Слепые и погребенные виа

Слепое переходное отверстие и закрытое переходное отверстие

Печатная плата (PCB) похожа на "тысячеслойный торт", в котором несколько слоев медной фольги соединены вместе. Чтобы передавать электронные сигналы между различными слоями, необходимо использовать "переходные отверстия" - можно представить как зеленую водопроводную трубу в "Super Mario", только по этой водопроводной трубе течет электричество, а не вода.

Однако стенка только что просверленного отверстия изготовлена из смолы и не является проводящей, поэтому на стенку отверстия необходимо нанести слой меди, чтобы электроны могли проходить через слои медной фольги.

Существует три распространенных типа переходных отверстий: сквозное отверстие (PTH), слепое переходное отверстие (BVH) и закрытое переходное отверстие (BVH). Далее речь пойдет о последних двух типах.

1. Сквозное отверстие (PTH) - самый распространенный "сквозной лестничный марш"

Посмотрите на печатную плату на свет, отверстие, которое пропускает свет, является сквозным. Оно проходит от верхнего слоя до нижнего, просто в производстве и имеет низкую стоимость. Недостатки также очевидны: если вы хотите соединить только 3-й и 4-й слои, необходимо просверлить всю плату, как при установке лифта с 1-го по 6-й этаж в шестиэтажном здании, который обслуживает только 3-й и 4-й этажи, что приводит к неэкономному использованию пространства.

2. Слепое отверстие (BVH) - лестница, соединяющая "только один этаж с соседним этажом"

Слепое отверстие начинается с поверхности печатной платы и соединяется только с соседним внутренним слоем. Другой конец скрыт внутри платы и невидим глазу, поэтому оно называется "слепым". При производстве необходимо точно контролировать глубину сверления (ось Z). Слишком глубокое или слишком мелкое сверление повлияет на последующее меднение.
Распространенная практика: сначала ламинируют, пробивают отверстия и покрывают металлом локальные слои, а затем прессуют их вместе с другими слоями, чтобы получить целую плату. Например, в структуре 2+4+2 можно сначала изготовить самые внешние два слоя, либо сначала сделать слои 2+4, но оба варианта требуют оборудования с чрезвычайно высокой точностью позиционирования.

3. Закрытые (утопленные) переходные отверстия (BVH) — лестница полностью скрыта в "середине этажа"

Закрытые переходные отверстия соединяют только два или более внутренних слоя, не доходя до поверхности печатной платы, и полностью невидимы снаружи.
Метод: сначала пробивают отверстия и покрывают металлом внутренние основные платы, затем прессуют как целое. По сравнению со сквозными и слепыми отверстиями требуется больше производственных этапов, стоимость также выше, но это позволяет сэкономить пространство для размещения большего количества проводников, часто используется в платах с высокой плотностью соединений (HDI).
Стандарт IPC рекомендует: диаметр слепых и закрытых переходных отверстий не должен превышать 6 мил (150 мкм).

Особенности производства

1. Сначала сверлят или сначала прессуют? Оба метода допустимы:

• Сверлите и наносите гальваническое покрытие перед многослойной ламинировкой, а затем прессуйте как целое;
  
• Или используйте лазер для сверления слепых отверстий после ламинирования.
  

2. Глубина слепых отверстий должна строго контролироваться. Если она слишком большая, сигнал будет ослабляться, а если слишком маленькая — проводимость может быть плохой.

3. Взаимодействуйте с фабрикой по производству печатных плат на стадии проектирования, чтобы избежать переделок и резкого роста стоимости.

Преимущества и недостатки

Преимущества: Больше цепей можно разместить в ограниченном количестве слоев или толщине платы, что делает мобильные телефоны и компьютеры все меньше и меньше.
Недостатки: Множество процессов, множество проверок, высокие требования к точности и рост стоимости.

Советы по проектированию

• Слепые/закрытые переходные отверстия должны пересекать четное количество медных слоев.
  
• Они не могут начинаться/заканчиваться на верхней или нижней стороне базового слоя.
  
• Два отверстия не могут перекрывать друг друга или частично вкладываться, если только одно не полностью покрывает другое — но это увеличит стоимость.