Сегодняшние электронные продукты более мощные и многофункциональные. Это приводит к постоянным изменениям в дизайне печатных плат. Среди многих изменений, введение переходных отверстий в контактных площадках является важнымt шаг в проектировании печатных плат от традиций к инновациям. Итак, в этой статье мы провели глубокий анализ via in pad, включая его определение, преимущества и ограничения, сравнение с традиционными via, рекомендации по проектированию и другие типы via. Давайте посмотрим на них вместе!

Что такое Via-in-Pad в проектировании печатных плат?

Via in pad — это метод прямого проектирования переходных отверстий в контактных площадках печатной платы. Обычно используется в конструкции печатных плат с высокой плотностью соединений (HDI), экономит место и повышает производительность печатных плат. Такая конструкция позволяет использовать более мелкие паяные соединения в слоях платы. В современных конструкциях печатных плат, требующих чрезвычайно высокой плотности компоновки, размещение переходных отверстий внутри контактных площадок печатной платы может значительно сократить пространство на печатной плате, позволяя создавать более компактные компоновки компонентов. Например:

При проектировании печатных плат смартфонов из-за значительных ограничений по пространству использование переходных отверстий в контактных площадках позволяет эффективно сократить количество слоев печатной платы, одновременно улучшая качество и скорость передачи сигнала.

Преимущества и ограничения маршрутизации Via-in-Pad

Наши преимущества

Экономия пространства: 

Процесс via in pad ловко объединяет проводящие отверстия и контактные площадки для пайки, значительно экономя горизонтальное пространство на печатной плате. Эта технология идеально соответствует тенденции развития высокоплотных и взаимосвязанных современных печатных плат. Для современных электронных устройств с высокоплотными взаимосвязями это преимущество особенно заметно, поскольку оно помогает удовлетворить требования к дизайну миниатюризации и интеграции.

Улучшение целостности сигнала: 

Такая конструкция сокращает длину пути передачи сигнала, тем самым уменьшая затухание сигнала и помехи во время передачи. Это особенно важно для передачи высокочастотного сигнала, поскольку может обеспечить целостность и стабильность сигнала и улучшить общую производительность электронных продуктов.

Повышение надежности: 

Эта технология уменьшает количество точек соединения, тем самым снижая риск сбоев соединения. И повышает общую надежность печатной платы, улучшая долговечность и стабильность электронных изделий.

Недостатки бонуса без депозита

Сложный процесс: 

По сравнению с традиционными процессами, процесс внедрения via in pad более сложен. Он требует более высоких технических требований и большего количества этапов производства, что может привести к увеличению производственных затрат. Между тем, сложные процессы могут также увеличить неопределенность и риски в процессе производства.

Высокие требования к производственному оборудованию: 

Via in pad требует специального производственного оборудования и технической поддержки. Эти устройства обычно имеют высокое технологическое содержание и стоимость, что может потребовать больше работы для непосредственного применения на общих производственных линиях.

Сложность контроля качества: 

Контроль качества Via in pad также сталкивается с большими проблемами. Производителям необходимо установить более строгие процессы управления производством и тестирования, чтобы гарантировать качество и надежность продукции.

Via-in-Pad против обычных отверстий

Руководство по проектированию Via-in-Pad

Расстояние и макет

1. Убедитесь, что между компонентами и проводкой вокруг переходного отверстия имеется достаточно места, чтобы избежать помех в процессе производства и сборки.

2. Продумайте компоновку BGA и других высокоплотных корпусов, чтобы убедиться, что переходные отверстия не мешают размещению и пайке компонентов.

Дизайн колодки

1. Размер контактной площадки должен быть достаточно большим, чтобы вместить переходные отверстия и обеспечить достаточную площадь для пайки.

2. Форма паяльной площадки должна быть оптимизирована в соответствии с типом компонента и процессом пайки, чтобы обеспечить хорошее качество пайки и электрическое соединение.

Через обработку

1. Сквозные отверстия следует заполнить соответствующими заполняющими материалами (например, металлической пастой, полимером и т. д.), чтобы предотвратить затекание припоя в отверстия и образование пузырьков или пустот в процессе пайки.

2. При выборе пломбировочных материалов следует учитывать их проводимость, термостойкость и адгезию к паяным площадкам.

Тепловой расчет и рассеивание тепла

1. В ситуациях с высоким тепловыделением следует тщательно продумать тепловой расчет переходных отверстий в контактных площадках, чтобы обеспечить надежную работу компонентов и печатных плат.

2. Используйте радиаторы, отверстия для отвода тепла или другие конструкции для отвода тепла, чтобы усилить эффект отвода тепла.

Производство и Aсборка Requirements

1. Тесно сотрудничать с производителями, чтобы гарантировать наличие у них возможности и опыта в работе с технологией отверстий в контактных площадках.

2. Соблюдайте инструкции по изготовлению и сборке, предоставленные производителем, чтобы обеспечить оптимальное качество и надежность.

Когда использовать via-in-pad?

Конструкция via in pad имеет широкие перспективы применения в печатных платах с высокой плотностью соединений, корпусах BGA с большим количеством выводов, случаях с высокими требованиями к рассеиванию тепла и специальных сценариях применения. Однако в практических приложениях все еще необходимо сбалансировать и оптимизировать в соответствии с конкретными ситуациями, чтобы обеспечить наилучший эффект дизайна.

Меры предосторожности:

Избегайте эффекта подушки и пузырей

В процессе пайки оплавлением воздух внутри переходного отверстия может выходить из-за теплового расширения, образуя эффект подушки или пузырьки. Поэтому перед сваркой следует убедиться, что сквозные отверстия полностью заполнены и продуты.

Контроль затрат и циклов

Via in pad имеет относительно высокую стоимость. Поэтому этот фактор следует в полной мере учитывать на этапе проектирования.

Соблюдайте отраслевые стандарты и правила

Соблюдайте отраслевые стандарты и спецификации, выпущенные авторитетными организациями, такими как IPC, чтобы гарантировать соответствие и надежность конструкции переходных отверстий в контактных площадках.

Заполнение отверстий в прокладке

Заполнение переходного отверстия в контактной площадке относится к процессу заполнения переходного отверстия, расположенного на контактной площадке пайки. Эта технология может улучшить соединение между переходным отверстием и контактной площадкой, повышая надежность и производительность печатной платы. Ниже приведены некоторые методы заполнения и материалы, используемые для заполнения.

Метод заполнения

§   Метод механического заполнения: с использованием специализированного оборудования для заполнения отверстия сквозным материалом. Этот метод подходит для больших отверстий и более толстых плат.

§   Метод химического меднения: При этом методе на внутренней стенке и дне переходных отверстий формируется слой медного покрытия. Этот метод подходит для небольших переходных отверстий и более высоких требований к точности заполнения.

§   Метод заливки смолой: Заполните проводящие отверстия смолой или другими полимерными материалами. Этот метод подходит для ситуаций, требующих непроводящего заполнения, например, для предотвращения электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI).

Наполнитель

§   Металлические пломбировочные материалы: проводящие металлы, такие как медь и серебро, используются для улучшения электрических характеристик и прочности соединения.

§   Полимерные пломбировочные материалы: такие как эпоксидная смола, используются для непроводящего заполнения с целью предотвращения электромагнитных помех и радиочастотных помех, обеспечивая при этом структурную поддержку.

§   Композитные материалы: Сочетая в себе преимущества металлов и полимеров, они обладают как электропроводностью, так и устойчивостью к химической коррозии.

Другие типы отверстий

• Сквозное отверстие через
• Слепой через
• Похоронен через

Если вы хотите узнать больше о переходных отверстиях в печатных платах (например, о влиянии переходных отверстий на сборку печатных плат или получить подробную информацию о типах переходных отверстий, упомянутых выше...), нажмите здесь. здесь.

Заключение

Via in pad имеет решающее значение в современной электронике. Как ключевая инновация в проектировании печатных плат, она предлагает решения для высокоплотных соединений. За счет прямой пробивки отверстий на контактных площадках и заполнения их специальными материалами эта технология не только экономит ценные пространственные ресурсы, но и значительно улучшает интеграцию печатной платы и надежность соединений компонентов.