Распространенный вопрос при проектировании сложных печатных плат для передовой электроники — использовать ли стекированные или смещенные переходные отверстия для маршрутизации соединений между слоями. Переходные отверстия действуют как проводящие пути через внутренние слои многослойных печатных плат. Понимание ключевых различий между вертикальным расположением переходных отверстий друг над другом и их горизонтальным смещением позволяет выбрать правильный подход для данного приложения и сложности платы. В этом блоге представлены эти два типа переходных отверстий и их сравнение с разных сторон, чтобы помочь вам сделать осознанный выбор между ними при проектировании печатной платы.
Сложенный через в печатной плате
Печатная плата со стекированными отверстиями — это тип Печатные платы с помощью используются в печатных платах для создания электрических соединений между несмежными слоями, обеспечивая оптимизированное решение вертикальной маршрутизации в одной компактной структуре. Созданные путем сверления одного отверстия через два или более смежных слоя печатной платы с последующим покрытием стенок отверстия для электрического соединения переходных отверстий, стековые переходные отверстия позволяют сокращать расстояние между удаленными слоями без необходимости горизонтальной маршрутизации через слои между ними. Благодаря своей способности оптимизировать пути маршрутизации трассировки между несколькими слоями платы, стековые переходные отверстия помогают уменьшить перегрузку и беспорядок в цепи по сравнению с альтернативными методами соединения. Предлагая сжатые отпечатки плюс многослойный охват, стековые переходные отверстия стали незаменимыми для сложных, плотных печатных плат, которым необходимо беспрепятственно передавать сигналы между многими слоями. Интегрируя эффективный дизайн с возможностью подключения, стековые переходные отверстия печатной платы обеспечивают универсальные, экономящие пространство переходы между слоями.
Шахматный через в печатной плате
Ступенчатые переходные отверстия — это тип переходных отверстий, используемых в Печатные платы с высокой плотностью межсоединений (HDI) для создания соединений между слоями без прямого выравнивания переходных отверстий. Созданные путем смещения положений переходных отверстий на соседних слоях и последующего сверления отверстий под углом, смещенные переходные отверстия предотвращают физический контакт смежно расположенных друг над другом переходных отверстий. Это угловое, непрямое выравнивание устраняет необходимость заполнения медью вокруг обычно расположенных друг над другом металлизированных переходных отверстий, оптимизируя изготовление. Действуя как слепые и скрытые соединения между внутренними и внешними слоями, смещенные переходные отверстия обеспечивают более короткие и эффективные пути маршрутизации, невозможные при вертикальном соседстве переходных отверстий. Необходимо особое внимание при проектировании при определении соответствующего шагового расстояния между переходными отверстиями для соблюдения минимальных зазоров разделения. В то время как физическое разделение переходных отверстий требует более сложных компоновок и операций сверления, смещенные переходные отверстия устраняют излишние требования к заполнению металлом и обеспечивают уникальные возможности маршрутизации. В конечном счете, взаимосвязанная функциональность смещенных переходных отверстий приводит к более плотным, высокопроизводительным печатным платам.
В чем разница между стекированными и шахматными переходными отверстиями?
- Космическая эффективность
Stacked vias: Выстраивая переходы в вертикальную колонку через все слои, stacked vias занимают минимально необходимую площадь, поскольку они идеально перекрываются по слоям. Это делает их идеальными, когда пространство ограничено. Вертикальное уплотнение также позволяет сближать соединения.
Ступенчатые переходы: поскольку ступенчатые переходы намеренно смещают положение на чередующихся слоях, необходимо спроектировать дополнительный зазор вокруг каждого переходного отверстия на каждом слое, чтобы сохранить интервал. Это занимает больше общей площади платы по сравнению с расположенными друг над другом переходными отверстиями. Но смещение устраняет вертикальное выравнивание, что помогает бороться с перекрестными помехами.
- Проблемы с перекрестными помехами
Stacked vias: При вертикальном размещении переходов риск электрических перекрестных помех, мешающих высокоскоростным сигналам, увеличивается вдоль этой оси. Шум может легче распространяться по слоям, когда переходы выстраиваются в линию. Дополнительный интервал помогает контролировать перекрестные помехи.
Смещенные переходные отверстия: смещение переходных отверстий между слоями позволяет избежать непрерывного вертикального выравнивания, что значительно снижает вероятность возникновения перекрестных помех за счет устранения вертикальных помех. путь соединения. Шум изолируется между слоями.
- Требование к заполнению
Stacked vias: Поскольку электрическая связь через все слои имеет решающее значение для stacked vias, они обычно требуют заполнения проводящих отверстий между слоями, как правило, гальванизированной медью. Это обеспечивает прочный, надежный электрический контакт по всей глубине вертикальной колонны via, даже если стенки отверстия via имеют неоднородности.
Ступенчатые переходы: Для ступенчатых переходов заполнение проводящих отверстий между слоями обычно требуется только для переходов, которые соединяются с самыми внешними слоями печатной платы. Промежуточные соединения могут оставаться заполненными воздухом, пока между соседними переходами спроектировано достаточное перекрытие, чтобы учесть несовпадение слоев.
- Через Аранжировку
Stacked vias: Stacked vias — это переходы, которые напрямую перекрываются и соединены между собой через несколько слоев печатной платы. Они образуют вертикальную колонку, проходящую через разные слои, по сути, укладывая один переход прямо поверх другого вдоль одного и того же координатного положения оси xy на разных слоях платы. Это минимизирует общую потребляемую площадь платы.
Staggered Vias: Staggered vias описывает преднамеренное смещение размещения переходов на последовательных слоях печатной платы. Вместо того, чтобы быть сложенными вертикально, staggered vias слегка смещают положение переходов на чередующихся слоях, чтобы предотвратить прямое выравнивание просверленных отверстий. В компоновке платы предусмотрено преднамеренное смещение.
- Экономические влияния
Stacked Vias: Усложнение требований к точности с помощью stacked vias напрямую приводит к повышению уровня брака при возникновении дефектов изготовления. Потери из-за низкого выхода годных изделий значительно увеличивают затраты на доработку.
Ступенчатые отверстия: производственные процессы позволяют легче использовать более свободные смещенные отверстия с меньшими потерями брака, тем самым повышая производительность производства для экономии затрат. Это делает масштабирование до больших объемов экономичным.
Закрытие слов
Подводя итог, можно сказать, что как многоуровневые, так и разнесенные переходные отверстия обладают уникальными преимуществами, которые отвечают конкретным потребностям во время монтажа. многослойная печатная плата дизайн интерфейса. Сложенные переходные отверстия максимизируют пространство, эффективно выстраивая пути между слоями. Между тем, смещенные переходные отверстия улучшают электрическую изоляцию и упрощают изготовление. При проектировании плат инженеры-электрики взвешивают ограничения по размеру, методы производства, сроки и требования к производительности, чтобы определить идеальные стратегии размещения переходных отверстий. Используя сочетание сложенных и смещенных переходных отверстий, когда это уместно, а не жестко придерживаясь одного подхода, инженеры могут улучшить оптимизацию компоновки и обеспечить выход продукции для инновационных, но надежных решений для печатных плат. Оценка компромиссов позволяет использовать дополнительные преимущества как вертикально соединенных, так и горизонтально смещенных переходных отверстий на основе требований схемы.
