EN
Hitri povezave
Domov > Proizvodnja PCB > Vrtanje in prepletanje > Povezava v plošči
Via-in-Pad je napredna tehnologija vrtanih lukenj, uporabljena v visoko gostih PCB konstrukcijah. Njegova osnovna značilnost je vključitev cinkanega vrtanega prehoda (PTH) neposredno v ploščico površinskega montažnega elementa, električni sklep pa se doseže z nanosom prevodnih materialov, kot je baker, v prehodni luknji, ki jo nato prekrijejo s pasivno zaščitno masko, da se zagotovi zanesljivost varjenja.
Za razliko od tradicionalnih prebodov, so tradicionalni prebodi PTH običajno razporejeni v območjih brez varjenja zunaj ploščic komponent in se morajo povezati s ploščicami prek dodatnih povezav; medtem ko Via-in-Pad izpusti to prehodno strukturo, kar omogoča neposredno integracijo preboda in ploščice. Ta načrtovanje je kot odprtje »neposrednega kanala« v sredini ploščice, kar lahko znatno skrati pot prenosa signala in zmanjša zakasnitev in izgubo signala. Z vidika praktične vrednosti, prednosti via-in-pad se osredotočata na dve vidika: izkoriščanje prostora in izboljšanje zmogljivosti: z vdelovanjem preboda v ploščico se zmanjša prostor za ožičenje na tiskanem vezju PCB, kar pomaga pri zmanjševanju velikosti izdelka; hkrati pa skrajšana pot signala zmanjša tveganje za nenadno spremembo upora in izboljša celovitost signala.
Vendar ta tehnologija postavlja višje zahteve glede proizvodnega procesa: potrebno je natančno nadzorovati točnost vrtanja (premer luknje je običajno ≤0,3 mm) in enakomernost cinkanja, da zagotovimo zanesljivo povezavo med bakrenim slojem stene luknje in ploščico; nekatere zasnove zahtevajo tudi, da luknje zapolnijo s smolo in poravnajo, da se med varjenjem izognemo mehurčkom ali hladnim varom. Zato je njegova proizvodna cena višja kot pri tradicionalnih PTH, in je običajno prednostna izbira v primerih z visoko gostoto in zahtevami za visoko zmogljivost.
Uporabo prebodnih povezav v ploščici je treba oceniti v povezavi z gostoto postavitve PCB-ja in značilnostmi komponent. Spodaj so predstavljene priporočila za načrtovanje za specifične primere:
Po zaključku načrtovanja izvoda v zgodnji fazi uskladitve plošče PCB, če je uskladitev notranjih slojev mogoča prek konvencionalnih vijakov, ni potrebno uporabljati vijakov v kontaktih. Za primer si lahko vzamemo naprave v ohišju BGA. Ko je pot izvoda v sredinskem območju med kontakti, je mogoče dosegli učinkovito uskladitev z optimizacijo parametrov vijakov in uskladitve. Tipični standardi načrtovanja so naslednji:
Na podlagi zgornjih parametrov, ko je razmik med kontakti BGA večji od 0,35 mm, je prostor med kontakti dovolj velik za namestitev konvencionalnih vijakov in uskladitve, izvod pa je mogoče zaključiti brez uporabe vijakov v kontaktih. V tem primeru izbira tradicionalne konstrukcije bolje uravnoteži stroške in zanesljivost procesa.
Ko je razmik med priključki komponent premajhen, da bi se dosegla običajna utežitev, postane izbira vrtine v padu nujna. Na primer, prostor med ploščicami paketov BGA z visokim gostoto je omejen in zaradi velikostnih omejitev ni mogoče razporediti običajnih vrtin in trakov. V tem primeru je treba vrtine neposredno vključiti v ploščice in odpreti kanale za ožičenje notranjih ali spodnjih slojev s pomočjo vrtine v padu, da se prepreči zakasnitev signala ali neuspeh postavitve zaradi zastoja ožičenja.
Povzeto: glavna uporaba vrtine v padu je reševanje "stiskanja pri ožičenju pod visokogostotno postavitvijo". Pri načrtovanju je najprej treba oceniti izvedljivost s pomočjo razmika priključkov in parametrov utežitve, nato pa se odločiti, ali jo uporabiti, da se dobi optimalna ravnovesje med zmogljivostjo, stroški in izdelavo.
Pri napravah BGA z nizkim številom pinov lahko s konvencionalnim načrtom izhodov zadostimo zahtevam po usklajeni zelene žice, ne da bi se zanašali na vmesne povezave v kontaktu. Vendar pa, ko BGA naprava vsebuje veliko število pinov, bo veliko število vmesnih povezav hitro zasedlo omejen prostor za usklajevanje zelene žice, kar bo povzročilo zastoje v signalnih poteh. Takrat integracija vmesnih povezav v kontaktu omogoča združevanje prej neodvisnih "kontaktov + vmesnih povezav" v eno, s čimer se znatno osvobodi površina vezja in ustvarijo pogoji za visokozgostno usklajevanje zelene žice.
Zlasti ko je razmik pinov BGA manjši od 0,3 mm, med kontakti ni dovolj prostora za namestitev konvencionalnih vmesnih povezav in zelene žice, zato postanejo vmesne povezave v kontaktu ključni rešitvi za preboj skozi oviro usklajevanja zelene žice. S poglobitvijo vmesnih povezav v notranjost kontaktov se lahko signali neposredno usmerijo v notranje ali spodnje plasti, s čimer se izognemo zamikom signala ali medsebojnemu vplivanju zaradi gneče zelene žice na isti plasti.
Pri načrtovanju visokofrekvenčnih vezij so filter kondenzatorji običajno nameščeni blizu naprav BGA, da zmanjšajo hrup napajanja in zagotovijo integriteto signala. Vendar pa, če se znotraj BGA uporablja veliko število klasičnih vodov, se bo območje vodov na hrbtni strani "borilo za prostor" s ploščicami kondenzatorjev, kar bo povzročilo, da kondenzatorja ne bo mogoče namestiti blizu priključkov čipa.
Via-in-Pad lahko popolnoma prepreči prostorsko konfliktno situacijo s kondenzatorji na hrbtni strani, saj vodi integrira v ploščice BGA, kar omogoča, da se filter kondenzatorji namestijo »tesno« pod ali na robu BGA, skrajša pot napajanja in izboljša učinkovitost filtracije. To je ključno za stabilnost visokofrekvenčnih in hitrostnih vezij.
1. Končno sprostitev prostora za ploščo PCB: Integrirana konstrukcija prebodov in kontaktne ploščice lahko zmanjša zasedenost površine za več kot 30 %, kar je zlasti primerno za visoko goste, miniaturizirane konstrukcije, kot so matične plošče pametnih telefonov in industrijski krmilni moduli.
2. Izboljšanje odvajanja toplote in električnih lastnosti: Za naprave z visokim učinkom, kot so procesorji in močnostni čipi, Via-in-Pad zmanjša toplotni upor, pospeši prevod toplote proti notranjemu sloju ali sloju za odvajanje toplote ter prepreči lokalno pregrevanje; hkrati pa skrajšana pot napajanja/signala zmanjša parazitno induktivnost in upornost, zmanjša oslabitev signala in napetostni padec.
3. Izboljšanje fleksibilnosti razporeditve: Reši težavo »neustreznih kanalov za usklajevanje« pri visoko gostem pakiranju, kar omogoča bolj prosto razporeditev kompleksnih vezij, kot so večkanalni RF moduli.
1. Povečana kompleksnost procesa: Potrebni so posebni procesi, kot so polnjenje lukenj in poravnava površine, ki zahtevajo višjo natančnost vrtanja in enakomerno cinkanje, kar lahko povzroči napake, kot so mehurčki v lukenjah in depresije na površini.
2. Povečani stroški proizvodnje: Posebni procesi povečajo stroške PCB-ja za 15 % do 30 %, hkrati pa se zaradi dodatnih kvalitativnih pregledov in popravkov podaljša tudi proizvodni cikel.
Rogers PCB
Slepe in zakrite povezave
Kovinske žlebove
Montaža v ohišje
