Увеличьте плотность компонентов и трасс с помощью технологии металлизации отверстий в площадках (Via-in-pad Plated Over Technology)

У меня в квартире стоит потрясающая стереосистема с четырьмя динамиками и сабвуфером, которую мои соседи обожают ненавидеть. Насколько бы мне ни нравилось слушать музыку на этой системе, единственное, что мне не нравится, - это куча аудиопроводов, спрятанных за колонками. В последний раз, когда я пытался убраться за системой, я чуть не вырвал некоторые аудиопровода. Если бы только прокладка моего большого количества аудиопроводов была так же проста, как прокладка дорожек на печатной плате HDI.

Скрытые и зарытые переходные отверстия важны в многослойных платах, поскольку они позволяют конструкторам прокладывать электрические соединения между слоями. Это особенно важно для компонентов с мелким шагом SMT и контактных площадок BGA, которые требуют высокой плотности дорожек для необходимых соединений. Технология переходных отверстий в площадке - это эффективный метод экономии пространства на плате, поскольку нет необходимости прокладывать короткую дорожку между площадкой и переходным отверстием.

Когда использовать дизайн с переходными отверстиями в площадке

Некоторые дизайнеры скажут вам избегать дизайна с переходными отверстиями в площадке. На самом деле переходные отверстия в площадке, как и любая другая структура переходных отверстий, могут быть полезны в некоторых ситуациях. Металлическая площадка вокруг края переходного отверстия рассеивает тепло и помогает управлять тепловыми площадками печатной платы. Площадки также позволяют создавать соединения с пассивными компонентами SMT или ИС, а близлежащее переходное отверстие позволяет проводить маршрутизацию в более глубокие слои и помогает поддерживать высокую плотность компонентов.

Помимо увеличения плотности соединений и возможности маршрутизации в нижних слоях, дизайн с переходными отверстиями в площадке от Altium также снижает индуктивность на соединениях. Дизайн с переходными отверстиями в площадке обычно используется с BGA с мелким шагом и предлагает некоторые преимущества по сравнению с обычным вентиляторным распределением типа "собачья кость". Экономия места, предлагаемая дизайном с переходными отверстиями в площадке, также может помочь дизайнерам сократить количество слоев.

VIPPO

Via-in-pad plated over (VIPPO) – это одна из техник, позволяющая использовать маску для пайки и пайку непосредственно в отверстиях переходных отверстий с малым сечением. В дизайне VIPPO отверстия могут быть заполнены отвержденным эпоксидным материалом. Сначала стандартный процесс покрытия используется для покрытия внутренней части переходного отверстия. После медного покрытия и заполнения эпоксидной смолой, заполненное отверстие закрывается медной площадкой. Затем к площадке VIPPO можно напрямую припаять электронные компоненты.

Термины via-in-pad и VIPPO иногда используются как взаимозаменяемые. Дизайн via-in-pad, используемый для прямой пайки, должен быть заполнен эпоксидной смолой, чтобы предотвратить подсасывание через отверстие переходного отверстия, так же как в VIPPO. Эпоксидная смола, используемая для заполнения переходного отверстия, может быть как проводящей, так и непроводящей.

Fine pitch BGA

Проводящая эпоксидная смола имеет преимущество с точки зрения управления теплом благодаря ее более высокой теплопроводности. Поскольку VIPPO использует медную площадку в точке соединения, это также обеспечивает лучшее управление теплом печатной платы благодаря ее более высокой теплопроводности. Сочетание VIPPO с проводящей эпоксидной смолой обеспечивает еще лучшее рассеивание тепла от точки соединения. Лучшая стратегия управления теплом требует, чтобы внутренняя часть переходного отверстия была полностью покрыта медью.

Производственные проблемы

Via-in-pad и VIPPO увеличивают количество этапов производства печатных плат, что приводит к повышению производственных затрат. Фактические затраты зависят от размера переходного отверстия и общего количества таких отверстий на плате. Однако дизайн с использованием via-in-pad может позволить творческому конструктору более эффективно проводить трассировку и даже сократить необходимое количество слоев. Это может компенсировать увеличение производственных затрат.

Маски для пайки использовались для заполнения открытых отверстий в via-in-pad, чтобы предотвратить затягивание припоя в отверстие (известное как "затентовывание"). Вместо этого для компонентов с мелким шагом следует использовать VIPPO из-за малого размера площадки. Металлизация в VIPPO блокирует протекание припоя через отверстие и создание беспорядка на нижнем слое во время сборки.

Ручная пайка может быть подходящим методом для прикрепления электронных компонентов к открытым конструкциям via-in-pad, поскольку человеческая ловкость может помочь предотвратить затягивание припоя. При использовании волновой или рефлойной пайки следует использовать VIPPO, так как вы потеряете контроль над затягиванием. Исключение составляют компоненты с мелким шагом: VIPPO с соответствующей стратегией разводки всегда следует использовать для этих электронных компонентов, особенно для BGA с мелким шагом.

Станция переработки печатных плат высокой плотности

Одним из недостатков полного заполнения медью является сложность равномерного покрытия внутренней части переходного отверстия. Жидкости и/или воздух могут застревать внутри медного заполнения, даже если отверстие может выглядеть запечатанным. Это приводит к выделению газов во время пайки. Ваш производитель должен иметь соответствующие процедуры контроля качества, если вы решите полностью заполнить VIPPO медью.

Встроенные инструменты CAD в Altium Designer^® упрощают использование переходных отверстий в площадке для маршрутизации соединений. Инструмент ActiveRoute^® помогает вам прокладывать сигналы по всей плате. Обратитесь к эксперту Altium сегодня, чтобы узнать больше.