Понимание глухих переходных отверстий в печатных платах: полное руководство

Печатные платы, или PCB, есть везде. Они питают ваш телефон, ноутбук, умные часы — почти все современные технологии. Но внутри этих крошечных плат находится сложная сеть соединений. Одним из ключевых игроков в этой сети является PCB via.

Переходные отверстия — это крошечные отверстия, которые позволяют электрическим сигналам проходить между слоями печатной платы. Некоторые проходят через всю плату. Другие останавливаются на полпути. Те, которые останавливаются на полпути, мы называем глухими переходными отверстиями.

Они маленькие, но выполняют большую работу. И если вы проектируете высокоплотную электронику, вам нужно их понимать. Это руководство объяснит, что это такое, как они сделаны и когда их использовать.

Читать дальше!

Что такое слепые переходные отверстия?

Давайте начнем с основ. Сквозное отверстие соединяет один слой печатной платы с другим. Представьте его как вертикальный провод внутри платы. Это то, как разные слои соединяются друг с другом.

В настоящее время существует три основных типа переходных отверстий на печатных платах:

•  Переходные отверстия: пройти сверху вниз по всей печатной плате.

•  Слепые переходные отверстия: соединить внешний слой с внутренним слоем, но не до конца.

•  Скрытые переходные отверстия: соединяют два или более внутренних слоя. Они никогда не выходят наружу.

Глухие отверстия называются "слепыми", потому что они не доходят до конца. Снаружи вы не можете увидеть другой конец.

Они просверлены частично в плату, либо сверху, либо снизу. Они экономят место и позволяют разработчикам упаковать больше в меньшее. Вот почему они распространены в платах HDI (высокоплотные межсоединения).

Если вы работаете с платами со слепыми выводами, вы увидите большую разницу в гибкости маршрутизации. Вы можете втиснуть больше компонентов. Больше сигналов и меньше места.

Производственные соображения относительно глухих отверстий

Глухие переходы не так просты, как сверление отверстия. Их изготовление занимает больше времени. Плюс, больше точности и затрат.

Существует два распространенных метода их создания:

1. Лазерное сверление

2. Механическое бурение с контролируемой глубиной

Лазерное сверление чаще применяется в HDI PCB. Это быстро, чисто и отлично подходит для маленьких отверстий. Однако это также дорого.

Механическое бурение подходит для больших отверстий. Оно использует контроль глубины, чтобы остановиться на нужном слое. Но оно медленнее и изнашивает инструменты.

После сверления отверстие покрывается медью. Это позволяет проходить электричеству. Если это покрытие не срабатывает, цепь размыкается.

Вот почему изготовление глухих отверстий требует жесткого контроля. Вам нужны опытные инженеры и точные машины.

Также помните: чем больше слоев, тем сложнее становится. Глухие переходы в 8-слойных или 10-слойных платах — это сложная работа.

Процесс может включать последовательное ламинирование. Это означает построение платы поэтапно и добавление слоев один за другим. Каждый этап ламинирования добавляет время и стоимость.

Итак, если ваш проект не нуждается в глухих переходах, не используйте их. Однако, если важны пространство и производительность, они могут быть оправданы.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Соотношение сторон слепого прохода: почему это важно

Вот тут-то и начинаются технические подробности. У каждого отверстия есть глубина и диаметр. Соотношение сторон — это отношение глубины к диаметру.

Допустим, ширина вашего отверстия составляет 0.2 мм, а глубина — 0.6 мм. Это соотношение сторон 3:1.

Для глухого отверстия лучше использовать меньшее соотношение сторон. Поскольку нанесение покрытия медью внутри глубокого узкого отверстия — сложная задача. Чем глубже отверстие, тем сложнее равномерно нанести покрытие.

Большинство производителей предпочитают соотношение от 0.75:1 до 1:1 для глухих переходных отверстий. Некоторые доходят до 1.5:1, но это уже слишком.

Высокое соотношение сторон увеличивает вероятность:

•  Пустоты (воздушные зазоры)

•  Плохое покрытие

•  Трещины под действием термического напряжения

Подобные неудачи могут разрушить всю доску.

Поэтому, когда вы проектируете глухое отверстие для печатной платы, всегда учитывайте соотношение сторон. Выберите размеры, которые может обработать ваш производитель, и поговорите с ним заранее.

Применение глухих отверстий

Почему инженеры используют глухие переходы? Ответ прост — они экономят место. В современной электронике место — золото.

Вот некоторые распространенные случаи использования:

•  Смартфоны: Тонкие платы, сложные схемы

•  Предметы одежды: Плотная упаковка, гибкая компоновка

•  Медицинское оборудование: Маленький, точный, надежный

•  Военные и аэрокосмические: Высокая производительность, ограниченное пространство

•  Печатные платы HDI: Больше сигналов на квадратный дюйм

Подключая только необходимые слои, слепые переходы освобождают пространство. Это снижает потребность в длинных трассах, минимизирует помехи сигнала и повышает общую производительность.

Они также обеспечивают лучшую целостность сигнала. Более короткие пути означают более быстрые сигналы и меньше проблем.

Если вы проектируете глухую печатную плату, эти отверстия станут мощным инструментом для упрощения трассировки и повышения производительности.

Слепые отверстия против скрытых отверстий

Давайте сравним их бок о бок.

Во многих современных платах используется комбинация глухих и скрытых переходных отверстий для достижения более высокой плотности и лучшего управления сигналами.

Глухие переходы проще, чем скрытые переходы, но все равно продвинутые. Вы часто увидите оба в одном дизайне, особенно в продуктах высокого класса.

Иногда их группируют как глухие и скрытые переходные отверстия, особенно в расценках на изготовление.

Используйте их вместе для наилучших вариантов маршрутизации. Но помните о своем бюджете.

Заключение

Глухие переходные отверстия — это небольшая, но важная часть дизайна печатной платы. Они соединяют слои, не проходя через всю плату. Это делает их идеальными для высокоплотных макетов.

Однако они сопряжены с трудностями, такими как сложное производство, высокие затраты и строгие ограничения по соотношению сторон. Если вы работаете над смартфонами, медицинским оборудованием или аэрокосмическими системами, глухие переходные отверстия могут стать вашим лучшим другом. Они позволяют вам делать больше с меньшими затратами. Но если ваш дизайн прост, пропустите их. Обычные сквозные переходные отверстия проще и дешевле.

Короче говоря, важно знать, когда использовать глухие переходные отверстия, а когда нет. Всегда консультируйтесь с производителем печатной платы. Поделитесь своей структурой слоев, размерами переходных отверстий и целями. Они помогут вам найти наилучший путь вперед.

И никогда не забывайте об основах. Контролируйте соотношение сторон переходного отверстия. Выберите правильное переходное отверстие для работы. Наконец, проверьте свои платы, поскольку надежность имеет значение.