốt để biết được giới hạn và khả năng của họ trước khi bạn đi quá xa vào lỗ hổng via (hoặc ống xanh, tùy bạn thích).

Vias Có Phù Hợp Với Thiết Kế Của Bạn Không?

Sự tiến bộ trong thiết kế PCB không phải là điều mới mẻ, cũng không phải là khoa học tên lửa, nhưng cần phải cân nhắc kỹ lưỡng nếu bạn muốn bắt đầu con đường này. Độ phức tạp mà chúng có thể thêm vào, chi phí, và những thách thức trong việc triển khai có thể khiến một số người chạy trốn. Tuy nhiên, nếu được thực hiện đúng cách, bạn sẽ thu được một lượng không gian tiết kiệm không thể đếm được, giảm điện dung nhiễu và một bảng mạch trông tuyệt vời lấy cảm hứng từ Super Mario.

Với sự hiểu biết mới về vias là gì, chúng có thể hỗ trợ trong thiết kế như thế nào, và những hạn chế tự nhiên của chúng, bạn đã xác định xem chúng có phù hợp với bạn không? Nếu không, luôn có điều gì đó sẽ phù hợp với bạn: phần mềm thiết kế PCB mạnh mẽ. Phương pháp thiết kế của bạn nên mượt mà như cảm giác khi chơi Super Mario Odyssey so với Super Mario World, và Altium Designer^® có thể giúp bạn tiến lên phía trước với một môi trường thiết kế thống nhất, trực quan.

Nếu bạn muốn xem phần mềm Altium Designer có thể làm gì cho bảng mạch in đa lớp của bạn với vias được tích hợp, hãy nói chuyện với một chuyên gia Altium Designer ngày hôm nay.