Những người làm việc trong phần cứng điện tử có lẽ đã thấy các PCB chứa đầy lỗ, nhưng bạn có nhận thấy rằng một số lỗ thiếu vòng đồng nên bao quanh chúng không?Những lỗ "vòng tròn" này có vẻ không quan trọngHôm nay, chúng tôi sẽ giải thích nguồn gốc của chúng một cách rõ ràng, ngay cả cho người mới bắt đầu!

Trước tiên, hãy hiểu: "Vòng tròn" PCB là gì?

Trước khi thảo luận về lỗ tròn, chúng ta cần phải hiểu "sự tiền nhiệm" của chúng: lỗ tròn thông thường (PTH) với một vòng tròn.lỗ khoan: lỗ được khoan vào PCB; Lớp đồng trên tường lỗ: lớp đồng được phủ bên trong lỗ, được sử dụng để kết nối các dấu vết trên các lớp khác nhau của PCB; Pad: vòng đồng xung quanh lỗ.Loại bỏ phần lỗ, vòng đồng còn lại là "vòng tròn".

Vòng đồng nhỏ này có vẻ không quan trọng, nhưng chức năng của nó rất quan trọng: Thứ nhất, nó hoạt động như một neo, gắn chặt lớp đồng của bức tường lỗ với tấm đồng của mỗi lớp PCB,ngăn chặn nó tách ra do nhiệt hoặc lực bên ngoàiThứ hai, nó cung cấp dung nạp cho các sai lệch khoan, đảm bảo kết nối điện không bị gián đoạn ngay cả khi lỗ được khoan hơi xa trung tâm.

Tại sao lại "cắt" vòng thông qua?

Vì vòng thông qua rất quan trọng, tại sao nhiều PCB bây giờ được thiết kế để "không có vòng"? lý do cốt lõi là đơn giản: để "máy ra" nhiều không gian định tuyến hơn, đặc biệt là trong các sản phẩm như điện thoại di động,máy tính, và thiết bị truyền thông cao cấp đòi hỏi thu nhỏ và mật độ cao.

1Các khoảng trống giữa các chân của chip BGA sắc nét là cực kỳ nhỏ. đường truyền thống với vòng thông qua sẽ lấp đầy không gian hạn chế,làm cho không thể cho các đường tín hiệu xuất hiện từ giữa các chân. Loại bỏ vòng thông qua cho phép các dấu vết đi qua gần cạnh của lỗ, trực tiếp loại bỏ "đói" trong định tuyến.

2Thiết kế cứu mạng để tránh mạch ngắn
Một số thành phần điện tử có vỏ kim loại. Nếu các vòng thông qua trên PCB bị phơi bày, chúng có thể dễ dàng tiếp xúc với các thành phần kim loại trong quá trình lắp ráp, gây ra mạch ngắn.Loại bỏ các vòng thông qua loại bỏ nguy cơ này tại nguồn.

Nói một cách đơn giản, "các đường dẫn PTH không có vòng" là một sự đánh đổi: hy sinh một số độ tin cậy cho không gian định tuyến.nhưng chỉ loại bỏ các pad trên các lớp nơi kết nối là không cần thiết, tạo chỗ cho các đường tín hiệu.

Acyclic vias không phải là một giải pháp "một kích thước phù hợp với tất cả": 3 phương pháp thực hiện phổ biến

Đừng giả định rằng các đường vi-acyclic chỉ đơn giản là loại bỏ vòng đồng; thực sự có những cách tiếp cận công nghệ khác nhau:

Thiết kế acyclic trực tiếp: Phương pháp đơn giản nhất. Hoặc loại bỏ hoàn toàn các pad trên các lớp không quan trọng, hoặc làm cho các pad có cùng kích thước như via,loại bỏ hiệu quả các vòng đồng dư thừa.

Pad-in-hole + plugging plating: Khoan một lỗ xuyên qua ở trung tâm của BGA pad, với bản thân pad đóng vai trò là "vòng". Sau đó, lấp đầy lỗ bằng nhựa và điện áp trơn tru.Sản phẩm hoàn thành trông "acyclic" và cũng ngăn chặn hàn từ thấm vào lỗ trong thời gian hàn.

Rồi khoan: Được thiết kế cho tín hiệu tốc độ cao, khoan phần không sử dụng của lớp đồng trên tường thông qua,loại bỏ "hiệu ứng stub còn lại" cho tín hiệu tốc độ cao và tạo ra trạng thái không chu kỳ.

Ưu điểm và nhược điểm của các mạch không có đường vi-as: Lợi nhuận cao với rủi ro cao

✅ Ưu điểm: Tăng hiệu suất PCB

Double Routing Density: Một hoạt động cốt lõi cho High-Density Interconnect (HDI), cho phép định tuyến phức tạp hơn trong một số lớp hạn chế;
Các tín hiệu ổn định hơn: Giảm dung lượng ký sinh trùng từ đường ống dẫn, và khoan ngược làm giảm phản xạ và suy giảm tín hiệu tốc độ cao, cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu;
Đường dẫn lớp bên trong linh hoạt hơn: Các kỹ sư không còn phải lo lắng về các dấu vết chật hẹp, làm tăng đáng kể tính linh hoạt của thiết kế.

¢ Nhược điểm: Cần các quy trình sản xuất tiên tiến và đắt hơn.

Độ tin cậy bị ảnh hưởng: Nếu không gắn đệm hàn, sự dính giữa lớp đồng trên tường lỗ và các lớp bên trong của PCB sẽ suy yếu,làm cho nó dễ bị nứt và vỡ sau nhiều lần lưu lại.

Yêu cầu độ chính xác cao cho các nhà máy: Sự sắp xếp giữa các lớp và độ chính xác khoan phải cực kỳ chính xác; ngay cả một sự sai lệch nhỏ cũng có thể dẫn đến ngắt kết nối hoặc mạch ngắn.Quá trình điện đúc cũng phải đảm bảo độ dày và đồng nhất của đồng trên tường lỗ để bù đắp cho sự mất sức mạnh cơ học.

Chi phí và kiểm tra rất phức tạp: Các quy trình chính xác cao có nghĩa là chi phí sản xuất cao hơn và kiểm tra AOI truyền thống rất khó để đánh giá chất lượng kết nối của ống dẫn không có vòng,làm cho sửa chữa và khắc phục sự cố sau đó khó khăn hơn.

Tóm lại

Các đường viền không vòng trên PCB không chỉ là "sự tinh tế kỹ thuật", mà còn là một lựa chọn không thể tránh khỏi cho việc thu nhỏ và phát triển hiệu suất cao của các thiết bị điện tử.Nó không phải là về việc tự ý loại bỏ các vòng đồng., nhưng một sự đánh đổi chính xác được thực hiện bởi các kỹ sư dựa trên sự hiểu biết của họ về dòng chảy tín hiệu và bởi các nhà máy có kiểm soát về khả năng quy trình.và điện tử tiêu dùng, đường vi-a không nhẫn đã trở thành tiêu chuẩn trong các thiết kế PCB cao cấp

Nếu sản phẩm của bạn cũng được thiết kế cho PCB mật độ cao, bạn có thể muốn đánh giá khả năng sản xuất của nhà máy trước khi quyết định áp dụng các thiết kế không qua đường.chìa khóa để thực hiện những sự đánh đổi này là đảm bảo rằng lợi ích vượt xa những rủi ro.