С развитием мира электроники, Правила проектирования Via-in-Pad приобретают все большее значение для инженеров и дизайнеров, стремящихся реализовать компактные и высококлассные печатные платы. 

Поскольку современные электронные гаджеты становятся все меньше и требуют все большей вычислительной мощности и скорости, традиционные методы разводки печатных плат обычно не отвечают таким требованиям. И здесь наступает момент, когда Правила проектирования Via-in-PadЭти правила, похоже, изменят ситуацию, особенно для плат HDI (High Density Interconnect), требующих сложной маршрутизации и точных электрических характеристик.

Via in pad - это метод, при котором электрическое соединение между слоями материала осуществляется непосредственно под площадками печатной платы, например, на BGA или QFN. Такая методика позволяет выполнять прямую маршрутизацию от площадки, что уменьшает длину пути сигнала и помогает лучше контролировать импеданс. Кроме того, она упрощает прокладку трасс в местах с высокой плотностью монтажа, не нарушая целостности платы.

Однако реализация via-in-pad требует глубокого понимания правил проектирования, требований производства и последствий для стоимости. Такие инструменты, как Altium Designer, обладают всеми необходимыми средствами для эффективной реализации правил via-in-pad для поддержки технологичности и производительности. В этом руководстве вы шаг за шагом узнаете, что такое via-in-pad, когда его следует использовать, как его правильно применять и какие преимущества вы можете получить от его использования в следующем проекте печатной платы.

Что такое Via-in-Pad?

Via-in-pads (VIP) - это технология изготовления печатных плат, предусматривающая создание сквозных отверстий непосредственно под площадками компонентов, как правило, BGA или QFN. В отличие от старых способов размещения сквозных отверстий за пределами площадки, Правила VIP-дизайна обеспечить:

• Уменьшение длины пути сигнала
• Улучшенные электрические характеристики
• Компактная компоновка платы
• Более простая прокладка для компонентов с мелким шагом

Однако такая конструкция требует особого понимания Дизайн "Via-in-Pad правила и технологические рекомендации, включая заполнение отверстий и нанесение медного покрытия, что гарантирует надежность и паяемость.

Зачем использовать Via-in-Pad Design и знания о печатных платах при создании макета?

Маршрутизация становится все более сложной проблемой по мере уменьшения размеров компонентов и увеличения количества дискретных выводов. Традиционные методы разводки могут не обеспечивать достаточную эвакуационную маршрутизацию. Правила проектирования Via-in-Pad и его PCB Knowledge решает эту проблему:

• Возможность прямой маршрутизации с площадок компонентов.
• Улучшенная оптика для повышения целостности сигналов и управляющего импеданса.
• Поддержка многослойных HDI-стеков
• Экономия места на доске

Несмотря на все преимущества, применять VIP следует с большой осторожностью, так как неправильное применение может привести к разрушению паяного соединения или дефектам сборки.

Ключевые правила проектирования виа-в-паде

Хорошо сделанные изделия гарантируют успех в производстве и надежность в работе. Общие Проектирование виа-в-паде | Знание печатных плат Правила включают:

• Заполнение и укупорка: Пазы должны содержать проводящий или непроводящий материал и быть заделаны медью для создания плоской поверхности для монтажа компонентов.
• Минимальный размер улицы: Для обеспечения требований к компонентам с малым шагом желательно использовать микроотверстия (маленькие отверстия).
• Допуск между площадками и виа: Рассчитайте правильное выравнивание, чтобы избежать короткого замыкания или обрыва.
• Тепловые рельефы: Для контроля тепла вокруг проходного отверстия и равномерного проплавления.

Инструменты САПР например, Altium, используя их правило проектирования на месте, убедитесь, что вы применяете такие правила во время разводки печатной платы.

Как настроить Via-in-Pad в Altium Designer

• В Altium включены правила проектирования для установки via в случаях с площадкой.
• Придание ценности за счет использования шаблонов в Layer stack Manager
• Маршрутизация с помощью опций "Via Style" в инструментах маршрутизации
• Ограничения, используемые для via-in-pad при проверке правил проектирования (DRC)
• Оптимизация выходных файлов для производителей, поддерживающих VIP-обработку.

С помощью встроенных правил Altium вы минимизируете Риски DFM и исключить ошибки при изготовлении платы.

Учет затрат при проектировании Via-in-Pad

Одна из самых распространенных проблем с VIP - это прокладки. Именно поэтому она может быть меньше стандартной:

• Специальные этапы производства: Укупорка через розлив и планаризацию увеличивает время и сложность производства.
• Более жесткие допуски: Требует более строгого контроля качества.
• Передовые материалы: До лучших технологий препрегов и покрытий.

Но даже в этом случае стоимость может быть оправдана производительностью и экономией места для высокоплотных и высокоскоростных приложений.

Когда следует использовать Via-in-Pad?

В каких ситуациях следует использовать via-in-pad? Ответ на этот вопрос приведен ниже:

• корпусов BGA или QFN и очень малых шагов
• Сигнальные линии с высокой скоростью, требующие управления на основе импеданса.
• Доски с ограниченным пространством или сложными штабелями.
• В таких конструкциях терморегуляция имеет огромное значение.

Хотя VIP не является необходимостью для всех проектов, он становится необходимым для современных, миниатюрных и критичных к производительности печатных плат.

Заключение

В итоге мы можем сказать, что Правила проектирования Via-in-Pad имеют первостепенное значение для создания компактных, высокопроизводительных и высокоплотных печатных плат. В случае с ограниченными макетами или высокоскоростными схемами, которые так часто встречаются сегодня у инженеров и разработчиков печатных плат, владение этой техникой уже не факультативно, а обязательно. 

Этого можно добиться только путем непосредственного размещения прокладок в колодках компонентов, и Правила проектирования Via-in-Pad в знания о печатных платах для повышения эффективности маршрутизации, целостности сигналов и общей функциональности платы в целом. При правильном использовании, особенно в сочетании с функциями Altium via in pad design rule, это гарантирует плавный переход от проектного замысла к производственным мощностям.

Важно знать Знание печатных плат и правилами, позволяющими избежать таких распространенных препятствий, как пустоты припоя или тепловой дисбаланс. Таким образом, можно сказать, что внедрение этого инновационного подхода в ваши знания о печатных платах поможет повысить уровень качества, надежности и конкурентоспособности вашей электронной продукции, особенно в области HDI и передовых вычислительных технологий. Оставьте нам комментарий, если хотите узнать об этом больше.

Вопросы и ответы о дизайне Via-in-Pad

1. Каково назначение via-in-pad в проектировании печатных плат?

Via-in-pad позволяет выполнять маршрутизацию с площадок компонентов, что позволяет экономить место и улучшать целостность сигналов в платах HDI.

2. Подходит ли via-in-pad для всех печатных плат?

 Нет. Он наиболее подходит для плат высокой плотности, таких как BGA или QFN, но не идеален для плат низкого качества и низкой сложности.

3. Каковы недостатки via-in-pad?

 Более высокая стоимость и сложность изготовления. Это также требует дополнительных процедур, таких как заполнение отверстий и планаризация.

4. Можно ли реализовать в Altium проектирование по схеме via-in-pad?

Конечно, в Altium Designer есть настройка via-in-pad с пользовательскими правилами маршрутизации и конфигурациями DRC...

5. Как via-in-pad влияет на стоимость печатной платы?

 Стоимость прокладки выше из-за дополнительных этапов обработки, но это оправдано в тех конструкциях, где требуются узкие трассы, а целостность сигнала является ключевым фактором.