Performansta Kritik Öneme Sahip PCB VIA Yapıları

0
68

Vertical Interconnect Access (VIA) Nedir?

Elektronik endüstrisindeki eğilim daha küçük, daha hafif ve daha yüksek işlevli elektronik cihazlar tasarlamak yönünde sürekli bir yol izliyor. Bir cihaz daha küçük ve daha hafif ise PCB’nin daha küçük ve daha hafif olması gerektiği anlamına gelir. Daha fazla sayıda Giriş / Çıkış (I / O)’dan dolayı daha küçük PCB’lere olan ihtiyaç, daha yeni ve daha küçük bileşenler olarak BGA’lar gibi komplex komponentler piyasaya sürüldü. Bu kadar çok giriş ve çıkışların birbirleri ile olan bağlantılarını en az yer kaplayacak şekilde indirmek için bağlantı geçiş deliklerine / bağlantılarına ihtiyaç duyuluyor. PCB’lerde katmanlar arası elektrik akımını taşıyan ve yollar arasında bağlantı sağlayan bu bakır kaplı deliklere VIA denir. Tek katlı PCB tasarımlarında VIA kullanılmaz. Sadece çok katlı PCB’lerde katmalar arası geçiş için kullanılır.

Performansta Kritik Öneme Sahip PCB VIA Yapıları

VIA’lar yüksek sayıda bağlantıya sahip bileşenler için özellikle önemlidir. VIA’lar farklı açılardan aşağıdaki gibi inceleyerek daha iyi anlaşılabilir:

Elektriksel Görünüm (Bakış açısı)

Elektriksel olarak VIA’lar sadece yüzeydeki bağlantıları birleştirmek değil kartlar arasında da sinyal geçişi için kullanılırlar. VIA’ların (XY düzleminde) giderek küçülmesi tasarımcılara daha küçük PCB’ler tasarlamak için gerekli alanı sağlarlar.

Termal Görünüm (Bakış açısı)

VIA’ların en iyi kullanımlarından biri de yüzeydeki ısı yoğunluklarını yaymaktır. Özellikle PCB montaj ve lehimleme sırasında oluşan yüksek ısı değerlerini kartın geneline yaymak ve komponentlerin etkilenmesini önlerler.

Mekanik Görünüm (Bakış açısı)

Bu delikler kullanımlarına göre açık, kapalı veya doldurulmuş olabilir. Ek olarak, PCB tasarımı sırasında göz önünde bulundurulması gereken VIA’ların boyutu ve yeri ile ilgili imalat kısıtlamaları vardır. Üretim limitleri doğrultusunda her zaman tasarım yapılması önem arz ediyor.

Temel VIA Çeşitleri Nelerdir?

PTH (Standart) VIA

PTH günümüzde en yaygın kullanılan VIA türüdür. Üst katmandan en alt katmana kadar açılan delik türüdür. Diğer VIA türlerine göre en uygun maliyetteki geçiş deliğidir.

Blind (Kör) VIA

Alt veya üst katmandan başlayan ve ara katmanların herhangi birinde bağlantısı tamamlanan VIA türüdür.

Buried (Gömülü) VIA

Sadece ara katmanlar arasında bağlantı yapmak için kullanılan VIA türüdür. Çok katlı PCB’lerde ara katmanlara gömülüdür ve dışarıdan görülemezler.

Stacked (Yığılmış) VIA

Yığılmış VIA’ların avantajları arasında sadece yerden tasarruf ve artan yoğunluk değil, aynı zamanda iç bağlantılarla ilgili daha fazla esneklik, daha iyi yönlendirme kapasitesi ve daha az parazitik kapasitans bulunur. Yığılmış VIA’ların dezavantajı standart delikli VIA’lara veya kör / gömülü VIA’lara göre daha yüksek bir maliyetle gelmeleridir.

Micro (Mikro) VIA

Genelde pad üzerinde yerleştirilmiş küçük delik çapına sahip geçiş yapılarıdır. IPC standart tanımı 1:1 delik çapa ve derinliğe sahip yapıdır. Delik çapının derinlik ile farkı 0.25 mm geçmeyecek şekilde olanlar kabul edilmektedir. Mikro VIA’lar HDI kartların güvenilirliği sağlanması için önemli bir yapıdır. Kör ve Gömülü VIA’lar özellikle HDI PCB’lerde tasarımcılara çok daha fazla alan sağlamak ve daha ufak tasarımlar yapmalarında avantaj sağlarlar. Fakat geleneksel VIA’lara göre Kör ve Gömülü VIA’ların üretimleri daha zordur ve her PCB üreticisi bu teknolojiye sahip değildirler

VIA Koruma Tipleri

VIA Tenting

En kolay ve en düşük maliyete sahip işlemdir. Top ve bottom yüzeylerde VIA’ların padlerinin lehim almaması ve herhangi bir yere temas edip kısa devre oluşmaması için VIA padlerinin üzerinin çadır gibi boya ile kaplanmasıdır. Datanızda sadece lehim maskesini silmeniz üretimde VIA’ların üzerinin boyanacağı anlamına gelir. Ayrıca dosyanızda Read-me dosyası oluşturup notlar kısma VIA’lar boya ile kaplanacak (VIA Tenting) diye yazılması teknik onay sürecinde size zaman kazandıracaktır.

Plugged VIA

Hem VIA padlerinin üzeri ve hem de delik içleri maske ile kaplanmasıdır. BGA padlerine çok yakın olan VIA’ların doldurulmasında genellikle tercih edilirler. Filled VIA’lara göre çok daha uygun maliyette üretilebilirler.

Filled VIA’lar (İletken veya Yalıtkan Epoksi ile Doldurma)

Üretimde yüksek maliyet gerektiren bir prosestir.

İletken dolgu: Genellikle yüksek seviyelerde ısınan ve yüksek akın taşınması gerektiren durumlarda kullanılırlar.

İletken olmayan doldu: VIA içlerine lehim veya diğer kirletici malzemelerin dolmaması ve VIA in Pad durumlarında yapısal destek sağlamak için delik içini hava yerine epoksi ile doldurulmasıdır. İletken olmayan dolgu, 0.25 W / mK’lik bir termal iletkenliğe sahipken, İletken dolgular 3.5-15 W / mK arasında bir termal iletkenliğe sahiptir. Buna karşılık, elektrolizle kaplanmış bakır 250W / mK’den daha fazla bir termal iletkenliğe sahiptir.