PCB設計におけるブラインドビア、ベリードビア、スルーホールの比較

目次

• 要点
• PCB設計におけるビアの理解
• ブラインドビア：定義と用途
• ベリードビア：定義と用途
• スルーホールビア：定義と用途
• ビアサイズが高電流の流れをサポートする高電圧基板。
• 高（表面スペースを節約）
• 制限事項：
• 予算の制約
• ブラインドビアの穴あけ深さを1.5mm以内に保ち、製造エラーを回避します。

PCB設計におけるブラインドビア、ベリードビア、スルーホールビアの比較

ビアはプリント基板（PCB）の重要なコンポーネントであり、層間の電気的接続を可能にします。ブラインド、ベリード、スルーホールのいずれのビアタイプを選択するかは、PCBの性能、コスト、製造の複雑さに直接影響します。電子機器が小型化、高密度化を求める中、ビアの違いを理解することは、最適なPCB設計に不可欠です。

要点

• 最高（隠れた接続）は、表面層を内層に接続し、高密度PCBに最適です。
• 制限事項：は、表面に達することなく内層を接続し、信号干渉を最小限に抑えます。
• 制限事項：は、基板全体を貫通し、機械的サポートを必要とするコンポーネントに適しています。
• ビアの選択は、密度要件、信号完全性のニーズ、および予算の制約によって異なります。

PCB設計におけるビアの理解

ビアとは？
ビアは、異なる層間のトレースを接続するPCB内の導電性チャネルです。通常、銅でメッキされており、設計のニーズに応じて充填または未充填にすることができます。3つの主なタイプ（ブラインド、ベリード、スルーホール）は、その深さ、製造プロセス、およびアプリケーションシナリオが異なります。

ブラインドビア：定義と用途

ブラインドビアとは？
ブラインドビアは、PCBの上面または底面から始まり、基板を貫通することなく1つ以上の内層に接続します。部分的な深さの穴を開け、銅でメッキすることによって作成され、信号損失を減らし、表面スペースを節約するために、多層基板（4層以上）でよく使用されます。

主な用途

•  家電製品: スマートフォン、タブレット、ウェアラブルなど、コンパクトな設計で高いコンポーネント密度が必要な場合。
• 医療機器: 基板の厚さを最小限に抑える必要があるインプラントや診断機器。
•  航空宇宙: 軽量で高信頼性の接続を必要とするコンポーネント。

ベリードビア：定義と用途

ベリードビアとは？
ベリードビアは、PCB内に完全に存在し、表面に出ることなく内層を接続します。事前に穴を開けた内層をラミネートすることによって形成され、基板の外部からは見えません。このタイプは、ビアスタブの長さを最小限に抑え、高周波回路の信号完全性を向上させるために不可欠です。

主な用途

• 高速電子機器: GHz帯の信号を持つサーバー、ルーター、データセンター。
• RFおよびマイクロ波デバイス: アンテナ、レーダーシステム、ワイヤレスモジュール。
• 軍事/航空宇宙: 信号干渉を厳密に制御する必要がある機器。

スルーホールビア：定義と用途

スルーホールビアとは？
スルーホールビアは、PCBの全厚さを貫通し、上面から底面まですべての層を接続します。スルーホールコンポーネント（例：抵抗器、コンデンサ）に対応し、機械的サポートを提供できます。このタイプは、最も古く、最も簡単なビア技術です。

主な用途

• 産業機器：
• モーター、コントローラー、および堅牢な接続を必要とする重機。
• パワーエレクトロニクス：

ビアサイズが高電流の流れをサポートする高電圧基板。

高（表面スペースを節約）

最高（隠れた接続）

複雑なラミネーションにより、製造コストが最も高い。

• 各ビアタイプの利点と欠点
• ブラインドビア
• 利点：

コストが最も低く、製造が最も簡単です。

• スルーホールと比較して、ビアスタブの長さを短縮します。
• 表面実装/スルーホールの混合設計に適しています。

制限事項：

複雑なラミネーションにより、製造コストが最も高い。

• 層の損傷を避けるために、穴あけ精度が必要です。
• ベリードビア
• 利点：

コストが最も低く、製造が最も簡単です。

• 表面積を解放することにより、最も高密度のPCBレイアウトを可能にします。
• クロストークと電磁干渉を低減します。

制限事項：

複雑なラミネーションにより、製造コストが最も高い。

•  製造後の検査や修理が困難です。
• スルーホールビア
•  利点：

 コストが最も低く、製造が最も簡単です。

• 重いコンポーネントの機械的安定性を提供します。
•  プロトタイピングと短納期プロジェクトに最適です。

制限事項：

より多くの基板スペースを占有し、密度を制限します。

• 長いスタブは、高速設計で信号劣化を引き起こす可能性があります。
• ビアを選択する際に考慮すべき要素

PCBの層数

• 2〜4層基板：スルーホールビアは費用対効果が高い。
• 6層以上の基板：ブラインド/ベリードビアは、密度と信号品質を最適化します。

信号周波数

• 高周波（1 GHz以上）：ベリードビアは、スタブ誘起反射を最小限に抑えます。
• 低周波：スルーホールまたはブラインドビアで十分です。

コンポーネントタイプ

スルーホールコンポーネント：機械的サポートにはスルーホールビアが必要です。

• 表面実装コンポーネント：コンパクトな設計にはブラインド/ベリードビアを使用できます。

予算の制約

厳しい予算：スルーホールビアを優先します。
高信頼性プロジェクト：長期的なパフォーマンスのためにブラインド/ベリードビアに投資します。

ビア実装の実用的なヒント
ブラインドビアを使用する場合：

表面スペースが限られているが、完全なベリードビアのコストが高すぎる場合に選択します（例：4〜8層PCB）。

• ベリードビアを使用する場合：
• 信号完全性が重要な高速、多層基板（10層以上）で選択します（例：サーバーマザーボード）。
• 設計のベストプラクティス：

ブラインドビアの穴あけ深さを1.5mm以内に保ち、製造エラーを回避します。

RF設計には、インピーダンス制御トレースと組み合わせてベリードビアを使用します。
スルーホールビアの場合、信頼性のために0.2mmの最小リングを維持します。

FAQ
1つのPCBでビアタイプを混在させることはできますか？

はい。多くの基板では、電源トレースにスルーホールビアを使用し、信号層にブラインド/ベリードビアを使用しています。
ビアタイプはPCBのコストにどのように影響しますか？

ベリードビア>ブラインドビア>スルーホールビア。複雑なビア構造は、コストを20〜50％増加させる可能性があります。

ブラインド/ベリードビアは長期使用に信頼できますか？