Via-in-Pad yuqori zichlikli PCB dizaynida ishlatiladigan ilg'or o'tish teshikli texnologiyadir. Uning asosiy xususiyati sifat yuzasida o'rnatilgan komponentning padiga to'liq metallangan o'tish teshigini (PTH) integratsiya qilishdan iborat bo'lib, teshikka shuningdek o'tkazuvchan materiallar (masalan, mis) cho'ktiriladi va teshik yuzasiga lehim maskasi bilan qoplanadi, lehim ishonchliligini ta'minlash uchun.
Oddiy o'tish teshiklaridan farqli o'laroq, oddiy PTH komponentli lentalardan tashqari, payvandlanmaydigan hududlarda joylashtiriladi va ularni lentalarga qo'shimcha izlar orqali ulash kerak bo'ladi. Via-in-Pad esa o'tish tuzilishining shu qismini o'tkazib yuboradi, o'tish teshigini va lentani bevosita birlashtirish imkonini beradi. Bu lenta markazida "to'g'ridan-to'g'ri kanal" yaratishga o'xshaydi, bu esa signallarni uzatish yo'lini keskin qisqartiradi, signal kechikishini va yo'qotishni kamaytiradi. Amaliy ahamiyat nuqtai nazaridan, via-in-pad afzalliklari asosan ikkita tomonda jamlanadi: foydalanish maydonini optimallashtirish va ishlashni yaxshilash: o'tish teshigini lentaga joylashtirish orqali PCBda simlarni ulash uchun kerak bo'lgan joy qisqaradi, bu esa mahsulotlarni kichraytirishga yordam beradi; shu bilan birga, qisqartirilgan signal yo'li impedans o'zgarish xavfini kamaytiradi va signal butunligini yaxshilaydi.
Biroq, ushbu texnologiya ishlab chiqarish jarayoniga yuqori talablarni qo'yadi: aynan nazorat qilish kerak bo'lgan dori diametri (ko'pincha ≤0,3 mm) va elektrolit qatlami tekisligini shunday qilib, teshik devori mis qatlamining padga ishonchli ulanishini ta'minlash; ba'zi loyihalarda esa teshiklarni smol bilan toldirish va sovirish kerak bo'ladi, chunki bu paytda paydo bo'ladigan pufaklar yoki sovuq lehimlanishni oldini oladi. Shu sababli, uning ishlab chiqarish narxi an'anaviy PTH ga qaraganda yuqori bo'ladi va odatda yuqori zichlik va yuqori ishlash talablari mavjud bo'lgan vaziyatlarda afzal ko'riladi.
Via-in-pad dasturini PCB tarqatish zichligi va komponent xususiyatlari bilan birgalikda umumiy baholash kerak. Quyida alohida vaziyatlarga oid loyihalash tavsiyalari keltirilgan:
Agar dastlabki bosqichda PCB marshrutini yuborishni yakunlagandan keyin ichki qavat marshrutini oddiy via-lar orqali amalga oshirish mumkin bo'lsa, via-in-pad dan foydalanish shart emas. BGA bilan qadoqlangan qurilmalarga misol keltiraylik, kengashlar o'rtasidagi sohalarda fanar yo'nalish yo'li joylashgan bo'lsa, via va marshrut parametrlarini optimallashtirish orqali samarali marshrutni amalga oshirish mumkin. Oddiy loyihalash standartlari quyidagicha:
Yuqoridagi parametrlarga asoslanib, BGA chiqishlarining oraliqligi 0.35mm dan katta bo'lganda, kengashlar orasidagi masofa oddiy via va marshrutlar uchun yetarli bo'ladi va via-in-pad ga tayangan holda fanar yo'nalishni yakunlash mumkin. Shu vaqtning o'zida, an'anaviy loyihani tanlash xarajatlarni va jarayon ishonchliligini muvozanatlash uchun yaxshiroqdir.
Komponentning chiqish kontaktlari orasidagi masofa juda kichik bo'lganda, oddiy tarzda chiqarishni amalga oshirish qiyin bo'ladi va «padga via» qilish kerak bo'ladi. Masalan, yuqori zichlikli BGA korobkalaridagi metall yuzalar orasidagi joy tor bo'ladi, shu sababli oddiy via va trassalar hajm cheklovlar tufayli joylashtirilmaydi. Shu vaqt via'larni metall yuzaga bevosita kiritish kerak bo'ladi, shuningdek, ichki yoki pastki qavatdagi siftni «padga via» qilish orqali ochish kerak bo'ladi, chunki bu siftni toraytirish signallarning kechikishiga yoki trassirovkani amalga oshirishda xatoliklarga olib keladi.
Qisqasi, padga via qilishning asosiy dasturini yuqori zichlikli trassirovka qilishda «siftni toraytirish muammosini» hal qilishda qo'llaniladi. Loyihalashda avval chiqish kontaktlari orasidagi masofa hamda chiqarish parametrlari yordamida amalga oshirilish imkoniyatini baholash kerak bo'ladi, so'ng esa ishlanma, narx hamda ishlab chiqarish imkoniyatlarini eng yaxshi muvozanatga erishish uchun qo'llanilishini yoki qo'llanilmasligini hal qilish kerak.
Kichik kontaktli BGA qurilmalari uchun oddiy ventilyatsiya dizayni shikastlanishdan tashqari o'tkazgichlarsiz ishlaydi. Biroq, BGA kontaktlari soni ko'payganda, ventilyatsiya o'qlari tez orqali cheklangan o'tkazish joyini egallab qo'yadi, bu esa signallar yo'lidagi siqilishlarga olib keladi. Shu vaqtda, o'qlarni shikastlanishga qarshi o'rnatish orqali avval alohida bo'lgan "tishli plastinkalar + o'qlar"ni birlashtirish mumkin, bu esa PCB yuzasining bo'sh joyini bo'shatib beradi va yuqori zichlikdagi o'tkazish imkonini yaratadi.
Ayniqsa, BGA kontaktlari orasidagi masofa 0,3 mm dan kamayganda, oddiy o'qlar va o'tkazgichlar uchun yetarli joy qolmaydi va shikastlanishga qarshi o'qlar yordamida o'tkazish chegarasini yengishning asosiy vositasi bo'lib qoladi. O'qlarni plastinkalarning ichiga joylashtirish orqali signallarni bevosita ichki yoki pastki qatlamlarga o'tkazish mumkin bo'ladi, bu esa bir xil qatlamda zich joylashgan o'tkazgichlar tufayli vujudga keladigan signal kechikishlarini yoki o'zaro ta'sirni oldini oladi.
Yuqori tezlikli elektr zanjirini loyihalashda, kuchlanish shovqinini bostirish va signallar butunligini ta'minlash uchun filtr kondensatorlari odatda BGA qurilmalarga yaqin joylashtiriladi. Biroq, BGA ichida an'anaviy ko'plab o'tish teshikchalardan foydalanilsa, ularning teshikchalari orqa tomonda kondensator kontakt maydonchalari bilan "hudud uchun kurash"ga kirishadi va natijada kondensatorni chip pinnariga yaqin joylashtirish imkoni tugaydi.
Via-in-Pad BGA kontakt maydonchalariga o'tish teshikchalarni integratsiya qilish orqali orqa tomondagi kondensatorlar bilan sodir bo'ladigan fazoviy ziddiyatlarni to'liq oldini oladi, filtr kondensatorlarini BGA ostida yoki uning chetida "yaqin" joylashtirish imkonini beradi, bu kuchlanish yo'lini qisqartiradi va filtrlash samaradorligini oshiradi. Bu yuqori chastotali va yuqori tezlikli elektr zanjirlarining barqarorligi uchun muhim ahamiyatga ega.
1. Yakuniy chiqish PCB simlari uchun joy: O'tkazuvchi va metall plastinkaning birlamchi loyihasi sirt maydonidan 30% dan ortiq tejash imkonini beradi, bu ayniqsa, aqlli telefonlar uchun asosiy plata va sanoat nazorat modullari kabi zichlashgan, kichraytirilgan loyihalarga mos keladi.
2. Issiqlikni tarqatish va elektr ishlashini yaxshilash: Prosessorlar va quvvat mikrosxemalari kabi yuqori quvvatli qurilmalar uchun Via-in-Pad issiqlik qarshiligini kamaytiradi, issiqlikni ichki yoki issiqlik tarqatish qavatiga o'tkazishni tezlashtiradi va mahalliy qizib ketishdan saqlaydi; shuningdek, quvvat/signal yo'li qisqarishi orqali parazit induktivlik va qarshilikni kamaytiradi, signal pasayishini va kuchlanish tushishini kamaytiradi.
3. Joylashtirish moslashuvchanligini oshirish: Zich joylashtirilgan paketlarda "simlarni o'tkazish kanallari etishmasligi" muammosini hal qilish orqali ko'p kanalli RF modullari kabi murakkab elektr tuzilmalarini erkin joylashtirish imkonini beradi.
1. Jarayonning murakkablashuvi: Maxsus jarayonlar, masalan, teshiklarni to'ldirish va sirt tekisligini talab qiladi, bu eritma teshiklarida va sirtning pastga tushishiga moyil bo'lgan yuqori aniqlikda va elektrolit qatlami tekisligini talab qiladi.
2. Ishlab chiqarish xarajatlarining oshishi: Maxsus jarayonlar PCB xarajatlarini 15-30% gacha oshiradi va sifatni qo'shimcha tekshirish va qayta ishlash tufayli ishlab chiqarish muddati uzayadi.