Чому віаси розміщуються таким чином на друкованій платі?

Я перевіряв складні комерційні друковані плати, спеціально ті, що стосуються відеокарт, щоб побачити, як професійні дизайнери PCB роблять їх макет і вчитися на їхніх техніках.

Перевіривши показану нижче карту, я помітив дві речі щодо розміщення віаз:

(Більш високий дозвіл зображення показано тут ).

1. Друкована плата оточена скріпленням війок по всіх краях. Яка роль усього цього? Я думаю, що вони пов'язані із землею, щоб діяти як щит, якщо це правда, я не можу зрозуміти технічно, як завдяки цьому розміщенню вони досягають цього щита?

2. Придивившись ближче до кріпильних отворів, я помітив, що вони додають віаси навколо колодки, чому?

Земне кільце

Навколишнє плати, а іноді й ділянки всередині PCB, оточене кільцем слідів, яке з'єднане з GND. Це кільце існує на всіх шарах друкованої плати і з'єднане разом з купою віаз.

Щоб пояснити, що це робить, мені потрібно описати, що відбувається, коли у вас немає заземлення. Скажімо, що на другому шарі у вас є земна площина. На шарі 1 у вас є сигнальний слід, який проходить до краю площини заземлення і проходить на кілька сантиметрів по краю. Цей сигнальний слід технічно безпосередньо над земною площиною, але прямо на краю. У цьому випадку цей слід буде випромінювати більше ЕМІ, ніж інші сліди, також імпеданс сліду не буде таким контрольованим. Просто переміщення сліду в, щоб він не знаходився на межі основної площини, вирішить проблему. Чим більше "в" ви переміщуєте його, тим краще, але більшість дизайнерів друкованих плат пересувають його як мінімум на 0,050 дюйма.

Існують подібні проблеми, коли у вас є силова площина. Площину потужності слід перемістити назад від краю площини GND.

Застосовувати ці правила, що сліди не можуть знаходитись на відстані 0,050 "від краю площини, складно в більшості програмних пакетів друкованих плат. Це не неможливо, але більшість дизайнерів друкованих плат ленуться і не хочуть встановлювати ці складні правила. Плюс це означає, що є ділянки друкованої плати, які просто порожні від корисних слідів.

Рішення цього полягає в тому, щоб покласти кільце в землю і зв'язати все разом з віасами. Це автоматично запобігає потраплянню інших сигналів у цю область друкованої плати, але також забезпечить кращу запобігання ЕМІ, ніж просто переміщення слідів назад. Що стосується силової площини, це також приводить силову площину назад від краю (оскільки ви просто помістили туди GND-слід).

Монтаж отворів

У більшості випадків ви хочете підключити монтажні отвори до GND. Це з причин EMI та ESD. Однак гвинти справді погані для друкованих плат. Скажімо, у вас є нормальне покриття через отвір, який з'єднаний з вашою площиною заземлення. Сам гвинт може зруйнувати покриття всередині отвору. Головка гвинта може зруйнувати накладку на поверхні друкованої плати. А сила дроблення може зруйнувати площину GND біля гвинта. Шанси будь-якого з цього трапляються рідко, але у багатьох ЕЕ було достатньо проблем з цим, щоб виправити виправлення.

(Слід зазначити, що руйнування обшивки та / або накладки зазвичай призводить до того, що металеві плями розшаровуються і коротшають щось важливе.)

Виправлення полягає в наступному: додайте віаси навколо кріпильного отвору, щоб з'єднати колодки до площини GND. Багаторазові віаси дають певну надмірність і зменшують індуктивність / імпеданс усієї справи. Оскільки вхідний отвір не знаходиться під головкою гвинта, то менше шансів його розчавити. Тоді монтажний отвір може бути незапланованим, що знижує ймовірність того, що сипучі металеві пластівці щось коротко вимкнуть.

Ця техніка не є надійною, але працює краще, ніж звичайний монтажний отвір з покриттям. Схоже, у кожного дизайнера друкованих плат є інший метод зробити це, але основне мислення за ним здебільшого однакове.

Ви завжди хочете мати якомога більше міцної площини заземлення. Внутрішні шари можуть розділяти наземні острови, тому вони повинні бути з'єднані з усіма площинами / островами разом.

Однак є дві найважливіші речі:

1. уникати заземлення і
2. уникайте заземлення антени.

Ось чому ви додаєте якомога більше війок, а також "пришиваєте" друковану плату навколо.

ВІА в монтажних отворах є для зменшення витрат на роботу дошки. Якщо ви придивитесь уважніше, то побачите, що кріпильні отвори не покриті, і між отворами та внутрішньою стороною прокладки є невеликий зазор.

Для пайки через отвори компонентів, дошки проходять через машину з хвилепаєм. Якщо отвори для кріплення покриті, їх потрібно замаскувати на нижній стороні, наприклад, стрічкою каптон. Це не дозволить припою піднятися в монтажний отвір, але збільшить витрати на монтажну працю.

Використовуючи VIA в колодках кріпильних отворів, дозвольте монтажним отворам бути не покритими і все ще мати накладки, приєднані до площини заземлення. З нижньої сторони майданчики кріпильних отворів накриваються паяльною маскою. Таким чином, немає необхідності маскувати їх перед тим, як пройти через хвилепасову машину. Коли друкована плата встановлена ​​в корпусі, головка гвинта здійснить електричний контакт з верхньою панеллю кріплення кріплення і отвором.