Что такое печатная плата? Полное руководство

Введение

В инженерном мире, особенно в области проектирования и процесс изготовления многослойных печатных плат (ПП)Термин "via" стал широко распространенным и необходимым. via, латинское слово, означающее "путь", является неотъемлемой частью функциональности печатных плат. В частности, он образует путь, который позволяет передавать электрические сигналы с одного слоя печатной платы на другой. 

Однако для непосвященных этот термин может оставаться неоднозначным. Остается открытым вопрос - что именно подразумевается под via в сфере многослойных печатных плат и как это используется в конструкции?

В этой статье мы попытаемся разобраться в сложностях, связанных с отверстиями в печатных платах. Мы разберемся в слоях технического жаргона, обсудим, что это такое, каковы их функции и какие существуют типы.

 

Что такое виа?

что такое виа

Проход - это небольшое просверленное отверстие, проходящее через два или более соседних слоя, что позволяет передавать сигналы и питание между этими слоями. Поскольку цепи между слоями многослойной печатной платы независимы, отверстия необходимы для создания межслойных соединений.

По своей функциональности виасы обычно делятся на три типа: глухие виасы, заглубленные виасы и виасы со сквозными отверстиями.

 

Типы диафрагм

типы отверстий в печатной плате

Слепая улица

Слепой проход" в контексте дизайна печатной платы (PCB) - это небольшое отверстие, которое начинается на одной поверхности платы - верхней или нижней - но не проходит до конца на другую сторону. Вместо этого оно соединяется только с одним или несколькими слоями внутри платы. В результате вы можете увидеть и получить доступ к глухому отверстию только с одной стороны печатной платы, поскольку оно не проникает полностью через всю плату.

При проектировании печатных плат глухие виа имеют уникальное и выгодное применение. Одно из их главных преимуществ заключается в том, что они создают дополнительное пространство на плате, поскольку не пересекают все слои. Это может быть очень важно в компактных конструкциях, где пространство в дефиците. По этой причине они часто используются в высокоплотных сборках схем, таких как BGA (Ball Grid Array) и HDI (High-Density Interconnect) PCB, где они способствуют достижению более компактной и эффективной компоновки.

 

Похоронен на улице

Заглубленный проход" - это особый тип прохода, используемый при проектировании печатных плат (ПП). В отличие от других проходов, он не выходит ни на верхнюю, ни на нижнюю поверхность. Вместо этого он соединяет как минимум два внутренних слоя платы, что делает его невидимым с внешнего слоя. Эта внутренняя природа соединения заглубленных виа делает их полностью скрытыми от глаз, когда вы осматриваете печатную плату снаружи.

Заглубленные каналы играют ключевую роль, поскольку они способствуют соединению сигналов во внутренних слоях печатной платы. Такая конструкция может привести к уменьшению интерференции сигналов, тем самым повышая общую функциональность и надежность печатной платы. Учитывая, что они улучшают целостность сигналов и обеспечивают более компактную компоновку, заглубленные перегородки становятся особенно выгодными в печатных платах с высокоплотными межсоединениями (HDI). 

В таких плотных платах, где необходимо экономить место и поддерживать высокую производительность, применение заглубленных проходов становится показательным.

 

Сквозное отверстие

Сквозные отверстия - наиболее часто используемый тип сквозных отверстий при производстве печатных плат (ПП). Он создает связь между внутренним и внешним слоями печатной платы. В отличие от других типов сквозных отверстий, таких как глухие и заглубленные, сквозное отверстие проходит через всю плату. Отсюда и его название - он буквально создает "сквозное отверстие".

Сквозные отверстия обладают несколькими важными функциями при производстве печатных плат. В первую очередь, они служат каналами для внутренних соединений внутри платы, позволяя электрическим сигналам и энергии свободно перетекать с одного слоя на другой. 

Кроме того, эти отверстия могут использоваться в качестве монтажных отверстий для различных компонентов печатной платы. Такая двойная функциональность увеличивает их общую распространенность при проектировании и производстве печатных плат.

 

Процессы покрытия

Существует три основных метода покрытия сквозных отверстий: закрытие отверстий тентом, незакрытые отверстия и закрытые отверстия с паяльной маской.

 

Палатка Vias

наложение палаток

"Наложение палатки на отверстия" - это техника, используемая при проектировании печатных плат (ПП) для изоляции и защиты отверстий. В этом случае кольцевое кольцо (видимый сегмент канала, окружающий отверстие) покрывается специальным веществом, известным как паяльная маска. Эта паяльная маска действует как изоляционный барьер, предотвращая возникновение нежелательных электрических соединений.

Тем не менее, чтобы обеспечить эффективное тентование отверстий, необходимо учитывать некоторые факторы. Во-первых, важно, чтобы кольцевое кольцо было полностью покрыто паяльной маской. Частичное покрытие может оставить проводящие части отверстия незащищенными, что чревато случайным электрическим контактом. 

Кроме того, толщина нанесенной паяльной маски также имеет значение. Если она слишком тонкая, то может не обеспечить достаточную изоляцию, открывая путь к потенциальному короткому замыканию. Поэтому необходимо обеспечить тщательное и достаточно толстое покрытие паяльной маски для эффективной изоляции отверстий и защиты схемы.

 

Виасы не покрыты

Виасы не покрыты

Выбор метода проектирования печатной платы (ПП) "незакрытые отверстия" означает решение оставить открытыми как отверстие отверстия, так и окружающее его кольцо, также известное как кольцевое кольцо. На них не будет нанесен слой паяльной маски, которая обычно выступает в качестве изолятора. Отсутствие паяльной маски оставляет отверстия открытыми и голыми.

Такой выбор конструкции, хотя и может показаться необычным, имеет свои уникальные цели. Неоткрытые межслойные отверстия часто используются в случаях, когда требуется отладка измерительных сигналов, что облегчает доступ и тестирование. Кроме того, без изолирующего покрытия паяльной маски открытые межслойные отверстия могут способствовать улучшению теплоотвода, поскольку обеспечивают большую площадь поверхности. 

Это может оказаться полезным для схем, выделяющих значительное количество тепла. Несмотря на эти преимущества, необходимо помнить, что незакрытые проходы несут в себе повышенный риск непреднамеренных электрических соединений или коротких замыканий, поскольку открытый металл может вступить в контакт с непреднамеренными проводящими материалами.

 

Подключенные отверстия с паяльной маской

Подключенные отверстия с паяльной маской

Использование "заглушки отверстий с паяльной маской" - еще одна техника в проектировании печатных плат (ПП), которая дает значительные преимущества. Этот процесс подразумевает заполнение отверстий припоем с помощью паяльной маски, которая, по сути, "затыкает" или герметизирует их. Такой выбор конструкции призван повысить безопасность и эффективность платы на этапах ее производства и эксплуатации.

Основная причина нанесения заглушек паяльной маски на отверстия - предотвращение образования так называемых шариков припоя. Это крошечные кусочки припоя, которые могут вызвать короткое замыкание в процессе пайки волной - распространенного метода крепления компонентов к печатной плате. Кроме того, закрытие отверстий паяльной маской помогает устранить остатки флюса в отверстии, которые могут привести к другим производственным и эксплуатационным проблемам. 

Такой подход, как правило, необходим при проектировании плат, на которых производится монтаж шариковых решеток (Ball Grid Array, BGA) или интегральных микросхем (Integrated Circuit, IC), из-за сложности и точности, которую требуют эти типы компонентов. Эффективная герметизация отверстий с помощью паяльной маски позволяет разработчикам обеспечить более плавную и безопасную сборку и эксплуатацию печатных плат высокой плотности.

 

Заключение

В отличие от сквозных отверстий, глухие и заглубленные переходы доступны только на платах, имеющих не менее четырех слоев. Использование глухих или заглубленных отверстий - эффективный способ повысить плотность многослойных плат, уменьшить количество слоев и минимизировать размеры платы. Однако сквозные отверстия проще и дешевле в производстве, поэтому они чаще используются при проектировании печатных плат. Вы всегда можете обратиться к PCBPit за помощью.

Поделиться:

Другие посты

Печатная плата

Почему печатные платы экологичны?

Почему печатные платы экологичны? Печатные платы (ПП) - это невоспетые герои современной электронной промышленности. Они играют жизненно важную роль в

ru_RUРусский