Aumenta la densità dei tuoi componenti e tracce con la tecnologia Via-in-pad Plated Over

Ho questo fantastico sistema stereo a quattro altoparlanti con subwoofer nel mio appartamento che i miei vicini adorano odiare. Per quanto mi piaccia ascoltare musica su questa cosa, l'unica parte che odio è il groviglio di cavi audio che si nasconde dietro gli altoparlanti. L'ultima volta che ho provato a pulire dietro il mio sistema, ho quasi strappato alcuni dei cavi audio. Se solo organizzare la mia alta densità di cavi audio fosse facile quanto tracciare le piste su un circuito stampato HDI.

Le vie cieche e le vie interrate sono importanti nei circuiti multistrato poiché permettono ai progettisti di realizzare connessioni elettriche tra i vari strati. Questo è particolarmente importante con componenti SMT a passo fine e un pad BGA che richiedono una alta densità di piste per realizzare le connessioni necessarie. La tecnologia via in pad è un metodo efficiente per risparmiare spazio sul circuito, dato che non c'è bisogno di tracciare una breve pista tra il pad e la via.

Quando utilizzare il design Via-in-pad

Alcuni progettisti ti diranno di evitare il design via-in-pad. La realtà è che le vie nei pad, proprio come qualsiasi altra struttura via, sono strumenti utili in alcune situazioni. Il pad metallico attorno al bordo della via dissipa il calore e aiuta nella gestione del pad termico del circuito stampato. I pad permettono anche di realizzare connessioni con componenti passivi SMT, o IC, e il foro via vicino consente il routing verso strati più profondi e aiuta a mantenere alta la densità dei componenti.

Oltre ad aumentare la densità di interconnessione e permettere il routing in strati inferiori, il design via-in-pad di Altium riduce anche l'induttanza alle connessioni. Il design via-in-pad è tipicamente utilizzato con BGAs a passo fine e offre alcuni vantaggi rispetto al solito fanout tipo dog bone. Il risparmio di spazio offerto dal design via-in-pad può anche aiutare i progettisti a ridurre il numero di strati.

VIPPO

Il design Via-in-pad plated over (VIPPO) è una tecnica che consente l'applicazione di una maschera di saldatura e la saldatura su vie con sezione trasversale ridotta. Nelle progettazioni VIPPO, le vie possono essere riempite con un materiale epossidico indurito. Inizialmente, si utilizza un processo di placcatura standard per rivestire l'interno della via. Dopo la placcatura in rame e il riempimento con epossidico, il foro riempito viene sigillato con un pad in rame. I componenti elettronici possono quindi essere saldati direttamente sul pad VIPPO.

I termini via-in-pad e VIPPO sono talvolta usati in modo interscambiabile. Il design via-in-pad utilizzato per la saldatura diretta dovrebbe essere riempito con un epossidico per prevenire l'ascesa del materiale attraverso il foro della via, proprio come nel VIPPO. L'epossidico utilizzato per riempire la via può essere sia conduttivo che non conduttivo.

BGA a passo fine

Un epossidico conduttivo ha un vantaggio in termini di gestione termica grazie alla sua maggiore conducibilità termica. Poiché il VIPPO utilizza un pad in rame nel punto di connessione, offre anche una migliore gestione termica del circuito stampato grazie alla sua maggiore conducibilità termica. Combinare il VIPPO con un epossidico conduttivo offre una dissipazione del calore ancora migliore lontano dal punto di connessione. La migliore strategia di gestione termica richiede che l'interno della via sia completamente placcato in rame.

Problemi di produzione

I design con via-in-pad e VIPPO aumentano entrambi il numero di passaggi richiesti dal produttore di PCB, portando a costi di produzione più elevati. I costi effettivi dipendono dalla dimensione del via e dal numero totale di vie sulla scheda. Tuttavia, un design via-in-pad può permettere a un progettista creativo di essere più efficiente nel routing e persino ridurre il numero di strati richiesti. Questo può compensare l'aumento dei costi di produzione.

Le maschere di saldatura sono state utilizzate per tappare i fori aperti nei via-in-pad al fine di prevenire che la saldatura venga assorbita nel foro del via (noto come "tenting"). Componenti a passo fine dovrebbero invece essere utilizzati con design VIPPO a causa della piccola dimensione del pad. La placcatura in VIPPO blocca la saldatura dal fluire attraverso il foro del via e creare disordine sullo strato inferiore durante l'assemblaggio.

La saldatura manuale può essere appropriata per attaccare componenti elettronici a design via-in-pad aperti poiché la destrezza umana può aiutare a prevenire l'assorbimento della saldatura. Con la saldatura ad onda o a riflusso, si dovrebbe utilizzare VIPPO poiché si perderà il controllo sull'assorbimento. Un'eccezione sono i componenti a passo fine: VIPPO con la strategia di fanout appropriata dovrebbe sempre essere utilizzato su questi componenti elettronici, specialmente con BGAs a passo fine.

Stazione di rilavorazione per PCB ad alta densità

Uno degli svantaggi del riempimento completo con rame è la difficoltà nel rivestire uniformemente l'interno del via. I fluidi e/o l'aria possono rimanere intrappolati all'interno del riempimento di rame, anche se il foro può sembrare sigillato. Questo comporta fuoriuscite di gas durante la saldatura. Il tuo produttore dovrebbe avere procedure di controllo qualità adeguate in atto se scegli di riempire completamente un VIPPO con rame.

Gli strumenti CAD integrati in Altium Designer rendono facile l'uso di vias nei pad per instradare le connessioni. Lo strumento ActiveRoute^® ti aiuta a instradare i segnali attraverso il tuo circuito stampato. Parla oggi con un esperto Altium per saperne di più.