スルービア対ブラインドビア対ベリードビア
PCBビアには3つのタイプがあります。スルービアはボードを完全に貫通するスルービア、ブラインドビアは外層を1つまたは複数の内層に接続し、埋め込みビアは外面に触れずに内層のみを接続します。選択はPCBの密度、コスト、および高周波性能に影響します。
スルービア (スルーホールビア)
PCBスタックアップ全体にスルービアが上から下に開けられています。どのような層の組み合わせでも接続でき、製造が最も簡単で安価なビアタイプです。バレルの未使用部分 (スタブ経由) は、高周波で共振の原因となります。
Advantages
- 最も低い製造コスト — 標準PCBプロセス
- 2層から20層以上の層まで、すべての層数で使用可能
- 信頼性が高く、特性も優れている
- 設計と検証が簡単
Disadvantages
- ビア・スタブは高周波数で寄生共振を生じる
- 未使用のレイヤーも含め、すべてのレイヤーのルーティングスペースを占有します
- スタブを取り外すには、最大10 GHz以上のバックドリルが必要です
- 高密度のコンポーネント配置には適していません
When to use
ほとんどの設計、電源/接地接続、およびスタブ共振が問題にならない5～10 GHz以下のアプリケーションにはスルービアを使用してください。
ブラインド・アンド・ベリード・ビア
ブラインドビアは外側の層から始まり、反対側から出ることなく内側の層で終わります。埋め込みビアは内側の層のみを接続し、外側の表面には接続しません。いずれも連続的な積層が必要であり、これはより複雑で費用のかかるプロセスです。
Advantages
- より高い配線密度 — ビアは必要な層のみを使用する
- ビア・スタブなし — 高周波性能の向上
- BGAおよびファインピッチICのHDI（高密度インターコネクト）設計を可能にします
- ビアが埋め込まれているため、外側の層は空いて他の配線に使用可能
Disadvantages
- コストが大幅に高い — 連続ラミネーションと追加のドリルパスが必要
- 検査や再加工が難しい
- より複雑なデザインルール — レイヤー遷移の制約
- より長いPCBリードタイム
When to use
高密度のBGA（0.5 mmピッチ以下）、HDI設計、10 GHzを超える多層RF PCB、およびスルービアではルーティング密度を実現できない場合は、ブラインド/ベリードビアを使用してください。
Key Differences
- ▸スルービア：最も安価で全層に使用可能。ブラインド/埋め込み：高価、連続ラミネートが必要
- ▸スルー・ビアにビア・スタブがあると、高周波で共振が発生する。ブラインド/ベリードにはスタブがない
- ▸ブラインド/ベリードビアはファインピッチBGAの配線密度を劇的に高めます
- ▸10 GHzを超えるスタブを除去する場合、ブラインドビアの代わりにスルービアバックドリルを採用
- ▸HDI PCB（スマートフォン、ラップトップ）は、スタックマイクロビア（ブラインド）を広く使用しています
Summary
ほとんどのPCB設計にはスルービアを使用してください。スルービアは安価で信頼性が高く、ほとんどのアプリケーションに十分です。配線密度が要求される場合 (ファインピッチのBGA、HDI)、または10 GHzを超えるRF性能でスタブフリー遷移が必要な場合には、ブラインド/埋め込みビアを使用してください。コストがかかるため、まずスルービア+バックドリルで要件が達成できるかどうかを確認してください。
Frequently Asked Questions
マイクロビアとは
マイクロビアは直径が0.15 mm（150 µm）以下のブラインドビアで、通常はレーザーで穴を開けます。HDI設計では、PCBの面積をあまりとらずにBGAパッドを内層に接続するために使用されます。スマートフォンやラップトップに標準装備されています。
バックドリルとは
バックドリル（深さ制御ドリル）では、ボードの背面から最後の接続層までドリルで穴を開けることで、未使用のビアスタブをスルービアから取り除きます。これにより、高周波性能を制限するスタブ共振がなくなり、層数の多い基板ではブラインドビアと同様の結果を低コストで実現できます。
一般的なビアにはどれくらいのインダクタンスが加算されますか？
0.3 mmのドリル、0.6 mmのパッドビアを1.6 mmボードに通すと、約1〜2 nHのインダクタンスが増加します。1 GHz では、この値は 6 ～ 12 Ω で、たいていは無視できる程度です。10 GHz では 60 ～ 120 Ω になります。これは 50 Ω のラインに反射が発生するほど大きい値です。必要なインピーダンスに合ったサイズのビアパッドを使用してください。
ビア周辺にアンチパッドは必要ですか？
隣接するプレーンへの短絡を防ぐために、アンチパッド（接地/電源プレーンのクリアランスホール）が必要です。RF 信号の場合、アンチパッドの直径はビア遷移の特性インピーダンスにも影響します。アンチパッドが大きいほど寄生容量は減少しますが、インダクタンスは大きくなります。