036.495.1695
PCB Cơ Bản (Phần 2): Các Loại Via PCB Phổ Biến
Via PCB Là Gì?
Trong bài viết về cấu trúc PCB thông dụng, chúng ta đã biết rằng một mạch in PCB có thể được cấu tạo từ một hoặc nhiều lớp đồng. Để kết nối các đường mạch (Trace) nằm trên những lớp khác nhau, người ta sử dụng via PCB.
Về cấu tạo, Via có nhiều điểm tương đồng với Plated Through Hole (PTH) dùng cho linh kiện xuyên lỗ nhưng kích thước nhỏ hơn và được thiết kế với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Via PCB là một trong những thành phần quan trọng nhất của các bo mạch nhiều lớp. Khi mật độ linh kiện và đường mạch tăng cao, số lượng via được sử dụng cũng tăng đáng kể. Trên các PCB phức tạp, chi phí chế tạo via có thể chiếm từ 30% đến 40% tổng chi phí sản xuất mạch in.
Hiện nay, Via PCB thường được chia thành ba loại chính: Through-hole Via, Blind Via và Buried Via.
Through-hole Via
Through-hole Via Là Gì?
Through-hole Via hay còn gọi là via xuyên lỗ, là loại via kéo dài từ lớp trên cùng (Top Layer) đến lớp dưới cùng (Bottom Layer) của PCB. Đây là loại via PCB đơn giản nhất và cũng được sử dụng phổ biến nhất trong thiết kế mạch điện tử. Khi nhắc đến via, đa số kỹ sư thường nghĩ ngay đến Through-hole Via.
Cách Chế Tạo Through-hole Via
Để tạo ra loại via này, nhà sản xuất sử dụng khoan cơ khí hoặc laser để tạo lỗ rồi mạ đồng bên trong thành lỗ hoặc sử dụng rivet để liên kết các lớp.
Do quy trình sản xuất tương đối đơn giản nên chi phí chế tạo Through-hole Via khá thấp.
Nhược điểm của Through-hole Via
Nhược điểm của Through-hole Via là chiếm diện tích trên tất cả các lớp PCB nên gây hạn chế không gian đi dây ở những thiết kế mật độ cao. Chính vì vậy, loại via này thường được sử dụng trong các PCB thông thường hoặc những thiết kế không yêu cầu mật độ linh kiện quá lớn.
Buried Via
Buried Via Là Gì?
Buried Via là loại via PCB chỉ kết nối các lớp đồng nằm bên trong bo mạch và hoàn toàn không xuất hiện ở bề mặt ngoài. Do được “chôn” bên trong PCB nên người dùng không thể quan sát trực tiếp loại via này sau khi hoàn thiện sản phẩm.
Ưu Điểm Của Buried Via
Trong nhiều thiết kế PCB hiện đại, các đường mạch ở lớp bên trong chỉ cần kết nối với nhau mà không cần xuyên qua toàn bộ bo mạch. Khi đó, Buried Via là giải pháp tối ưu vì chỉ kết nối đúng các lớp cần thiết, giải phóng không gian trên Top Layer và Bottom Layer, tăng mật độ đi dây và hỗ trợ thiết kế PCB mật độ cao (HDI).
Nhờ những ưu điểm trên, Buried Via thường xuất hiện trong các bo mạch sử dụng chip BGA hoặc các thiết bị điện tử có kích thước nhỏ gọn.
Nhược Điểm Của Buried Via
Để sản xuất Buried Via, nhà chế tạo không thể khoan toàn bộ PCB sau khi ép lớp như thông thường. Thay vào đó, các lớp PCB phải được gia công riêng biệt trước khi ghép lại thành một khối hoàn chỉnh. Quá trình này đòi hỏi độ chính xác rất cao nhằm đảm bảo tất cả lỗ via và đường mạch được căn chỉnh đúng theo thiết kế. Do đó chi phí sản xuất cao, quy trình gia công phức tạp, thời gian chế tạo dài hơn chính là nhược điểm của Buried Via.
Blind Via
Blind Via Là Gì?
Blind Via là loại via PCB kết nối một lớp ngoài cùng với một hoặc nhiều lớp bên trong nhưng không xuyên suốt toàn bộ bo mạch. Khi quan sát PCB, người dùng chỉ nhìn thấy một đầu của via. Chính vì vậy loại via này được gọi là Blind Via hay “via mù”.
Đặc Điểm Của Blind Via
Chiều sâu của Blind Via phụ thuộc vào số lớp cần kết nối. Một điểm đặc biệt là trên cùng một vị trí tọa độ của PCB có thể tồn tại nhiều Blind Via khác nhau nhưng không chạm vào nhau. Điều này khiến việc phân tích hoặc sao chép thiết kế PCB trở nên khó khăn hơn.
Ưu Điểm Của Blind Via
Blind Via được xem như một trường hợp đặc biệt của Buried Via khi một trong các lớp cần kết nối nằm ở mặt ngoài PCB.
Ưu điểm nổi bật gồm:
- Tiết kiệm diện tích đi dây.
- Tăng mật độ linh kiện.
- Giảm số lượng Through-hole Via.
- Tối ưu cho PCB sử dụng chip BGA.
Ngày nay, Blind Via được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử hiện đại như điện thoại thông minh, máy tính bảng, laptop và các sản phẩm IoT có kích thước nhỏ gọn.
Lời Kết
Via PCB là thành phần không thể thiếu trong các thiết kế mạch in nhiều lớp. Tùy theo yêu cầu kỹ thuật, mật độ linh kiện và ngân sách sản xuất, kỹ sư có thể lựa chọn giữa Through-hole Via, Blind Via hoặc Buried Via.
Trong đó, Through-hole Via có chi phí thấp và dễ gia công nhất, còn Blind Via và Buried Via giúp tối ưu không gian, hỗ trợ các thiết kế PCB mật độ cao và các ứng dụng sử dụng chip BGA hiện đại. Hiểu rõ đặc điểm của từng loại via PCB sẽ giúp nâng cao chất lượng thiết kế và tối ưu chi phí sản xuất mạch in.