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ビア 基板は、多層PCBの層間、配列、パッドなどの電気的接続を作成するために使用されます。ビアを使用して多層基板を接続すると、PCBのサイズを小さくすることができ、レイヤースタックすることができます。PCBの各層に銅はんだディスクを置き、そこに穴を開けてビアを構築します。
一、ビア 基板の構成要素
バレル：ビアを充填するために使用される導電性チューブ。
ソルダーパッド：バレルの両端はすべてアライメントに接続されています。
アンチパッド：これは、非接続層とバレルを分離するためのクリアランスホールです。
二、ビア 基板の種類
ここでは、スルーホール、ブラインドホール、埋設ホール、マイクロビア、パッド内スルーホールの5つのPCBスルーホールの種類を主に紹介します。
1、スルーホール
スルーホールは、PCBで最も一般的なタイプのスルーホールです。PCBに穴を開け、そこに導電性材料（銅など）を充填することで形成される。スルーホールは通常、部品をPCBの他の層に接続したり、構造的なサポートを提供するために使用されます。スルーホールはPCBの最上層から最下層に向かって開けられます。裸のPCBを太陽にかざすと、太陽の光が通るのがスルーホールです。
スルーホールは、PCBの最上層から最下層まで、PCB全体を貫通する穴です。これらの穴は、部品ピンをPCBの反対側に接続したり、多層基板で異なる層間の導通を可能にするためによく使用されます。
スルーホールの利点は、プロセスが成熟しており、低コストであるため、従来のPCB設計で広く使用されています。
スルーホールは通常、穴あけ機を使ってプリント基板に直接開けられ、穴の直径が比較的大きいため、穴の内壁に導電性の金属メッキ層を形成することができ、異なる層間の電気的接続を実現します。
スルーホールは、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど、はんだ付けのためにピンを通してPCBに挿入する必要のあるプラグイン部品の取り付けに主に使用されます。
また、多層プリント基板では、異なる信号層間の接続を実現するためにスルーホールを使用することも一般的です。
スルーホールを設計する際には、穴径の大きさ、穴の位置レイアウト、穴のメタライゼーションなどの要素を考慮する必要があります。穴径が小さすぎると溶接不良の原因となり、穴径が大きすぎるとPCBの機械的強度や電気的特性に影響を与える可能性があります。
2、ブラインドホール
ブラインドホールはスルーホールに似ていますが、PCBを貫通するブラインドホールの一部のみ、内部に接続された外側の銅層は、PCBを通過しない、ブラインドホールは、限られたスペースで多層PCBに非常に適しています。
ブラインド・ビアは、PCBの表面層のみを内部層の1つに接続し、PCB全体を貫通しない穴です。ブラインド・ビアを実現するには、より精密な製造工程が必要となるため、高密度で高性能なPCB設計に多く見られます。
ブラインド・ビアは通常、レーザー・ドリル加工または機械的ドリル加工後にラミネート加工を行うことで実現します。レーザードリル加工は穴径を小さくし、精度を高めることができますが、比較的コストが高くなります。メカニカルドリル加工はコストが低いですが、穴径と位置精度が若干劣ります。
ブラインド・ビアは主に、高密度プリント基板の層間接続、特にインピーダンスとシグナル・インテグリティの厳密な制御が要求される高速信号伝送ラインに使用されます。ブラインド・ビアを使用することで、信号のクロストークや損失を低減し、信号品質を向上させることができます。
ブラインド・ビアを設計する際には、ビアの深さと直径を制御することに特別な注意を払う必要があります。加えて、ブラインドホールは内部層にのみ接続されるため、ホール壁と内部導電層との良好な接触を保証するために、ラミネーションの圧力、時間、温度などのパラメータを正確に計算する必要があります。
3、埋設ビア
埋設穴はPCBの層内に完全に隠れており、PCBの2つ以上の内部銅層を接続します。スペースに制約のある高密度PCBに非常に適しています。
埋設穴は、PCB内部穴の任意の2つの層の間に接続され、PCB表面に貫通しない。埋設ビアは、高密度で高性能なPCB設計を実現するための重要な技術の一つですが、製造コストが比較的高くなります。
埋設ビアの製造工程はブラインドビアと似ていますが、より複雑です。通常、穴あけ、ラミネーション、そして内部メタライゼーションが必要となる。埋設ビアはPCB表面まで貫通しないため、製造工程でより高い精度と品質管理が要求されます。
サブマージド・ビアは主に、特に高密度配線や高周波信号伝送が必要な多層PCB内部の複雑な接続を実現するために使用されます。埋設ビアを使用することで、PCBのサイズと重量を効果的に削減し、基板の全体的な性能を向上させることができます。
埋設穴を設計する際には、穴径、穴の位置、深さなどの要素を考慮することに加え、内部導電層のレイアウトとアライメントに特別な注意を払う必要があります。また、埋設穴は製造コストが高いため、設計段階で経済性や実現可能性を十分に検討する必要がある。
4、マイクロビア
マイクロスルーホールは、スペースが限られた高密度PCB用の非常に小さなスルーホールで、PCBの内層を接続するために使用され、一般的に言えば、最大直径0.15 mm、最大アスペクト比1:1、最大深さ0.25 mmです。
マイクロビアは高速信号に最適で、携帯電話やその他の小型電子製品によく使用されます。
5、パッド内スルーホール
信号速度の高速化とPCB部品の厚さと高密度化により、ビアインパッド方式が採用されるようになりました。標準的なビア構造とVIPPOにより、信号配線能力と完全性が確保されます。
要約すると、ビア 基板とは、標準的な2層PCBの1層ともう1層を接続するための銅メッキ穴です。これは、まずドリルで穴を開け、次に電解メッキを施すことで実現します。
