Une question fréquente lors de la conception de circuits imprimés complexes pour l'électronique de pointe est de savoir s'il faut utiliser des vias empilés ou décalés pour acheminer les connexions entre les couches. Les vias servent de voies conductrices à travers les couches internes des circuits imprimés multicouches. Comprendre les différences clés entre l'empilement vertical et le décalage horizontal des vias permet de choisir la bonne approche pour une application donnée et la complexité de la carte. Ce blog présente ces deux types de vias et les compare sous différents angles pour vous aider à faire un choix éclairé lors de la conception de votre circuit imprimé.
Empilé via dans le PCB
PCB empilé via est un type de PCB via Utilisés dans les circuits imprimés pour établir des connexions électriques entre des couches non adjacentes, ils offrent une solution de routage vertical optimisée dans une structure compacte. Réalisés en perçant un seul trou à travers deux ou plusieurs couches adjacentes du circuit imprimé, puis en métallisant les parois des trous pour connecter électriquement les vias, les vias empilés permettent de créer des raccourcis entre des couches distantes sans avoir à effectuer un routage horizontal entre les couches intermédiaires. Grâce à leur capacité à rationaliser le routage des pistes entre plusieurs couches du circuit imprimé, les vias empilés contribuent à réduire l'encombrement et l'encombrement des circuits par rapport aux autres méthodes de connexion. Offrant un encombrement réduit et une portée multicouche, les vias empilés sont devenus indispensables pour les circuits imprimés complexes et denses nécessitant une transmission fluide des signaux entre plusieurs couches. Alliant conception efficace et connectivité, les vias empilés pour circuits imprimés offrent des transitions couche à couche polyvalentes et peu encombrantes.
Via décalé dans le PCB
Les vias décalés sont un type de via utilisé dans cartes de circuits imprimés à interconnexion haute densité (HDI) Pour réaliser des connexions couche à couche sans alignement direct des vias. Construits en décalant la position des vias sur des couches adjacentes puis en perçant des trous en biais, les vias décalés empêchent tout contact physique entre les vias empilés adjacents. Cet alignement angulaire et indirect supprime le besoin de remplissage en cuivre autour des vias métallisés généralement empilés, simplifiant ainsi la fabrication. Agissant comme des connexions borgnes et enterrées entre les couches internes et externes, les vias décalés permettent des chemins de routage plus courts et plus efficaces, impossibles à réaliser avec des vias adjacents verticalement. Une attention particulière doit être portée dès la conception au choix de l'espacement de décalage approprié entre les vias afin de respecter les distances minimales de séparation. Alors que la séparation physique des vias nécessite des agencements et des opérations de perçage plus complexes, les vias décalés éliminent les besoins de remplissage métallique superflus et offrent des capacités de routage uniques. Au final, la fonctionnalité interconnectée des vias décalés se traduit par des circuits imprimés plus denses et plus performants.
Quelle est la différence entre les vias empilés et les vias décalés ?
- Efficacité de l'espace
Vias empilés : En alignant les vias en colonne verticale sur toutes les couches, les vias empilés occupent un encombrement minimal grâce à leur chevauchement parfait. Ils sont donc idéaux lorsque l'espace est restreint. La condensation verticale permet également de rapprocher les connexions.
Vias décalés : comme les vias décalés se déplacent intentionnellement sur des couches alternées, un espace supplémentaire doit être prévu autour de chaque via sur chaque couche afin de maintenir l'espacement. Cela consomme plus de surface de carte que les vias empilés. Cependant, ce décalage élimine l'alignement vertical, ce qui favorise la diaphonie.
- Problèmes de diaphonie
Vias empilés : avec des vias empilés verticalement, le risque d'interférences électriques avec les signaux à haut débit est accru le long de cet axe. Le bruit se propage plus facilement entre les couches lorsque les vias sont alignés directement. Un espacement supplémentaire permet de contrôler la diaphonie.
Vias décalés : en décalant les vias entre les couches, les vias décalés évitent l'alignement vertical continu, ce qui réduit considérablement le risque de problèmes de diaphonie en éliminant la verticale chemin de couplageLe bruit est isolé entre les couches.
- Exigence de remplissage
Vias empilés : La connectivité électrique entre toutes les couches étant essentielle avec les vias empilés, un remplissage conducteur des trous entre les couches, généralement avec du cuivre électrolytique, est généralement nécessaire. Cela garantit un contact électrique robuste et fiable sur toute la profondeur de la colonne verticale des vias, même en cas d'irrégularités des parois des vias.
Vias décalés : Pour les vias décalés, le remplissage des trous conducteurs entre les couches n'est généralement nécessaire que pour les vias connectés aux couches les plus externes du circuit imprimé. Les connexions intermédiaires peuvent rester remplies d'air à condition que le chevauchement entre les vias adjacents soit suffisant pour compenser le désalignement entre les couches.
- Par arrangement
Vias empilés : Les vias empilés sont des vias qui se chevauchent directement et sont interconnectés par plusieurs couches d'un circuit imprimé. Ils forment une colonne verticale traversant différentes couches, empilant ainsi les vias les uns sur les autres, le long du même axe xy, sur différentes couches du circuit imprimé. Cela minimise la surface totale occupée par le circuit imprimé.
Vias décalés : Les vias décalés sont un décalage intentionnel de leur emplacement sur des couches de circuits imprimés séquentielles. Plutôt que d'être empilés verticalement, ils décalent légèrement leur position sur des couches alternées afin d'éviter que les trous percés ne soient alignés. Ce décalage est intentionnel et intégré à la configuration de la carte.
- Influences économiques
Vias empilés : les exigences de précision élevées liées aux vias empilés entraînent des taux de rejet élevés en cas de défaut de fabrication. Les pertes de rebut dues à un faible rendement augmentent sensiblement les coûts de reprise.
Vias décalés : Les procédés de fabrication s'adaptent plus facilement aux tolérances de vias décalées plus souples, avec moins de pertes de rebuts, améliorant ainsi le rendement de fabrication et réduisant les coûts. Cela rend l'adaptation à des volumes plus importants plus rentable.
Mots de clôture
En résumé, les vias empilés et les vias décalés offrent tous deux des atouts uniques qui répondent à des besoins spécifiques pendant PCB multicouche uniqueLes vias empilés optimisent l'espace en alignant efficacement les chemins entre les couches. Les vias décalés, quant à eux, améliorent l'isolation électrique et simplifient la fabrication. Lors de la conception des cartes, les ingénieurs électriciens évaluent les contraintes de taille, les méthodes de fabrication, les délais et les besoins de performance afin de déterminer les stratégies de placement idéales des vias. En exploitant une combinaison de vias empilés et décalés lorsque cela est approprié plutôt que de s'en tenir strictement à une seule approche, les ingénieurs peuvent optimiser l'agencement et garantir le rendement de production de solutions PCB innovantes et fiables. L'évaluation des compromis permet de tirer parti des avantages complémentaires des vias à connexion verticale et à décalage horizontal en fonction des exigences du circuit.
