Warum sind Vias schlecht?

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Ich entwerfe eine Leiterplatte mit EAGLE und habe festgestellt, dass versucht wurde, die Anzahl der Durchkontaktierungen durch die Leiterplatte zu begrenzen.

Warum willst du weniger Vias?
Warum sind sie schlecht?
Bringen sie zusätzliche Herstellungskosten mit sich, oder ist dies für Niederfrequenz- und Niedrigenergielösungen in Ordnung?

— rhbvkleef
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Ich denke, das Hauptproblem ist: Durchkontaktierungen können viel Platz für andere Komponenten beanspruchen, daher ist eine größere Platine erforderlich.

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Auf dem ersten Bild können mit TH-Vias nur vier Pads platziert werden. Aber mit einem blinden Via oder ohne Via haben wir Platz für sechs (oder mehr, wenn wir mehr Reihen haben) Pads. Auf diese Weise könnte eine größere BGA-Komponente platziert werden. Quelle

Und am Ende bedeutet reduzierte Größe reduzierte Kosten.

Aber um die Vias ein wenig zu verteidigen:
Es gibt Fälle, in denen sie nützlich sind. Beispielsweise könnten bei Bauteilen mit hoher Verlustleistung thermische Durchkontaktierungen verwendet werden, um die Wärmeableitung zu unterstützen, indem sie zu großen Kupfereinsätzen führen.

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Alles in allem ist es sehr anwendungsspezifisch und kann sowohl Vor- als auch Nachteile haben. Es liegt an Ihnen, das Gleichgewicht zu finden.

— Bence Kaulics
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Vergessen Sie nicht über Induktivität und Widerstand. Ich habe Eagle schon lange nicht mehr verwendet, daher kenne ich seine aktuellen "Designregeln" nicht. Wenn es sie jedoch auch pro Signal anwendet, kann dies daran liegen, dass ich einen kleinen Umweg für Hochstrom oder Hochfrequenz mache (oder Schlimmer noch: beides) ist besser als das Springen durch zwei Durchkontaktierungen, da die Mathematik in Bezug auf Zahlen und die Nähe zu anderen in einigen Fällen sehr komplex ist. Da Sie den Rest so gut und klar formulieren, lasse ich ihn hier als kleine Per-Signal-Note.

— Asmyldof

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Außerdem ist die Plattierungsdicke auf Durchkontaktierungen sehr dünn, sodass sie viel Widerstand bieten und nicht viel Strom führen können. Um mit einem TH-Via Strom von einer Seite einer Platine auf die andere zu bringen, müssten Sie mehrere davon verwenden, um mit dem Strom fertig zu werden. Auch dies würde Platz verschwenden. Auch wegen ihrer Induktivität / ihres Widerstands sind sie nicht gut für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen. Die Verwendung von Durchkontaktierungen kann zu Problemen mit der Signalintegrität führen. Hab keine Angst, Vias zu verwenden, sondern benutze sie nur, wenn sie absolut notwendig sind.

— DerStrom8

@ derstrom8 Ich verwende es für ca. 60Hz Signale & 5V100mA Ich nehme an, dass Vias dafür in Ordnung sind.

— Rhbvkleef

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@rhbvkleef Wenn ich über die Verwendung von Vias nachdenke, verwende ich den Online-Rechner: circuitcalculator.com/wordpress/2006/03/12/pcb-via-calculator . Ich gebe die Größe der Vias ein, die ich verwenden möchte, und er gibt an, wie viel Strom er tragen kann, wie widerstandsfähig er ist und einige andere Spezifikationen. Ich empfehle es sehr. Ich würde mir keine Sorgen um ein 60-Hz-Signal über ein Via machen, aber ich würde den Widerstand trotzdem im Auge behalten. Mehr Durchkontaktierungen bei einem Signal = weniger Widerstand = bessere Signalqualität

— DerStrom8

Durchkontaktierungen auf einer billigen Platine (niedrige Tg), die ein Aufschmelzen durchlaufen, neigen zum Brechen, da die Ausdehnung der Z-Achse bis zu 300 ppm über Tg betragen kann; Je länger über Tg, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit eines Schadens. In IPC4101 finden Sie typische Tg-Werte für verschiedene Standards.

— Peter Smith

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Ich würde nicht sagen, dass Durchkontaktierungen schlecht sind. Sie sind nicht!

Eine nützliche Möglichkeit, Vias zu verwenden, besteht darin, die HF-Energie in einer HF-Platine abzuschirmen. Diese Technik wird als Stitching bezeichnet:

Leiterplattenquerschnitt zum Vergleich einer Platine mit und ohne Durchstich

Draufsicht auf das gleiche Brett

— RHaguiuda
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Ich mag diese Idee, nicht nützlich für meine Anwendungen tho

— rhbvkleef

Oftmals sind jedoch die anderen Durchkontaktierungen die QUELLE des EMI, die die Stichdurchkontaktierungen vereiteln.

— Mike65535

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Dies ist nur einer der Parameter, mit denen Sie den Autorouter optimieren können. Durch das Hinzufügen von Bohrkosten (obwohl dies möglicherweise nicht ausdrücklich auf der Rechnung angegeben ist) wird Platz in Anspruch genommen, und wenn andere Dinge gleich sind, ist es für eine Route besser, auf derselben Ebene zu bleiben.

Ich kann mir vorstellen (bin mir aber nicht sicher), dass eine Durchkontaktierung etwas weniger zuverlässig ist als eine einfache Kupferspur.

— Wouter van Ooijen
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In Bezug auf die Zuverlässigkeit handelt es sich um Montageprobleme, da nicht verzahnte Durchkontaktierungen, insbesondere Durchkontaktierungen, die zu Ebenen oder Fettspuren führen, dazu neigen, Lot von einem Pad abzusaugen, was während der PCBA QC-Probleme verursacht. Das Aufsaugen von Lötstellen ist bei BGA-Teilen, bei denen die visuelle Kontrolle der Verbindungen schwierig ist, ein schwerwiegendes Problem bei der Qualitätskontrolle.

— Crasic

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Bei Hochgeschwindigkeitsbussen führen Durchkontaktierungen zu einer Fehlanpassung der Impedanz und verursachen Reflexionen.

Durchkontaktierungen können auch keinen hohen Strom tolerieren. Für Hochstromflugzeuge werden mehrere Durchkontaktierungen benötigt. Dies wird natürlich den Abstand vergrößern.

— M. Arun Kumar
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Aus diesem Grund werden für Hochgeschwindigkeitsbusse und zugehörige Böden viele, viele Durchkontaktierungen in einem "Stichmuster" verwendet, um die Impedanz und den ESR so gering wie möglich zu halten. Sie sind ein notwendiges Übel auf hochdichten SMD-Platinen. Schauen Sie sich ein beliebiges Computer-Motherboard an.

— Sparky256