Как скрытые, закрытые и сквозные переходы могут повлиять на вашу разработку печатной платы

В детстве я был одержим всем, что связано с Супер Марио, но, честно говоря, кто не был. В частности, я был поклонником старой доброй версии на Super Nintendo. Прыгать с платформы на платформу, метать пиксельные черепашьи панцири, спасать принцесс... Какая жизнь. Одна из лучших, хотя и самых странных, частей игры, без сомнения, была перемещение внутрь и наружу тех самых маленьких зеленых труб, которые казались повсюду. Кто их создал? Зачем они вообще там были?

Странно, но почти спустя целое детство, я обнаружил себя, глядя на печатную плату и задавая себе те же самые вопросы. Маленькие отверстия, ведущие казалось бы в никуда, буквально усыпали землю и маску пайки. Встречайте сквозные, закрытые и скрытые переходы.

По мере того, как мы продолжаем наш путь к обсуждению того факта, что мир заставляет наши дизайны умещаться во всё меньшие и меньшие пространства (та же история, другой день), мы продолжаем узнавать о новых и захватывающих технологических и производственных достижениях, которые позволяют нам удовлетворять эти мировые требования. От многослойного складывания плат (с большим количеством слоев) до изменений в форм-факторах, мы будем продвигать границы дальше, вводя закрытые и скрытые переходы, а также сквозные отверстия.

Слепые и закрытые переходы: преимущество или ядовитый гриб?

Попытка выяснить, куда ведет каждая зеленая труба и не знать, в какой секретной комнате ты окажешься, была наполовину веселой, не так ли? Не бойтесь, хотя смысл Super Mario был в том, чтобы заставить вас гадать от зеленой трубы к зеленой трубе, проектирование вашей HDI печатной платы (надеемся) точно противоположно. Мы должны точно знать, где и почему вы делаете отверстия по всей вашей печатной плате, без необходимости заглядывать в толстую стратегическую книгу.

Переходы - это отверстия, которые просверливаются сквозь дорожки одного слоя печатной платы с единственной целью соединения с другой дорожкой на другом слое. Они часто присутствуют в многослойных печатных платах, которые требуют соединения каждого слоя тем или иным способом.

Существует три отличительных вида переходов, которые могут быть включены в любую многослойную печатную плату (слепые и закрытые переходы, а также сквозные переходы):

• Слепые переходы: Они соединяют внешний слой печатной платы с внутренним слоем ПП, но не идут дальше. Так что, если у нас четырехслойная ПП, первые два слоя будут иметь отверстия, просверленные сквозь дорожки, но не третий или четвертый.
• Закрытые переходы: Они соединяют два или более внутренних слоя между собой. Вновь, в нашей четырехслойной печатной плате, второй и третий слои будут просверлены и соединены, в то время как внешние слои, первый и четвертый, не будут показывать никаких отверстий и будут выглядеть просто как пустое место на плате.
• Сквозные переходы: Как вы теперь могли разгадать, они буквально просверлены ‘сквозь’ всю плату, соединяя внешние первый и четвертый слои вместе (или другие комбинации соединения четырех слоев).

Правильное понимание переходов Способствует Росту Вашего Дизайна

Казалось, что в главной миссии по спасению принцессы эти зеленые трубы не играют важной роли, кроме как того факта, что было так приятно прыгать в них и из них. Переходы, с другой стороны, играют ключевую роль в многослойных печатных платах.

Часто, и вновь в наше время, когда меньше значит лучше, мы сталкиваемся с задачей экономии как можно большего количества места. С помощью переходных отверстий (виас) теоретически теперь можно обойти все занимающие место трассы на верхнем слое (где также расположены все наши компоненты) и проложить все необходимое внутри нашего второго, третьего или даже четвертого слоя. Это может быть настоящим спасением для некоторых дизайнеров, ищущих способы экономии пространства.

Еще одно преимущество, которое вы получите при использовании слепых, закрытых или сквозных виас на вашей плате, - это снижение паразитной емкости между трассами, которая в противном случае могла бы серьезно повредить вашему дизайну. Это снижение паразитной емкости достигается за счет улучшения, связанного с укорачиванием длины трасс. Хотя это и не обязательно основная причина, если дизайн выполнен правильно, вы определенно получите выгоду от добавления виас в дизайн.

Другие соображения перед применением виас

Хотя вы, возможно, уже готовы начать работу, подождите, так как есть несколько недостатков при включении виас в ваш дизайн (почему всегда должны быть недостатки?!).

Переходные отверстия и многослойные платы идут рука об руку, и когда дело касается более чем одной платы, необходимо учитывать стоимость. Это включает в себя сверление отверстий переходных отверстий не через одну, а через две, три, даже четыре платы в точно таком же месте. Если даже небольшие ошибки допуска в процессе сверления и складывания, плата может считаться бракованной.

Чтобы избежать этого, производителям необходимо иметь свои машины и допуски до долей миллиметров, что, конечно, значительно увеличит стоимость производства и сборки. Как всегда, убедитесь, что вы связались с вашим(и) производителем(ями) как можно раньше, чтобы узнать их ограничения и возможности, прежде чем вы слишком глубоко погрузитесь в мир переходных отверстий (или зеленых трубок, как вам больше нравится).

Подходят ли переходные отверстия для вашего дизайна?

Этот прогресс в дизайне печатных плат не является передовым и уж тем более не ракетной наукой, но если вы собираетесь идти по этому пути, следует уделить этому внимание. Сложность, которую они могут добавить, стоимость и общие проблемы внедрения могут заставить некоторых бежать куда подальше. Однако, если реализация будет выполнена правильно, вы получите несметное количество экономии места, снижение паразитной емкости и в целом потрясающе выглядящую плату, вдохновленную Super Mario.

Получив новое понимание того, что такое переходные отверстия (vias), как они могут помочь в дизайне и какие у них есть естественные недостатки, вы определились, подходят ли они вам? Если нет, всегда найдется что-то, что будет вам подходить: мощное программное обеспечение для дизайна печатных плат. Ваш метод проектирования должен быть таким же плавным, как Super Mario Odyssey по сравнению с Super Mario World, и Altium Designer^® поможет вам двигаться вперед с интуитивно понятной, унифицированной средой проектирования.

Если вы хотите увидеть, что программное обеспечение Altium Designer может сделать для вашей многослойной печатной платы с интегрированными переходными отверстиями, сегодня же обратитесь к эксперту Altium Designer.