Come Progettare PCB Efficaci Interconnessi ad Alta Densità utilizzando Via Cieche e Interrate

Il moderno viene spinto a diventare sempre più piccolo e più economico. Le via cieche e interrate possono aiutarti a risparmiare spazio e soldi sul tuo layout PCB ad alta densità (HDI). Le via cieche e interrate ti aiutano a ridurre l’utilizzo dello strato esterno, lasciando maggiore spazio per canali breakout SMT e BGA. Continua a leggere per maggiori informazioni!

La Legge di Moore prevede che il numero dei transistor nei circuiti integrati (IC) raddoppierà approssimativamente ogni due anni. Tale legge è considerata vera dal 1965, ma potrebbe rallentare visto che i transistor si riducono a ritmo più lento. Mentre la Legge di Moore potrebbe essere vicina al suo limite, la spinta per Circuiti Stampati più piccoli e più potenti si è solo intensificata. Fortunatamente per te, il moderno ha diverse tecniche disponibili per soddisfare i vincoli di spazio di circuiti interconnessi ad alta intensità (HDI). Una maniera per risparmiare spazio e soldi, sul tuo circuito HDI è utilizzando una varietà di via differenti. 

Ci sono due tipi di via principali che possono farti risparmiare spazio sul tuo PCB HDI: via cieca e via interrata. Per rinfrescarti la memoria, una via cieca è come una via through-hole che termina da qualche parte all’interno della basetta anziché passarci attraverso completamente. Una via interrata non si connette con uno strato esterno e si connette solo agli strati all’interno del circuito. 

^{Preparare i circuiti a rimpicciolirsi come questi} 

Come Salvare Spazio 

La ragione principale per utilizzare via cieche e interrate è salvare spazio sul tuo Circuito Stampato. Se sei davvero bravo, le via cieche e interrate possono anche ridurre una scheda a 8 strati in una scheda a 6 strati. Tali via sono particolarmente utili quando si parla di risparmiare spazio per tecnologie di montaggio superficiale (SMT), in particolare le ball grid array (BGA). 

Le via cieche possono farti risparmiare il 50% in più dello strato esterno rispetto ad una via through-hole. Visto che solo un lato della basetta è forato, puoi posizionare un componente SMT direttamente sopra la fine chiusa di una via cieca. Ora hai spazio per quel componente SMT dell’ultimo minuto. Nel caso tu stia lavorando troppo tempo extra e non abbia avuto abbastanza sonno, ti ricorderò di non posizionare un componente SMT sopra l’estremità aperta di una via cieca. Le via interrate possono essere utilizzate allo stesso modo per recuperare spazio per gli SMT.

Hai mai desiderato di avere più spazio nei canali breakout per il tuo BGA? Se così fosse, probabilmente dovresti augurarti di vincere un milione di dollari o una casa, invece. In ogni caso, le via cieche e interrate possono rendere realtà il tuo noioso desiderio. Non soltanto questi through-holes fastidiosi prendono spazio per i tuoi SMT, disturbano anche i tuoi canali breakout BGA. Proprio come con gli SMT, puoi utilizzare via cieche o interrate anziché via through-hole per ampliare i tuoi canali breakout. Dipende da quanto puoi aumentare l’ampiezza del tuo canale breakout, potresti essere capace di perdere uno strato di segnale nel tuo Circuito Stampato. 

^{Risparmia spazio, risparmia soldi}

Considerazioni EMI 

Dovresti saperlo ormai EMI è il mio pezzo forte. Se pensavi che andassi ad affrontare ciò senza tenere una lezione, ti sbagliavi. 

Le via cieche e interrate possono veramente aiutarti a ridurre le EMI sui tuoi componenti PCB. Ricordi, certamente, l’altro post in cui ti ho parlato delle via stub che promuovono le EMI. Nel caso tu non sia un lettore appassionato (dovresti esserlo), te lo ricorderò. Le stub sulle via through-hole agiscono come linee di trasmissione a tempo indeterminato e rifletteranno indietro qualsiasi segnale trasmesso attraverso la via nel circuito. La semplice risposta per questo problema è rimuovere la stub. Le via cieche e interrate non hanno stub, quindi non causano così tanto riflesso. 

Solo perchè non puoi vedere una via interrata o l’estremità di una via cieca ciò non significa che essere non possano causare problemi di EMI. Ricorda di seguire le autorizzazioni elettroniche e le regole di dispersione quando posizioni le via cieche e interrate.

^{Tecnologia di via di prossima generazione} 

Considerazioni di Produzione 

È estremamente importante che tu parli al tuo produttore quando progetti il tuo HDI con queste nuove via sofisticate. Se non consideri costi e limiti di produzione, potresti finire con un PCB costoso che è pieno di difetti di produzione. 

Per risparmiare il tuo tempo e sforzo in anticipo, dovresti chiedere al tuo produttore come fabbricheranno queste basette. I metodi di fabbricazione possono limitare il tuo utilizzo di vie cieche o interrate. Il tuo produttore ti informerà su che tipo di via permettono i suoi metodi di fabbricazione. 

In aggiunta al costo di vari metodi di fabbricazione, necessiterai di pensare sulla viabilità a lungo termine delle via fabbricate. Il tuo produttore potrebbe suggerire di produrre le via utilizzando il metodo “peck drilling” (perforbecco). Il peck drilling è poco costoso, ma può introdurre difetti di produzione nel tuo PCB.  Il tuo produttore vuole risparmiare soldi, proprio come il tuo manager. Assicurati che gli angoli che tagliano non eliminino la prestazione al tuo PCB. 

Se stai progettando un PCB HDI, il tuo software di desig PCB dovrebbe essere capace di gestire via cieche e interrate. CircuitStudio^® ha grande documentazione che spiega come gestire le via cieche e interrate.  

Non ti sentire obbligato, ma visto che la Legge di Moore sta rallentando, sta a te aumentare la densità e la potenza. Utilizza le via cieche e interrate saggiamente per risparmiare spazio prezioso sul tuo PCB. In ogni caso, ricorda di progettare per la conformità elettromagnetica, costo ed anche durabilità a lungo termine. 

Hai un attacco di panico su come risparmiare spazio sul tuo PCB? Parla con un esperto ad Altium.