5 июля 2024 г.

Что такое слепые, скрытые и микропереходные отверстия?

Проектирование печатных плат – это планирование. Это похоже на создание дорожной карты для электричества. Инженеры размещают компоненты и рисуют пути, по которым должны следовать электрические сигналы. Это помогает вашим гаджетам работать должным образом.

Печатные платы могут быть простыми и сложными. Простая печатная плата имеет только один слой, а сложная печатная плата состоит из множества слоев, наложенных друг на друга. Многослойные печатные платы используются в высокотехнологичных устройствах, потому что они могут больше.

Переходные отверстия играют решающую роль в многослойных печатных платах. Это небольшие отверстия, просверленные в печатной плате для создания электрических соединений между различными слоями. 

Они позволяют сигналам и мощности перемещаться с одного уровня на другой, обеспечивая сложные взаимосвязи, необходимые в современных электронных устройствах. 

Благодаря переходным отверстиям возможно создание многофункциональных печатных плат высокой плотности, используемых в современных технологиях.

В этой статье будут описаны три типа переходных отверстий: глухие, скрытые и микроотверстия. Каждый тип уникален и используется по разным причинам. К концу этого чтения вы узнаете, что это такое и почему они важны в дизайн печатной платы.

Четыре красочные платы с различными узорами

Понимание переходных отверстий при проектировании печатных плат

Переходные отверстия — небольшие, но важные части печатной платы. Это крошечные отверстия, которые соединяют разные слои платы. Думайте о них как о мостах для электрических сигналов.

Объяснение того, что такое переходные отверстия в контексте печатных плат

Проще говоря, переходные отверстия — это отверстия, просверленные в печатной плате. Эти отверстия заполнены или покрыты металлом, пропускающим электричество. Они соединяют один слой платы с другим, позволяя создавать сложные схемы в небольших помещениях. Без переходных отверстий мы не смогли бы разместить в наших устройствах столько технологий.

Важность переходных отверстий в соединении многослойных печатных плат

Переходные отверстия необходимы для многослойные печатные платы. Они позволяют сигналам перемещаться между слоями, гарантируя, что все в схеме работает вместе. Такое соединение жизненно важно для работы современной электроники. 

Vias позволяют инженерам проектировать компактные и эффективные устройства. Вместе с ними у нас есть мощные гаджеты, которыми мы пользуемся каждый день.

Чтобы узнать больше о компонентах печатной платы, посетите Компоненты электронной платы.

Слепые переходы

Что такое слепые переходы?

Слепые переходные отверстия — это особые типы переходных отверстий, используемые при проектировании печатных плат. Они соединяют внешний слой платы с одним или несколькими внутренними слоями, не проходя через всю плату. Именно поэтому их называют «слепыми» — их невозможно увидеть с противоположной стороны печатной платы.

Параметры проектирования печатной платы с различными типами переходов

Рекомендации по проектированию глухих переходных отверстий

Создание слепых переходов требует тщательного планирования. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать:

Контроль глубины

Глубина глухого переходного отверстия имеет решающее значение. Он должен соединять нужные слои на приемлемой глубине. Здесь важна точность.

Соотношение сторон

Соотношение сторон, соотношение глубины и диаметра, должно быть примерно 1:1. Это гарантирует надежность и технологичность переходного отверстия.

Этапы ламинирования и производственный процесс

Слепые переходные отверстия требуют дополнительных этапов производственного процесса. Печатную плату необходимо частично собрать, просверлить и, наконец, снова заламинировать. Это усложняет процесс, но позволяет создавать более совершенные конструкции. Подробное описание производства печатных плат см. Полное руководство по процессу производства печатных плат.

Применение слепых переходных отверстий

Слепые переходные отверстия часто используются в печатных платах с высокой плотностью межсоединений (HDI). Это платы с большим количеством соединений на небольшой площади. Давайте посмотрим на некоторые конкретные варианты использования:

Использование в печатных платах межсоединений высокой плотности (HDI)

Пространство на печатных платах HDI ограничено. Слепые переходные отверстия помогают сэкономить место, проходя через плату только частично, что позволяет разместить больше компонентов и соединений в меньшем пространстве.

Примеры в мобильных устройствах и компактной электронике

Слепые переходные отверстия очень полезны для мобильных телефонов и других небольших гаджетов. Они позволяют этим устройствам быть мощными, но компактными. Используя слепые переходные отверстия, дизайнеры могут вместить больше функциональности в меньшие корпуса, что приводит к созданию более тонких и легких устройств.

Дополнительную информацию о преимуществах и применении печатных плат высокой плотности см. на странице Преимущества и применение печатных плат большого объема.

Погребенный Виас

Что такое погребенные переходы?

Скрытые переходные отверстия — это еще один тип переходных отверстий, используемых в печатных платах. Эти переходные отверстия соединяют только внутренние слои печатной платы, не достигают внешних слоев и «похоронены» внутри платы.

Проектирование печатной платы в Autodesk-Fusion-360 с использованием свойств

Рекомендации по проектированию скрытых переходных отверстий

Проектирование со скрытыми переходными отверстиями включает в себя несколько важных факторов. Вот ключевые моменты, которые следует иметь в виду:

Ограничения и соединения слоев

Скрытые переходные отверстия соединяют только внутренние слои. Это означает, что вы должны тщательно планировать набор слоев, чтобы переходные отверстия соединяли правильные слои. Правильное планирование необходимо для того, чтобы избежать ошибок и обеспечить функционирование платы по назначению.

Сложность производства и дополнительные этапы ламинирования

Создание скрытых переходных отверстий более сложное, чем создание стандартных. Доску необходимо заламинировать, просверлить, а затем снова заламинировать. Каждый этап ламинирования увеличивает время и стоимость производства. Однако эта сложность позволяет создавать более сложные и компактные конструкции.

Управление температурным режимом в процессе ламинирования

Управление температурным режимом имеет решающее значение при работе со скрытыми переходными отверстиями. Тепло от процесса ламинирования может повлиять на их целостность. Правильный контроль нагрева гарантирует надежность переходных отверстий и хорошую работу печатной платы.

Применение скрытых переходных отверстий

Скрытые переходные отверстия используются в сложных многослойных печатных платах. Эти приложения требуют надежных и эффективных соединений внутри платы.

Использование в сложных многослойных печатных платах

Скрытые переходные отверстия идеально подходят для многослойных печатных плат. Они помогают управлять соединениями внутри внутренних слоев, не затрагивая внешние слои. Это особенно полезно в проектах, где пространство ограничено и требуется высокая производительность.

Примеры в области медицинского оборудования и аэрокосмической отрасли

В медицинских устройствах часто используются скрытые переходные отверстия. Эти устройства должны быть крошечными, но надежными, а скрытые переходные отверстия помогают достичь этого баланса. 

Скрытые переходные отверстия также полезны для аэрокосмических приложений, где требуется компактная, надежная и высокопроизводительная электроника. Они позволяют создавать сложные конструкции, способные выдерживать суровые условия.

Дополнительную информацию о скрытых переходных отверстиях и их применении см. Комплексное введение керамической печатной платы.

Микропереходы

Что такое микропереходы?

Микроотверстия — это очень маленькие отверстия, используемые при проектировании печатных плат. Обычно они имеют диаметр менее 150 микрон. Эти крошечные отверстия соединяют несколько слоев платы, позволяя создавать плотные и сложные конструкции.

Схема различных микроотверстий в печатной плате

Особенности проектирования микропереходов

Создание микроотверстий требует передовых технологий и тщательного планирования. Вот несколько важных моментов, которые следует учитывать:

Методы прецизионного и лазерного сверления

Микроотверстия выполняются с использованием прецизионное сверление, часто с помощью лазеров. Это гарантирует точность и чистоту отверстий. 

Лазерное сверление важен, потому что он может создавать крошечные и точные отверстия, которых невозможно достичь традиционными методами.

Укладка и расположение микропереходов в шахматном порядке

Микропереходные отверстия можно располагать друг над другом или в шахматном порядке, чтобы максимально увеличить пространство и возможности подключения. Наложение предполагает размещение переходных отверстий друг на друге в слоях. 

Пошатывание означает размещение их на небольшом расстоянии друг от друга. Оба метода помогают сэкономить место и повысить производительность печатной платы.

Обеспечение надежности и строгий производственный контроль

Из-за своего небольшого размера микроотверстия должны быть очень надежными. Для обеспечения качества необходим строгий производственный контроль. 

Это включает в себя тщательный мониторинг во время производства и тщательное последующее тестирование. Обеспечение надежности имеет решающее значение, поскольку любой отказ микропереходного отверстия может повлиять на производительность всей печатной платы.

Применение микропереходов

Микропереходные отверстия используются в печатных платах высокой плотности межсоединений (HDI), для которых требуется множество соединений на небольшой площади.

Использование в печатных платах HDI

Печатные платы HDI являются стандартными для современной электроники. Им необходимо разместить множество компонентов и соединений в ограниченном пространстве. Микропереходные отверстия делают это возможным, обеспечивая крошечные и точные соединения между слоями.

Примеры современной электроники и высокопроизводительных устройств

Микропереходные отверстия используются в высокотехнологичных гаджетах, таких как смартфоны, планшеты и носимые устройства. Они также играют роль в производстве высокопроизводительного вычислительного и телекоммуникационного оборудования. Микропереходные отверстия могут сделать эти устройства меньше, быстрее и мощнее.

Дополнительную информацию об использовании микропереходных отверстий в современной электронике см. Что такое двухслойные печатные платы.

Сравнение слепых, скрытых и микропереходов

Ключевые различия

Понимание различий между глухими, скрытыми и микропереходными отверстиями имеет решающее значение для проектирования печатных плат. Каждый тип имеет уникальные характеристики и применение.

Поперечное сечение печатной платы, показывающее сквозные отверстия, глухие и скрытые переходные отверстия

Сравнение определений, конструктивных особенностей и приложений.

  • Слепые переходы: они соединяют внешний слой с одним или несколькими внутренними слоями, но не проходят через печатную плату. Они помогают сэкономить место на внешних слоях.
  • Погребенный Виас: Они полностью находятся во внутренних слоях и не достигают внешних слоев. Они помогают управлять сложными соединениями внутри многослойных печатных плат.
  • Микропереходы: Чрезвычайно маленькие переходные отверстия, используемые в печатных платах HDI. Они соединяют несколько слоев и создаются с помощью прецизионного сверления, часто с помощью лазера.

Преимущества и недостатки каждого типа переходных отверстий

  1. Слепые переходы:
    • Преимущества: экономит место на внешних слоях, что идеально подходит для HDI-проектов.
    • Недостатки: Более сложный производственный процесс, более высокая стоимость.
  2. Погребенный Виас:
    • Преимущества: эффективное использование пространства внутренних слоев не влияет на дизайн внешних слоев.
    • Недостатки: Требуются дополнительные этапы ламинирования, что увеличивает сложность и стоимость производства.
  3. Микропереходы:
    • Преимущества: позволяет создавать конструкции с очень высокой плотностью размещения, необходимые для компактной и высокопроизводительной электроники.
    • Недостатки: Для обеспечения надежности необходимы передовые технологии производства и строгий контроль качества.

Когда использовать каждый тип

Выбор правильного типа переходного отверстия зависит от конкретных потребностей конструкции вашей печатной платы. Вот несколько рекомендаций:

Рекомендации по выбору подходящего типа переходного отверстия для конкретных приложений

  • Используйте слепые переходные отверстия при соединении наружного и внутреннего слоев без полноценного сквозного отверстия. Он идеально подходит для проектов с ограниченным пространством на поверхности, например, в мобильных устройствах и печатных платах HDI.
  • Используйте скрытые переходные отверстия для сложных многослойных плат, где необходимы внутренние соединения, не затрагивающие внешние слои. Они подходят для высокопроизводительных применений в медицинских и аэрокосмических устройствах.
  • Используйте микропереходы в печатных платах HDI, где пространство крайне ограничено и требуется высокая производительность. Он идеально подходит для современной электроники, такой как смартфоны, планшеты и высокоскоростные устройства связи.

Понимание этих рекомендаций поможет вам выбрать наилучшую конструкцию печатной платы, гарантируя эффективность и функциональность.

Практические советы по проектированию разводки печатных плат см. на странице Практические советы по разводке печатных плат, которые должен знать каждый дизайнер.

Заключение

Слепые, скрытые и микропереходные отверстия имеют решающее значение в современном дизайне печатных плат. Слепые переходные отверстия соединяют внешний и внутренний слои, не проходя через всю плату. Скрытые переходы связывают только внутренние слои, оставаясь скрытыми от поверхности. Микропереходные отверстия, самые маленькие из трех, соединяют несколько слоев и используются в конструкциях с высокой плотностью размещения.

Понимание этих переходов помогает инженерам создавать эффективные и компактные печатные платы. Каждый тип переходных отверстий имеет свои сильные стороны и конкретные области применения. 

Выбрав правильный путь, дизайнеры могут оптимизировать пространство, повысить производительность и обеспечить надежность. Эти знания имеют решающее значение для развития технологий и удовлетворения потребностей современных электронных устройств.

Статья написана Элис Ли