EN
БЪРЗИ ВРЪЗКИ
Начална страница > Производство на PCB > Сверла и металопокритие > Вертикално в плато
Via-in-Pad е напреднала технология на проводящи отвори, използвана в проектирането на високоплътни печатни платки. Основната ѝ характеристика е интегрирането на металопокрития проводящ отвор (PTH) директно в контактната площадка на повърхностно монтирания компонент, осъществява електрическа връзка чрез отлагане на проводящи материали като месинг в отвора и покрива отвора със смола за лъга, за да се осигури надеждна заварка.
Въпреки че традиционните компонентни отвори (PTH) обикновено се разполагат в зони извън контактните площи на компонентите и трябва да се свържат с тях чрез допълнителни проводници, при технологията Via-in-Pad тази преходна структура се избягва, като отворът и контактната площ се комбинират директно. Този дизайн действа като създаване на "директен канал" в центъра на контактната площ, което значително намалява дължината на пътя на сигнала, намалявайки забавянето и загубите. От гледна точка на практическата стойност, предимствата на Via-in-Pad се съсредоточават в два аспекта: оптимално използване на пространството и подобрена производителност: чрез вграждането на отвора директно в контактната площ се намалява необходимото пространство за проводници на PCB, което допринася за миниатюризиране на продукта; в същото време по-късият път на сигнала намалява риска от внезапни промени в импеданса и подобрява интегритета на сигнала.
Въпреки това, тази технология изисква по-високи изисквания към производствения процес: необходимо е точно да се контролира точността на пробиването (диаметърът на отвора обикновено е ≤0,3 мм) и равномерността на електролитното покритие, за да се осигури надеждно свързване между медната фолиа на стената на отвора и контактната площадка; някои конструкции изискват отворите да се запълнят със смола и да се изравнят, за да се избегнат въздушни джобове или студени спойки по време на заваряването. Следователно, производствените разходи са по-големи в сравнение с тези на традиционните PTH и често се предпочитат в сценарии с висока плътност и високи изисквания към производителността.
Прилагането на пробиви в контактната площадка (via-in-pad) трябва да се преценява комплексно в комбинация с плътността на разположението на печатната платка и характеристиките на компонентите. По-долу са дадени препоръки за проектиране за конкретни сценарии:
След като приключи фен-аут дизайна на ранния етап от PCB трасирането, ако трасирането на вътрешния слой може да бъде осъществено чрез конвенционални виа, няма нужда да се използва via-in-pad. Взимайки BGA компоненти като пример, когато маршрутът на фен-аута се намира в централната зона между пиновете, ефективно трасиране може да бъде постигнато чрез оптимизация на параметрите на виа и трасите. Типичните дизайн стандарти са както следва:
Въз основа на гореспоменатите параметри, когато разстоянието между пиновете на BGA е по-голямо от 0.35mm, пространството между пиновете е достатъчно, за да побере конвенционални виа и траси, и фен-аутът може да бъде завършен без използването на via-in-pad. В този случай изборът на традиционен дизайн може по-добре да балансира цена и технологична надеждност.
Когато разстоянието между изводите на компонента е твърде малко, което затруднява традиционното разгръщане, използването на виа в пада (via-in-pad) става необходимо. Например, пространството между падите на високоплътни BGA корпуси е ограничено и поради размерните ограничения не може да се използват традиционни виа и проводници. В този случай виата трябва директно да се интегрират в падите, а чрез via-in-pad се осигурява достъп до вътрешните или долните слоеве за проводници, за да се избегнат забавяния на сигналите или неуспешни разположения, причинени от претрупаност на проводници.
Накратко, основното приложение на via-in-pad е да реши проблема с "тясното място при проводниците във високоплътни разположения". При проектирането първо трябва да се оцени изпълнимостта чрез параметрите на разстоянието между изводите и разгръщането, а след това да се реши дали да се използва тази технология, за да се постигне оптимален баланс между производителност, цена и технологичност.
При устройства с BGA с малък брой пинове, конвенционалният дизайн с разклонения може да отговори на изискванията за маршрутизиране, без да се налага използването на контактни отвори в падовете (Via-in-Pad). Въпреки това, когато BGA има голям брой пинове, голям брой контактни отвори за разклонения ще заемат бързо ограниченото пространство за маршрутизиране, което ще доведе до задръствания в сигнален път. В такъв случай, интегрирането на контактните отвори в контактните площи (Via-in-Pad) може да комбинира първоначално независимите "площи + контактни отвори" в едно, което значително освобождава пространството на повърхността на платката и създава условия за високоплътно маршрутизиране.
Особено когато стъпката на пиновете на BGA е намалена до по-малко от 0.3 mm, няма достатъчно място между контактните площи, за да се поберат конвенционални контактни отвори и проводници, и използването на контактни отвори в падовете (Via-in-Pad) става основно средство за преодоляване на тесните места при маршрутизирането. Чрез вграждането на контактните отвори директно в контактните площи, сигналите могат да се насочват директно към вътрешните или долните слоеве, за да се избегнат закъснения или взаимни смущения, предизвикани от претъпкване на проводници в същия слой.
При проектирането на високочестотни схеми филтриращите кондензатори обикновено се поставят близо до BGA компоненти, за да се подтисне захранвателният шум и да се осигури интегритет на сигнала. Въпреки това, ако вътре в BGA се използват голям брой традиционни метални отвори, зоната на отворите на гърба ще "се конкурира за пространство" с контактните площи на кондензаторите, което води до невъзможността за поставяне на кондензаторите близо до изводите на чипа.
Via-in-Pad напълно избягва пространствените конфликти с кондензаторите на гърба, чрез интегрирането на металните отвори директно в контактните площи на BGA, осигурявайки филтриращите кондензатори да бъдат поставени "плътно" под или по ръба на BGA, което съкращава захранвателния път и подобрява ефективността на филтриране. Това е от съществено значение за стабилността на високочестотни и високоскоростни схеми.
1. Освобождаване на повърхностно пространство за печатни платки: Интегрирането на отвори и падове намалява заетостта на повърхността с над 30%, което е особено подходящо за високоплътни и миниатюрни дизайн решения като основни платки за смартфони и индустриални контролни модули.
2. Подобряване на топлинното разсейване и електрическите характеристики: За високомощни устройства като процесори и захранващи чипове, Via-in-Pad намалява топлинното съпротивление, ускорява топлопроводимостта към вътрешните или топлинно разсейващи слоеве и предотвратява локално прегряване; в същото време, по-късите пътища за захранване/сигнал намаляват паразитната индуктивност и съпротивлението, намалявайки затихването на сигнала и напрежението.
3. Подобряване на гъвкавостта на разположението: Решава проблема с "недостатъчни канали за свързване" при високоплътни опаковки, което прави разположението на сложни схеми като RF модули с множество канали по-лесно.
1. Увеличена сложност на процеса: Изискват се специални процеси като запълване на отвори и изравняване на повърхности, което изисква по-голяма точност при пробиването и равномерност при галванопокритието, а също така често се срещат дефекти като въздушни джобове в отворите и вдлъбнатини по повърхността.
2. Увеличени производствени разходи: Специалните процеси ще повишат цената на PCB с 15% -30%, а производственият цикъл ще се удължи поради допълнителни проверки на качеството и преработка.
ПП Rogers
Сляпо и скрито свързване
Метализирани слотове
Кутиевидна конструкция
