Come le Vie Cieche, Interrotte e Passanti Possono Impattare il Tuo Design PCB

Da bambino, ero ossessionato da tutto ciò che riguardava Super Mario, ma onestamente, chi non lo era. In particolare, ero un fanatico del Super Nintendo, la versione vecchia scuola. Saltare da una piattaforma all'altra, lanciare gusci di tartaruga pixelati, salvare principesse... che vita. Uno dei migliori, sebbene più strani, giochi, senza dubbio, era entrare ed uscire da quei piccoli tubi verdi che sembravano essere dappertutto. Chi li ha fatti? Perché erano lì?

Stranamente, quasi un'intera infanzia dopo, mi sono ritrovato a fissare una scheda elettronica chiedendomi le esatte stesse domande. Un piccolo foro che apparentemente non portava da nessuna parte era letteralmente disseminato su tutto il piano di massa e la maschera di saldatura. Entrano in gioco i via ciechi, sepolti e passanti.

Mentre continuiamo il nostro cammino discutendo il fatto che il mondo ci sta costringendo a progettare in spazi sempre più piccoli (stessa storia, giorno diverso), continuiamo a scoprire nuovi ed entusiasmanti progressi tecnologici e produttivi che ci permettono di soddisfare queste esigenze mondiali. Dall'impilamento di schede multistrato (conteggio elevato di strati) ai cambiamenti nei fattori di forma, spingeremo ulteriormente il limite introducendo i via ciechi e sepolti, così come i via passanti.

Vie Cieche e Sepolte: Un Vantaggio o un Fungo Velenoso?

Partire alla scoperta di dove andasse ogni tubo verde senza sapere in quale stanza segreta si sarebbe finiti era metà del divertimento, vero? Non temere, sebbene lo scopo di Super Mario fosse tenerti nel dubbio da un tubo verde all'altro, progettare la tua PCB HDI è (sperabilmente) esattamente l'opposto. Dovremmo sapere esattamente dove e perché posizioni fori ovunque sulla tua PCB senza dover consultare un grosso libro di strategie.

Le vie sono fori che vengono praticati attraverso le tracce di un strato della PCB con l'unico scopo di connettersi a un'altra traccia su un altro strato. Sono spesso presenti in PCB multistrato che richiedono che ogni strato sia connesso in un modo o nell'altro.

Ci sono tre versioni distinte di vie che possono essere incorporate in qualsiasi circuito stampato multistrato (vie cieche e sepolte, e vie passanti):

• Vie Cieche: Collegano uno strato esterno del circuito stampato a uno strato interno della PCB ma non vanno oltre. Quindi, se abbiamo una PCB a quattro strati, i primi due strati avranno fori praticati attraverso le tracce, ma non il terzo o il quarto.
• Vie sepolte: Queste collegano due o più strati interni tra loro. Ancora una volta, nel nostro PCB a quattro strati, il secondo e il terzo strato saranno forati e connessi, mentre gli strati esterni, il primo e il quarto, non mostreranno alcun foro e sembreranno semplicemente come un punto vuoto sulla scheda.
• Vie passanti: Come potresti aver ormai decifrato, queste sono forate letteralmente "attraverso" l'intera scheda collegando insieme lo strato esterno primo e quarto (o altre combinazioni di collegamento dei quattro strati insieme).

Una corretta comprensione delle vie incoraggia la crescita del tuo design

Apparentemente insignificanti per la missione principale di salvare la principessa, sembrava non ci fosse alcun beneficio in questi tubi verdi altro che il fatto che era così soddisfacente saltarci dentro e fuori. Le vie, d'altra parte, svolgono ruoli cruciali nei PCB multistrato.

Spesso, e ancora in quest'epoca in cui il motto è "più piccolo è meglio", ci troviamo di fronte al compito di risparmiare quanto più spazio possibile. Con l'uso delle vie, in teoria ora possiamo evitare tutto il routing delle tracce che ruba spazio sullo strato superiore (dove si trovano anche tutti i nostri componenti) e instradare tutto ciò che è necessario all'interno del nostro secondo, terzo o addirittura quarto strato. Questo può essere una manna dal cielo per alcuni progettisti alla ricerca di tecniche per risparmiare spazio.

Un altro vantaggio aggiunto che otterrai implementando vie cieche, interrate o passanti nel tuo circuito è una ridotta capacità parassita tra le tracce, che altrimenti potrebbe creare problemi al tuo progetto. Questa riduzione della capacità parassita è dovuta ai miglioramenti realizzati accorciando i collegamenti delle tracce. Anche se non necessariamente una ragione primaria, se progettato correttamente, trarrai certamente vantaggio dall'aggiunta di vie al design.

Altre considerazioni prima dell'applicazione delle vie

Sebbene tu possa essere impaziente di scoprire dove firmare, calma, poiché ci sono alcuni svantaggi nell'incorporare le vie nel tuo progetto (perché ci devono sempre essere degli svantaggi?!).

Le vie e le schede multistrato vanno di pari passo, e quando si lavora su più di una scheda, le considerazioni di costo devono entrare in gioco. Questo include la foratura dei fori delle vie non solo su una, ma su due, tre, persino quattro schede nella stessa precisa posizione. Se ci sono anche lievi errori di tolleranza nel processo di foratura e impilamento, la scheda potrebbe essere considerata inutilizzabile.

Per alleviare questo problema, i produttori devono avere le loro macchine e tolleranze ridotte a frazioni di millimetro, il che, ovviamente, aggiungerà costi considerevoli al processo di produzione e assemblaggio. Come sempre, assicurati di contattare i tuoi produttori con il maggior anticipo possibile per conoscere le loro limitazioni e capacità prima di addentrarti troppo nel mondo delle vie (o tubo verde, se preferisci).

Le vie sono adatte al tuo progetto?

Questo avanzamento nel design dei PCB non è all'avanguardia, né è scienza missilistica, ma dovrebbe essere preso in considerazione con attenzione se si decide di intraprendere questa strada. La complessità che possono aggiungere, il costo e le sfide generali di implementazione potrebbero far scappare alcuni. Se implementato correttamente, tuttavia, si otterrà un'innumerevole quantità di spazio risparmiato, una ridotta capacità parassitaria e una scheda ispirata a Super Mario dall'aspetto generalmente fantastico.

Con una nuova comprensione di cosa siano le vie, come possono assistere nei progetti e gli svantaggi naturali di esse, hai determinato se potrebbero essere giuste per te? Se non lo hai fatto, c'è sempre qualcosa che sarà giusto per te: un software di design PCB robusto. La tua metodologia di progettazione dovrebbe essere fluida come si sente Super Mario Odyssey rispetto a Super Mario World, e Altium Designer^® può mantenerti in movimento con un ambiente di progettazione intuitivo e unificato.

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