Eine häufige Frage beim Entwurf komplexer Leiterplatten für fortgeschrittene Elektronik ist, ob gestapelte oder versetzte Durchkontaktierungen zum Verlegen von Verbindungen zwischen Schichten verwendet werden sollen. Vias fungieren als leitende Pfade durch die inneren Schichten mehrschichtiger Leiterplatten. Das Verständnis der Hauptunterschiede zwischen der vertikalen Stapelung von Vias übereinander und deren horizontalem Versatz ermöglicht die Auswahl des richtigen Ansatzes für eine bestimmte Anwendung und Platinenkomplexität. In diesem Blog werden diese beiden Arten von Durchkontaktierungen vorgestellt und unter verschiedenen Aspekten verglichen, um Ihnen beim Design Ihrer Leiterplatte eine fundierte Entscheidung zwischen den beiden zu erleichtern.
Gestapeltes Via in PCB
PCB Stacked Via ist eine Art von PCB über Wird in Leiterplatten verwendet, um elektrische Verbindungen zwischen nicht benachbarten Schichten herzustellen, Bereitstellung einer optimierten vertikalen Routing-Lösung in einer kompakten Struktur. Hergestellt durch Bohren eines einzelnen Lochs durch zwei oder mehr benachbarte Leiterplattenschichten und anschließendes Beschichten der Lochwände, um die Durchkontaktierungen elektrisch zu verbinden, Gestapelte Vias ermöglichen Verknüpfungen zwischen entfernten Schichten, ohne dass eine horizontale Route über die dazwischen liegenden Schichten erfolgen muss. Mit ihrer Fähigkeit, Leiterbahn-Routing-Pfade zwischen mehreren Platinenschichten zu optimieren, Gestapelte Durchkontaktierungen tragen im Vergleich zu alternativen Verbindungsmethoden dazu bei, die Überlastung und Unordnung der Schaltkreise zu reduzieren. Bietet komprimierte Grundflächen und mehrschichtige Reichweite, Gestapelte Vias sind für komplexe Systeme unverzichtbar geworden, Dichte Leiterplatten, die Signale nahtlos zwischen vielen Schichten übertragen müssen. Integration von effizientem Design und Konnektivität, PCB-Stacked-Vias sind vielseitig einsetzbar, platzsparende Lagenübergänge.
Gestaffelte Via in PCB
Versetzte Vias sind eine Art von Vias, die in verwendet werden hochdichte Verbindung (HDI) Leiterplatten um Schicht-zu-Schicht-Verbindungen herzustellen, ohne dass Durchkontaktierungen direkt aneinandergereiht sind. Konstruiert durch Versetzen der Positionen von Durchkontaktierungen auf benachbarten Schichten und anschließendes Bohren von Löchern in einem Winkel, Versetzte Durchkontaktierungen verhindern, dass benachbart gestapelte Durchkontaktierungen physischen Kontakt haben. Dieser kantige, Durch die indirekte Ausrichtung entfällt die Notwendigkeit, Kupfer um typischerweise gestapelte durchkontaktierte Durchkontaktierungen herum zu füllen, Rationalisierung der Fertigung. Fungiert als blinde und vergrabene Verbindung zwischen inneren und äußeren Schichten, Versetzte Vias ermöglichen kürzere und effizientere Routing-Pfade, die mit vertikal angrenzenden Via-Platzierungen nicht möglich sind. Beim Design muss sorgfältig darauf geachtet werden, den geeigneten versetzten Abstand zwischen den Durchkontaktierungen zu bestimmen, um die Mindestabstände einzuhalten. Während das physische Trennen von Durchkontaktierungen komplexere Layouts und Bohrvorgänge erfordert, Versetzte Durchkontaktierungen machen überflüssige Metallfüllungen überflüssig und bieten einzigartige Routing-Funktionen. Letzten Endes, Die miteinander verbundene Funktionalität versetzter Durchkontaktierungen führt zu einer höheren Dichte, leistungsfähigere Leiterplatten.
Was ist der Unterschied zwischen Stacked Via und Staggered Via??
- Raumeffizienz
Gestapelte Durchkontaktierungen: Durch Anordnen der Durchkontaktierungen in einer vertikalen Spalte durch alle Schichten, Gestapelte Durchkontaktierungen beanspruchen die minimal erforderliche Grundfläche, da sie sich schichtübergreifend perfekt überlappen. Dies macht sie ideal, wenn der Platz begrenzt ist. Durch die vertikale Verdichtung lassen sich auch Verbindungen näher zusammenführen.
Versetzte Durchkontaktierungen: Da versetzte Durchkontaktierungen absichtlich ihre Position auf abwechselnden Schichten verschieben, Um den Abstand aufrechtzuerhalten, muss um jedes Via auf jeder Ebene zusätzlicher Freiraum geschaffen werden. Dadurch wird im Vergleich zu gestapelten Durchkontaktierungen insgesamt mehr Leiterplattenfläche beansprucht. Durch die Verschiebung wird jedoch die vertikale Ausrichtung eliminiert, was das Übersprechen erleichtert.
- Probleme mit Übersprechen
Gestapelte Durchkontaktierungen: Mit vertikal gestapelten Vias, Entlang dieser Achse ist das Risiko erhöht, dass elektrisches Übersprechen Hochgeschwindigkeitssignale stört. Rauschen kann sich leichter über Schichten hinweg ausbreiten, wenn Durchkontaktierungen direkt ausgerichtet sind. Zusätzlicher Abstand hilft, Übersprechen zu kontrollieren.
Versetzte Durchkontaktierungen: Durch Versetzen der Durchkontaktierungen zwischen den Schichten, Versetzte Durchkontaktierungen vermeiden eine kontinuierliche vertikale Ausrichtung, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Übersprechproblemen durch die Eliminierung der Vertikalen erheblich verringert wird Kopplungspfad. Rauschen wird zwischen den Schichten isoliert.
- Füllvoraussetzung
Gestapelte Durchkontaktierungen: Denn bei gestapelten Durchkontaktierungen ist die elektrische Konnektivität durch alle Schichten von entscheidender Bedeutung, Sie erfordern normalerweise eine leitende Lochfüllung zwischen den Schichten, typischerweise mit galvanisiertem Kupfer. Das sorgt für Robustheit, Zuverlässiger elektrischer Kontakt entlang der gesamten Tiefe der vertikalen Via-Säule, auch wenn die Via-Lochwände Inkonsistenzen aufweisen.
Versetzte Durchkontaktierungen: Für versetzte Durchkontaktierungen, Das Füllen leitfähiger Löcher zwischen den Schichten ist im Allgemeinen nur für Durchkontaktierungen erforderlich, die eine Verbindung zu den äußersten PCB-Schichten herstellen. Zwischenverbindungen können luftgefüllt bleiben, solange eine ausreichende Überlappung zwischen benachbarten Durchkontaktierungen vorgesehen ist, um eine Fehlausrichtung von Schicht zu Schicht auszugleichen.
- Per Vereinbarung
Gestapelte Durchkontaktierungen: Gestapelte Vias sind Vias, die sich direkt überlappen und über mehrere Schichten einer Leiterplatte miteinander verbunden sind. Sie bilden eine vertikale Säule, die durch verschiedene Schichten verläuft, Im Wesentlichen wird ein Via direkt über dem anderen entlang derselben x-y-Achsenkoordinatenposition auf verschiedenen Platinenschichten gestapelt. Dadurch wird die insgesamt verbrauchte Platinenfläche minimiert.
Versetzte Vias: Versetzte Vias beschreiben einen absichtlichen Versatz der Via-Platzierung auf aufeinanderfolgenden PCB-Lagen. Anstatt vertikal gestapelt zu werden, Versetzte Durchkontaktierungen verschieben die Durchkontaktierungsposition bei abwechselnden Schichten leicht, um zu verhindern, dass die gebohrten Löcher direkt aneinandergereiht werden. Es gibt einen absichtlichen Versatz im Platinenlayout.
- Wirtschaftliche Einflüsse
Gestapelte Vias: Anspruchsvolle Präzisionsanforderungen bei gestapelten Durchkontaktierungen führen direkt zu erhöhten Ausschussraten, sobald Herstellungsfehler auftreten. Ausschussverluste aufgrund geringer Ausbeute treiben die Nacharbeitskosten spürbar in die Höhe.
Versetzte Vias: Herstellungsprozesse berücksichtigen lockerere, versetzte Durchgangstoleranzen einfacher und mit weniger Ausschussverlust, wodurch die Fertigungsausbeute verbessert und Kosten eingespart werden. Dies macht die Skalierung auf höhere Volumina wirtschaftlich.
Schlussworte
Zusammenfassend, Sowohl gestapelte als auch versetzte Durchkontaktierungen bieten einzigartige Stärken, die spezifische Anforderungen erfüllen mehrschichtige Leiterplatte Design. Gestapelte Durchkontaktierungen maximieren den Platz, indem sie die Pfade zwischen den Schichten effizient ausrichten. inzwischen, Versetzte Durchkontaktierungen verbessern die elektrische Isolierung und vereinfachen die Herstellung. Beim Design von Boards, Elektroingenieure wägen Größenbeschränkungen ab, Herstellungsmethoden, Zeitpläne, und Leistung muss über Platzierungsstrategien ideal bestimmt werden. Indem Sie bei Bedarf eine Mischung aus gestapelten und versetzten Durchkontaktierungen nutzen, anstatt sich strikt an einen Ansatz zu halten, Ingenieure können die Layoutoptimierung verbessern und den Produktionsertrag für innovative und dennoch zuverlässige PCB-Lösungen sicherstellen. Die Bewertung von Kompromissen ermöglicht es, die komplementären Vorteile sowohl der vertikalen Verbindung als auch der horizontalen Versetzung von Durchkontaktierungen basierend auf den Schaltungsanforderungen zu nutzen.
