Слепі та приховані виводи

Сліпа вія (Blind Via) та Закрита вія (Buried Via)

Друкована плата (PCB) нагадує тисячарарштовий торт, у якому кілька шарів мідної фольги з'єднані разом. Щоб передавати електронні сигнали між різними шарами, потрібно покластися на "вії" – уявіть їх як зелену водопровідну трубу у грі "Super Mario", тільки замість води електричний струм тече по цих трубах.

Однак, стінки новоствореного отвору виготовлені зі смоли і не є провідними, тому на стінках отворів необхідно нанести шар міді, щоб електрони могли проходити крізь шари мідної фольги.

Існує три поширені типи вій: крізний (PTH), сліпий (BVH) і закритий (BVH). Далі увага зосереджена на останніх двох.

1. Крізний отвір (PTH) - найпоширеніша "східна драбина"

Подивіться на друковану плату на світло, отвір, який пропускає світло — це скрізний отвір. Він проходить від верхнього шару до нижнього, простий у виготовленні та має низьку вартість. Недоліки також очевидні: якщо потрібно з'єднати лише 3-й і 4-й шари, доведеться просвердлити всю плату, ніби встановити ліфт з 1-го по 6-й поверх у шестиповерховому будинку, який обслуговує лише 3-й і 4-й поверхи, що призводить до витрат простору.

2. Слепий монтажний отвір (BVH) — сходи, які з'єднують лише "один поверх із сусіднім"

Слипий отвір починається з поверхні друкованої плати і з'єднується лише з сусіднім внутрішнім шаром. Інший кінець прихований у платі і невидимий неозброєним оком, тому його називають "слипим". Під час виготовлення необхідно точно контролювати глибину свердління (вісь Z). Надто глибоке або занадто мілке свердління вплине на наступне нанесення мідного покриття.
Поширена практика: спочатку ламінують, пробивають отвори та наносять металізацію на окремі шари, а потім пресують їх разом з іншими шарами для утворення цілої плати. Наприклад, у структурі 2+4+2 можна спочатку виготовити два зовнішніх шари, або спочатку виготовити шари 2+4, але обидва варіанти потребують дуже точного обладнання для вирівнювання.

3. Приховані перехідні отвори (BVH) - Сходи повністю приховані в "середині поверху"

Приховані перехідні отвори з'єднують лише два або більше внутрішніх шари, не доходять до поверхні друкованої плати й повністю непомітні ззовні.
Метод: спочатку пробивають отвори та наносять металізацію на внутрішню основну плату, а потім пресують її як ціле. Цей процес включає більше операцій порівняно з крізними та сліпими отворами, він дорожчий, але дозволяє економити місце для розміщення більшої кількості провідників. Часто застосовується в платах з високим ступенем інтеграції (HDI).
Стандарт IPC рекомендує: діаметр сліпих і прихованих перехідних отворів не має перевищувати 6 mil (150 мкм).

Особливості виготовлення

1. Спочатку свердлити чи спочатку пресувати? Обидва методи допустимі:

• Пробити та електролітично покрити перед багатошаровим ламінуванням, а потім пресувати як ціле;
  
• Або використовувати лазер для пробивання сліпих отворів після ламінування.
  

2. Глибина сліпих отворів має бути суворо контрольованою. Якщо він занадто глибокий, сигнал буде послаблюватися, а якщо занадто мілкий — провідність може бути поганою.

3. Потрібно узгодити з фабрикою з виготовлення друкованих плат на етапі проектування, щоб уникнути переділки та стрімкого зростання вартості.

Переваги та недоліки

Переваги: Більше кіл можна розмістити в обмеженій кількості шарів або товщині плати, що робить мобільні телефони та комп'ютери все меншими й меншими.
Недоліки: Багато процесів, багато тестів, високі вимоги до точності та зростання вартості.

Поради щодо проектування

• Сліпі/приховані переходи мають перетинати парні шари міді.
  
• Вони не можуть починатися/закінчуватися на верхньому або нижньому шарі основної плати.
  
• Два отвори не можуть перекривати один одного або частково вкладатися, якщо тільки один повністю не покриває інший — але це збільшить вартість.