Con el desarrollo del mundo de la electrónica, Reglas de diseño Via-in-Pad adquieren cada vez más importancia para los ingenieros y diseñadores que intentan realizar circuitos impresos compactos y de alta calidad. 

Dado que los aparatos electrónicos contemporáneos son cada vez más pequeños y requieren más potencia y velocidad de procesamiento, las técnicas tradicionales de diseño de placas de circuito impreso no suelen ser adecuadas para satisfacer tales requisitos. Y aquí es donde Reglas de diseño Via-in-PadEstas normas parecen cambiar las reglas del juego, sobre todo para las tarjetas HDI (High Density Interconnect), que requieren un enrutamiento complejo y un rendimiento eléctrico preciso.

La vía en pad es un método por el cual la conexión eléctrica entre las capas del material se realiza directamente debajo de los pads de la placa de circuito, como los de los BGA o QFN. Esta metodología permite el encaminamiento directo desde el pad, lo que reduce las longitudes de los trayectos de señal y ayuda a tener un mejor control de la impedancia. También simplifica el encaminamiento de las trazas en zonas muy compactas sin comprometer la integridad de la placa.

Sin embargo, la implementación via-in-pad requiere un profundo conocimiento de las reglas de diseño, las demandas de fabricación y las implicaciones de costes. Instrumentos como Altium Designer tienen todos los medios necesarios para una efectiva implementación de reglas via-in-pad para apoyar la fabricabilidad así como el rendimiento. Esta guía le llevará paso a paso a través de lo que es un via-in-pad, cuando se debe utilizar, cómo usarlo correctamente, y qué beneficios puede obtener de su utilización en el próximo proyecto de PCB.

¿Qué es Via-in-Pad?

Las vías en los pads (VIP) son una técnica de fabricación de PCB que consiste en crear una vía directamente debajo de los pads de los componentes, generalmente paquetes BGA o QFN. A diferencia de las antiguas vías colocadas fuera del pad, Normas de diseño VIP proporcionar:

• Reducción de la longitud de la ruta de señal
• Mejor rendimiento eléctrico
• Diseño compacto de la placa
• Enrutamiento más sencillo para componentes de paso fino

Sin embargo, este diseño requiere una comprensión específica de Diseño Via-in-Pad normas y las directrices del proceso de fabricación, incluido el relleno de vías y el cobreado, garantizando así la soldabilidad y la fiabilidad.

¿Por qué utilizar el diseño Via-in-Pad y el conocimiento de PCB al realizar el diseño?

El enrutamiento se convierte en un problema cada vez mayor a medida que los componentes se hacen más pequeños y aumenta el número de patillas discretas. Los métodos tradicionales de distribución en abanico pueden no ser capaces de proporcionar suficiente enrutamiento de escape. Reglas de diseño Via-in-Pad y su PCB Knowledge lo soluciona:

• Posibilidad de enrutamiento directo desde las almohadillas de los componentes.
• Óptica mejorada para aumentar la integridad de las señales y la impedancia de control.
• Soporte de apilamientos HDI multicapa
• Ahorrar espacio en el tablero

A pesar de sus ventajas, la aplicación del VIP debe realizarse con gran precaución, ya que una aplicación incorrecta puede provocar fallos en las juntas de soldadura o defectos de montaje.

Reglas de diseño de las vías en placa

Los productos bien elaborados garantizan el éxito de la fabricación y la fiabilidad de sus prestaciones. Común Diseño Via-in-Pad | Conocimientos de PCB las normas incluyen:

• Vía Relleno y Tapado: Las vías deben contener material conductor o no conductor y estar selladas con cobre para obtener una superficie plana para el montaje de componentes.
• Tamaño mínimo de la vía: Las microvías (pequeñas vías) son deseables para acomodar los requisitos de los componentes de paso fino.
• Tolerancia Pad-to-Via: Calcule la alineación adecuada para evitar cortocircuitos o aperturas.
• Alivios térmicos: Para controlar el calor alrededor de la vía y tener un reflujo uniforme.

Herramientas CAD como Altium, utilizando su regla de diseño in-place, asegúrese de que aplica dichas reglas durante el diseño de la PCB.

Cómo configurar Via-in-Pad en Altium Designer

• Reglas de diseño para el establecimiento de vía en los casos de la almohadilla se incluyen en Altium.
• Dar valor mediante el uso de plantillas en el Gestor de pilas de capas
• Enrutamiento con ayuda de las opciones "Estilo de vía" de las herramientas de enrutamiento
• Restricciones utilizadas para via-in-pad en Design Rule Check (DRC)
• Optimización de los archivos de salida para los fabricantes que admiten el tratamiento VIP.

Con las reglas integradas de Altium, usted minimiza su Riesgos de DFM y evitar errores en la fabricación de la placa.

Consideraciones sobre el coste del diseño Via-in-Pad

Uno de los problemas más comunes con VIP es la vía en la almohadilla. Por eso puede ser inferior a la colocación de vías estándar:

• Pasos especiales de fabricación: Mediante el llenado y la planarización, el taponado aumenta el tiempo de producción y la complejidad.
• Tolerancias más estrictas: Exige controles de calidad más estrictos.
• Materiales avanzados: Hasta mejores técnicas de preimpregnado o chapado también.

Aun así, el coste puede justificarse por el rendimiento y el ahorro de espacio en aplicaciones de alta densidad y velocidad.

¿Cuándo utilizar Via-in-Pad?

¿En qué situaciones se debe utilizar via-in-pad? A continuación se ofrece la respuesta:

• paquetes con BGA o QFN y pasos muy pequeños
• Líneas de señal de alta velocidad que necesitan un control basado en la impedancia.
• Tableros con espacio restringido o apilamientos complejos.
• En este tipo de diseños, la gestión térmica es vital.

Aunque el VIP no es necesario en todos los proyectos, sí lo es en los diseños de PCB modernos, miniaturizados y de rendimiento crítico.

Conclusión

En conclusión, podemos decir que Reglas de diseño Via-in-Pad son de vital importancia en la formulación de PCB compactas, de alto rendimiento y alta densidad. En el caso de los trazados con restricciones o los circuitos de alta velocidad, tan habituales hoy en día entre ingenieros y diseñadores de PCB, el dominio de esta técnica ya no es opcional, sino obligatorio. 

Esto sólo puede conseguirse colocando directamente vías en las almohadillas de los componentes, y Reglas de diseño Via-in-Pad en el conocimiento de PCB para mejorar la eficiencia de enrutamiento, en relación con la integridad de la señal, y la funcionalidad global de la placa en general. Cuando se utiliza correctamente, sobre todo en combinación con Altium a través de funciones de reglas de diseño de pads, garantiza una transición sin problemas desde la intención del diseño a la capacidad de fabricación.

Es importante conocer los Conocimientos de PCB y las reglas de las vías para evitar obstáculos comunes como los huecos de soldadura o el desequilibrio térmico. Así pues, podemos afirmar que la introducción de este innovador enfoque en su conocimiento de las placas de circuito impreso contribuirá a elevar el nivel de calidad, fiabilidad y competitividad de sus productos electrónicos, especialmente en los de IDH e informática avanzada. Déjanos un comentario si quieres saber más al respecto.

Preguntas frecuentes sobre el diseño Via-in-Pad

1. 1. ¿Para qué sirve la vía en placa en el diseño de placas de circuito impreso?

Los Via-in-pad permiten el encaminamiento desde los pads de los componentes, lo que permite ahorrar espacio y mejorar la integridad de la señal en las placas HDI.

2. ¿Sirven las placas via-in-pad para todas las placas de circuito impreso?

 No. Es más adecuado para placas de alta densidad como BGA o QFN, pero no es ideal para placas de menor calidad y complejidad.

3. ¿Cuáles son los inconvenientes de via-in-pad?

 Mayor coste de fabricación y complejidad. También requiere más procedimientos, como el relleno de vías y la planarización.

4. ¿Puedo implementar el diseño via-in-pad en Altium?

Ciertamente, Altium Designer tiene una configuración via-in-pad con reglas de enrutamiento personalizadas y configuraciones DRC..

5. ¿Cómo afecta el via-in-pad al coste de la placa de circuito impreso?

 La vía en el coste del pad es mayor debido a los pasos adicionales en el procesamiento, pero se justifica en diseños donde se requieren rutas estrechas y la integridad de la señal es clave.