Одна из самых больших проблем, с которыми сталкиваются разработчики печатных плат, заключается в том, что они не понимают факторов затрат. Производство печатных плат процесс. Эта статья является последней в серии статей, в которых обсуждаются эти факторы затрат (с точки зрения производителя печатных плат) и проектные решения, влияющие на надежность продукта.
8 типов переходных отверстий для печатных плат
№1. Сквозные отверстия
Наиболее распространенными и простыми переходными отверстиями для печатных плат являются сквозные переходные отверстия. Сквозные отверстия просверливаются от верхнего слоя печатной платы к нижнему слою. Когда вы берете печатную плату и смотрите на нее лицом к свету, отверстия, через которые проходит свет, являются сквозными переходными отверстиями.
Переходные отверстия со сквозными отверстиями в основном представляют собой переходные отверстия PTH (сквозные отверстия с покрытием), а некоторые - переходные отверстия NPTH (сквозные отверстия без покрытия). Переходные отверстия PTH используются для сборки PTH или электрического соединения между различными слоями печатной платы, в то время как NPTH используется для механического соединения с помощью винтов или разъемов для фиксации печатной платы.
№ 2. Слепые переходы
Глухие переходные отверстия сверлятся и гальванически наносятся от верхнего или нижнего слоя печатной платы к внутреннему слою. Когда вы смотрите на слепое отверстие на печатной плате, обращенное к свету, вы не можете видеть другую сторону через отверстие.
Глухие переходные отверстия могут быть просверлены лазером или механически. Для глухих отверстий глубина сверления должна быть точной. Глухие переходные отверстия можно просверлить прямо на печатной плате, но это сложно. И это также затрудняет гальваническое покрытие. Чаще всего передовые производители печатных плат сверлят отверстия в необходимых слоях печатной платы, а затем накладывают слои друг на друга, чтобы создать глухие переходные отверстия, и гальванизируют их.
№3. Похоронен Виас
Скрытые переходные отверстия просверлены и гальванизированы между внутренними слоями печатной платы, и снаружи их не видно. Скрытые переходные отверстия используются для соединения цепи между двумя или более внутренними слоями.
В отличие от глухого переходного отверстия, если скрытое переходное отверстие соединяет более 3 внутренних слоев, его нельзя просверлить непосредственно на печатной плате. Производитель печатных плат может только просверлить отверстия в требуемых слоях печатной платы, а затем сложить их в гальваническое покрытие стенки отверстия.
# 4: Многослойные переходные отверстия
Стекированные переходные отверстия могут быть глухими переходными отверстиями или скрытыми переходными отверстиями для соединения цепей между различными слоями печатных плат через 3+ слоя схем. Например, переходные отверстия 3-6 на изображении ниже — это переходные отверстия, расположенные друг над другом, а также заглубленные переходные отверстия.
№ 5. Ступенчатые переходы
Когда переходные отверстия разных слоев печатной платы соединены, но не перекрываются, они образуют сквозное отверстие в шахматном порядке. Например, на рисунке ниже переходные отверстия 1-2 и переходные отверстия 2-3 образуют сквозное отверстие в шахматном порядке.
№ 6. Пропустить переходы
Сквозной переход — это сквозной переход на печатной плате, который проходит через несколько слоев схемы, но не имеет электрического соединения с определенным слоем или слоями. Это может быть перекрывающееся переходное отверстие, глухое переходное отверстие или скрытое переходное отверстие. Например, переход 3-6, как показано ниже, также является пропуском перехода, который проходит через четыре слоя схемы и соединяет два слоя схемы.
# 7: Микропереходы
Микроотверстия представляют собой глухие/заглубленные сквозные конструкции с максимальным диаметром 0.15 мм, максимальным соотношением сторон 1:1 и максимальной глубиной 0.25 мм. Он проникает только через два слоя печатной платы.
# 8: Виа в паде
Наименее распространенный тип переходных отверстий для печатных плат — это переходные отверстия. Только большие контактные площадки печатных плат, такие как контактные площадки MOSFET и BGA, могут быть просверлены с отверстиями, а отверстия на больших контактных площадках печатных плат представляют собой сквозные отверстия, которые используются для рассеивания тепла компонентов.
DFM
Проектирование для производства (DFM) определяется как практика проектирования печатных плат, отвечающих не только возможностям производственного процесса сборки заказчика, но и возможностям процесса изготовления платы при минимально возможных затратах. Хотя эти статьи и не заменяют предварительное взаимодействие с производителем печатных плат, они содержат рекомендации, которые помогут «проектировать для успеха».
Микропереходы
Одним из наиболее важных технологических достижений, сделавших HDI жизнеспособным, была разработка микропереходов: очень маленьких отверстий (обычно 0.004–0.006 дюйма [0.1–0.15 мм] или меньше), которые соединяют только определенные слои либо как «слепые» сквозные отверстия. Это представляет собой совершенно новый способ создания электрических соединений между слоями на печатной плате. В традиционной технологии печатных плат использовались «сквозные отверстия», которые по определению просверливаются через всю печатную плату, соединяя два внешних слоя со всеми внутренними слоями. Возможность стратегического соединения только определенных контактных площадок на определенных слоях значительно сокращает пространство, необходимое для проектирования печатной платы, и обеспечивает гораздо большую плотность при меньшей занимаемой площади. На рис. 1 показаны сквозные отверстия, а также заглубленные и глухие отверстия.
Рисунок 1: Микропереходные отверстия и сквозные переходные отверстия. (Изображение предоставлено PCB Победы)
Формирование Микровиа
Микроотверстия могут быть сформированы с помощью ряда методов, в первую очередь механического сверления, лазерного сверления и последовательного ламинирования.
Механическое сверление: для механического формирования отверстий используется традиционное сверлильное оборудование, но обычно оно ограничено диаметром 0.008 [0.2 мм]” и зависит от необходимой глубины.
Лазерное бурение: специальное буровое оборудование, которое использует лазер для формирования отверстия и может достигать 0.001 дюйма в диаметре.
Последовательное ламинирование: процесс, при котором микропереходы просверливаются на всем протяжении субпанели слоев, которые должны быть соединены переходными отверстиями, что может потребовать нескольких операций ламинирования, покрытия, заполнения и выравнивания (рис. 2).
Рисунок 2: Последовательное ламинирование. (Источник: PCB Победы)
Сложенные и расположенные в шахматном порядке микроотверстия
Многоуровневые: микроотверстия, которые электрически соединены и буквально уложены вертикально друг на друга через различные слои печатной платы.
В шахматном порядке: микроотверстия, которые электрически соединены и смещены друг к другу через различные слои печатной платы (рис. 3).
Рисунок 3: Микроотверстия в шахматном порядке и друг над другом.
Микропереходы Via-in-Pad
Процесс производства переходных отверстий в контактных площадках позволяет размещать переходные отверстия на поверхности плоских площадок на печатной плате путем нанесения покрытия на переходное отверстие, заполнения его одним из различных типов заполнения, закрытия его и, наконец, нанесения покрытия поверх него. Процесс Via-in-pad, как правило, состоит из 10–12 шагов и требует специального оборудования и квалифицированных технических специалистов. Via-in-pad часто является оптимальным выбором для печатных плат HDI, поскольку он может упростить управление температурным режимом, уменьшить требования к пространству и обеспечить один из самых коротких способов обхода конденсаторов для высокочастотных конструкций (рис. 4).
Рис. 4: Через контактную площадку.
Понимание факторов затрат в Изготовление печатных плат и раннее взаимодействие между дизайнером и изготовителем являются важными элементами, которые приводят к успеху рентабельного проектирования. Следование рекомендациям вашего производителя DFM — это первое, с чего нужно начать. Отправьте нам свои вопросы или запрос: sales@victorypcb.com
