ابزار Via در محیط PCB آلتیوم | آموزش کامل Via

ابزار Via در محیط PCB آلتیوم یکی از کاربردی‌ ترین قابلیت‌ ها برای برقراری اتصال الکتریکی بین لایه‌های مختلف برد مدار چاپی (PCB) است. این ابزار امکان انتقال سیگنال، تغذیه و گراند را از یک لایه به لایه دیگر فراهم کرده و نقش مهمی در طراحی چندلایه ایفا می‌کند. استفاده صحیح از Via می‌تواند تأثیر مستقیم بر کیفیت سیگنال، نویزپذیری و عملکرد نهایی برد داشته باشد.

ابزار Via در آلتیوم چیست؟

در طراحی بردهای مدار چاپی باید سیگنال‌ها را بین لایه‌های مختلف PCB منتقل کنید. طراحان برای انجام این کار از Via استفاده می‌کنند. ابزار Via در آلتیوم این امکان را فراهم می‌کند که مسیرهای الکتریکی را از یک لایه به لایه دیگر منتقل کنید و ارتباط بین لایه‌های برد را برقرار کنید.

برای قرار دادن Via در محیط PCB نرم‌افزار Altium Designer از منوی Place گزینه Via را انتخاب کنید. بعد از فعال کردن این ابزار، نرم‌افزار یک Via را به اشاره‌گر ماوس متصل می‌کند تا بتوانید آن را روی برد قرار دهید.

در آلتیوم معمولاً Via را هنگام مسیرکشی (Routing) قرار می‌دهند: با فشردن کلید * یا استفاده از گزینه تغییر لایه، لایه مقصد را انتخاب می‌کنید و نرم‌افزار Via را در مسیر قرار می‌دهد. انتخاب Place > Via هم برای قرار دادن دستی آن کاربرد دارد.
هر Via الزاماً به همه لایه‌ها وصل نمی‌شود. نوع Via و لایه‌های آغاز و پایان آن را می‌توان در تنظیمات Via مشخص کرد؛ برای مثال Through Via از تمام ضخامت برد عبور می‌کند، درحالی‌که Blind و Buried Via فقط بین برخی لایه‌ها ارتباط برقرار می‌کنند.
ابعاد Via، از جمله قطر سوراخ و قطر پد، باید با قوانین طراحی برد (Design Rules) و توانایی ساخت سازنده هماهنگ باشد.

تنظیمات Via در آلتیوم

بعد از فعال کردن Via کلید Tab را فشار دهید تا پنجره Properties باز شود. در این بخش می‌توانید پارامترهای مختلف Via را تنظیم کنید. گزینه Hole Size اندازه سوراخ Via را مشخص می‌کند و گزینه Diameter قطر آن را تعیین می‌کند.

در همین بخش باید Net مربوط به Via را نیز انتخاب کنید. اگر Net را مشخص نکنید نرم‌افزار در زمان طراحی برد خطا نمایش می‌دهد. بنابراین قبل از قرار دادن Via روی برد Net مناسب را انتخاب کنید.

قرار دادن Via روی برد

بعد از انجام تنظیمات کلید Enter را فشار دهید تا به محیط PCB برگردید. حالا با هر کلیک روی برد یک Via روی لایه‌ها قرار می‌دهید و اتصال بین لایه‌ها را ایجاد می‌کنید. برای خروج از ابزار نیز می‌توانید روی صفحه راست کلیک کنید یا کلید Esc را فشار دهید.

در صورت نیاز می‌توانید هنگام قرار دادن، با فشردن کلید Tab تنظیمات Via را به‌صورت لحظه‌ای ویرایش کنید و قطر سوراخ یا اندازه پد را تغییر دهید. همچنین توصیه می‌شود قبل از نهایی‌سازی طراحی، قوانین طراحی (Design Rules) مربوط به Via را بررسی کنید تا از تطابق آن با استانداردهای تولید اطمینان حاصل شود.

ایجاد Via هنگام رسم مسیر

گاهی لازم است هنگام رسم Track مسیر را به لایه دیگری منتقل کنید. برای انجام این کار ابتدا رسم Track را شروع کنید و سپس کلید * را از صفحه کلید فشار دهید. با این کار نرم‌افزار یک Via در مسیر قرار می‌دهد و مسیر را به لایه دیگر منتقل می‌کند.

در طراحی بردهای چند لایه می‌توانید با استفاده از کلیدهای Ctrl + Shift + Wheel Scroll لایه مورد نظر را انتخاب کنید و Via را بین لایه‌های مختلف قرار دهید. همچنین با فشردن کلید 4 می‌توانید اندازه Via ها را تغییر دهید. نرم‌افزار این تغییر اندازه را بر اساس محدوده‌ای انجام می‌دهد که در تنظیمات مشخص کرده‌اید.

در صورتی که قصد دارید طول مسیرها را تنظیم کنید، مقاله Interactive Lenght Tuning را مطالعه کنید. 

همچنین برای انتخاب سریع چند نت در محیط PCB می‌توانید از مقاله Select Next Multiple Nets استفاده کنید.

تفاوت Via با Pad و Track

در طراحی بردهای مدار چاپی در نرم‌افزار Altium Designer، سه المان اصلی برای ایجاد مسیرهای الکتریکی استفاده می‌شوند: Via، Pad و Track. هرکدام از این عناصر وظیفه مشخصی در طراحی PCB دارند و شناخت تفاوت آن‌ها باعث می‌شود مسیرکشی برد با دقت و استاندارد بالاتری انجام شود.

Track در واقع همان مسیر مسی روی برد است که برای اتصال پایه‌های قطعات به یکدیگر استفاده می‌شود. این مسیرها معمولاً روی یک لایه مشخص قرار دارند و سیگنال یا جریان الکتریکی را بین قطعات منتقل می‌کنند. در مقابل، Pad نقطه‌ای است که پایه قطعات الکترونیکی روی آن قرار می‌گیرد و به‌عنوان محل اتصال قطعه به برد شناخته می‌شود. Padها می‌توانند به‌صورت Through Hole یا SMD طراحی شوند.

اما Via برای اتصال بین لایه‌های مختلف برد به کار می‌رود. زمانی که در طراحی چندلایه نیاز باشد یک مسیر از یک لایه به لایه دیگر منتقل شود، از Via استفاده می‌شود. به بیان ساده، Track مسیر سیگنال روی یک لایه است، Pad محل اتصال قطعه روی برد است و Via ارتباط بین لایه‌های مختلف را برقرار می‌کند. در آموزش‌های تخصصی طراحی PCB که در 3d فوت پرینت منتشر می‌شود، این سه عنصر به‌عنوان پایه‌های اصلی مسیرکشی و طراحی حرفه‌ای برد معرفی می‌شوند.

جمع‌ بندی

ابزار Via در محیط PCB آلتیوم یکی از مهم‌ترین ابزارها برای طراحی بردهای چندلایه محسوب می‌شود. این ابزار امکان اتصال بین لایه‌های مختلف برد را فراهم می‌کند و به طراح اجازه می‌دهد مسیرهای سیگنال را به شکل بهینه مدیریت کند. آشنایی با نحوه ایجاد، تنظیم و استفاده صحیح از Via تأثیر زیادی در کیفیت نهایی طراحی PCB خواهد داشت.

در کنار شناخت Via، آگاهی از تفاوت آن با عناصر دیگری مانند Pad و Track نیز اهمیت زیادی دارد. ترکیب درست این عناصر باعث می‌شود طراحی برد با استانداردهای تولید هماهنگ باشد و عملکرد الکتریکی مناسبی داشته باشد. در مجموعه آموزش‌های منتشر شده در 3d فوت پرینت تلاش شده است مفاهیم طراحی PCB در آلتیوم به‌صورت کاربردی و قابل فهم آموزش داده شود تا طراحان بتوانند بردهای حرفه‌ای‌تر و دقیق‌تری طراحی کنند.