¿Cuáles son las reglas para hacer diferentes pares de brocas para VIA en capas de PCB?

En general, ¿hay alguna sugerencia para pares de brocas de PCB multicapa que sea prácticamente posible fabricar y tenga los límites mínimos para viajar entre capas y también tenga el impacto mínimo en el incremento de precio?

Sí. Para estos objetivos, utilice solo vías directas. Esto es posible de fabricar y, de hecho, tendrá el costo más bajo de cualquier tecnología de vía. Permite conexiones eléctricas entre dos capas, lo que significa que no restringe las conexiones de capa en absoluto.

Sus otras opciones incluyen, aproximadamente en orden creciente de costo:

• Vías pasantes con retroperforación, también conocida como perforación de profundidad controlada : esto significa que después de perforar y enchapar las vías pasantes, la placa se devuelve a la máquina perforadora y una parte de la vía se taladra nuevamente para quitar el enchapado. Esto se utiliza para reducir el parásito capacitivo para trazas de alta velocidad. No mejora la posible densidad del tablero porque las vías aún ocupan espacio en todas las capas. Las capas que se van a conectar mediante las vías retroperforadas no pueden estar en la región perforada por el retroperforado.

• Laminación secuencial : Esto significa formar diferentes subensamblajes del tablero (por ejemplo, en un tablero de 8 capas, las capas 1-4 pueden estar en un subensamblaje y 5-8 en otro subensamblaje). Luego, cada subensamblaje se perfora y enchapa. Finalmente, los subensamblajes se laminan juntos para hacer el tablero completo. Esto puede mejorar la integridad de la señal y mejorar la densidad de la placa, porque los taladros en un subconjunto no ocupan espacio en el otro subconjunto.

• Microvías : esto significa vías perforadas desde la parte superior o inferior de la placa a través (normalmente) solo de la primera o las dos primeras capas de dieléctrico. A menudo, estos se perforan con láser, pero también se pueden perforar mecánicamente. Con la perforación con láser, pueden ser muy pequeños (0,04 - 0,08 mm). Esto puede mejorar tanto la integridad de la señal como la densidad de la placa, en comparación con las vías directas. Las microvías se usan comúnmente debajo de dispositivos BGA de paso fino para lograr un patrón de ruptura razonable. Las microvías también se pueden combinar con laminación secuencial para lograr (por ejemplo) conexiones entre las capas 2 y 3 sin afectar el enrutamiento en otras capas.

Por lo general, cualquiera de estas tecnologías se usa además de las vías pasantes, en lugar de reemplazarlas.

El uso de cualquiera de estas tecnologías de vía adicionales agrega pasos de fabricación (a menudo tanto de perforación como de enchapado) y aumenta el costo de la placa, en comparación con solo usar vías pasantes.

Debe consultar con su taller de fabricación las reglas de diseño y las recomendaciones de capacidad de fabricación antes de utilizar cualquiera de estas tecnologías.

¿Es posible hacer un VIA a partir de la 1ª capa a la 3ª capa y también de la 1ª a la 4ª sin ninguna consideración? Si no es posible, ¿cuál es la mejor manera de conectar estas capas?

Sí, una vía directa puede conectar estas capas.

Si necesita aumentar la densidad, también puede usar laminación secuencial o microvías.

Las microvías tienen una relación de aspecto limitada (relación de altura a diámetro) y esto generalmente las limita a las conexiones de capa 1-2 o quizás 1-3 (y generalmente requiere el uso de un dieléctrico muy delgado, tal vez .08-.16 mm, entre esos capas). Se facilitaría el uso de microvías si cambiara su apilamiento para tener señal en las capas 1, 2, 5, 6 y alimentación y tierra en 3 y 4. Con las capas delgadas utilizadas, probablemente no degradaría mucho la integridad de la señal para tener retorno camino en la capa 3 para las señales en la capa 1.

Este es un tema realmente complejo: los pares de taladros solo reflejan un montón de otras opciones tecnológicas que pueden tener un efecto dramático en el costo. Actualmente estoy trabajando en un diseño IPC Tipo III HDI con microvías y vías convencionales enterradas. Las capas y la acumulación tienen un gran efecto (evite las acumulaciones asimétricas y use grosores similares o la acumulación predeterminada de los fabricantes de tableros). La cantidad de configuraciones de perforación, el tamaño mínimo de perforación mecánica y la cantidad de laminaciones tienen grandes efectos. Y si necesita impedancia controlada y en cuántas combinaciones necesita controlar la impedancia diferencial y de un solo extremo. Si necesita algo elegante, es posible que tengan que hacer dos carreras para hacerlo bien.

También es muy posible diseñar una placa de circuito impreso que sea literalmente imposible de fabricar porque ninguna secuencia de ciclos de perforación y laminación secuencial producirá todas las vías.

Sugiero mirar IPC 2226 (puede encontrar borradores de trabajo en la red). La ilustración de IPC parece mostrar un número impar de capas, lo que sería muy inusual, pero la clave es lo que sucede en las dos capas exteriores de cada lado, lo que hacen las vías enterradas y las vías pasantes.

Mentor Graphics también tiene un documento gratuito que es útil (tienes que registrarte y sus vendedores llamarán por teléfono, así que no lo vincularé).

Para obtener el costo más bajo, use solo vías de orificio pasante, de tamaño relativamente grande. El siguiente paso probablemente sería solo vías ciegas que conectan las dos capas más externas en cada lado más vías enterradas y vías de orificio pasante. Si su diseño involucra micro BGA, las cosas pueden volverse más complejas nuevamente.