Типы переходных отверстий

Запись [[vias]] платы это тип переходного отверстия: его сверловка, контактная площадка, медные слои, которые оно пересекает, и способ изготовления, как их называют заводы KiCad, Altium и HDI.

[[vias]]
name = "uvia-top"
type = "microvia"              # laser drilled, one dielectric: F.Cu to In1.Cu
from = "F.Cu"
to = "In1.Cu"
drill = "0.1mm"
diameter = "0.25mm"
fill = "filled_capped"         # copper filled and capped, for via-in-pad
# stacked = true               # a stack of microvias, one per dielectric from..to
# skip = true                  # one laser hole over two dielectrics

[[vias]]
name = "core"
type = "buried"                # inner to inner, drilled in a laminated sub-stack
from = "In1.Cu"
to = "In4.Cu"
drill = "0.2mm"
diameter = "0.45mm"

[[vias]]
name = "bd"                    # a through via backdrilled from the bottom
drill = "0.3mm"
diameter = "0.6mm"
backdrill = { from = "B.Cu", to = "In2.Cu", max_stub = "0.2mm" }
# backdrill.diameter defaults to the drill + 0.2 mm

Без type диапазон определяет тип: от первого до последнего слоя это through, один внешний конец это blind, два внутренних конца это buried. Проверка удерживает тип в соответствии с диапазоном (слепое отверстие должно касаться ровно одного внешнего слоя, скрытое ни одного) и с заводом:

• Любой тип, кроме through, и любая обратная сверловка требуют последовательного ламинирования: пресеты generic и jlcpcb изготавливают только переходные отверстия и сообщают о таком отверстии как об ошибке, пресет hdi или [rules] hdi = true разрешает их.
• Диапазон и вид сверловки должны соответствовать шагу сверловки ламинирования (см. Ламинирование); ошибка перечисляет диапазоны, которые она сверлит. drill_kind по умолчанию laser для микровыводов и mechanical в остальных случаях; микровывод всегда сверлится лазером, а лазерно сверлённый вывод это микровывод.
• Переходное отверстие с контролируемой глубиной (drill_kind = "controlled_depth") это слепое отверстие, сверлённое механически из его внешнего слоя после последней прессовки, останавливающееся на внутреннем слое по глубине. Его сверловка не меньше min_controlled_depth_drill (и min_via_drill), его глубина (от внешней меди до целевой меди) к сверловке не больше max_controlled_depth_aspect_ratio, и ничего не накладывается на него или под него: сверловка останавливается по глубине на простой площадке, поэтому stacked-via сообщает о любом отверстии в этой точке. Завод получает его в своём файле сверловки, drill-FROM-TO-controlled-depth.drl, отдельно от последовательно сверлённых отверстий того же диапазона в drill-FROM-TO.drl, а примечания завода называют каждый тип отверстия с его файлом сверловки, отверстия с контролируемой глубиной как сверлённые до контролируемой глубины со своей стороны.
• Микровывод пересекает один диэлектрик, если не stacked (стек одиночных микровыводов, который требует [rules] stacked_microvias = true и заполненных медью микровыводов снизу) или skip (одно лазерное отверстие через два диэлектрика). Его сверловка между min_microvia_drill и max_microvia_drill, его площадка не меньше min_microvia_diameter, и его глубина к сверловке не больше max_microvia_aspect_ratio для каждого диэлектрика в стеке. IPC-T-50 определяет микровывод как слепую структуру с отношением сторон не более 1:1 и глубиной 0,25 мм; более глубокое это предупреждение.
• Слепые и скрытые переходные отверстия сверлятся не менее min_blind_via_drill (и min_via_drill).
• Обратное сверление выполняется from внешнего слоя, до которого достигает переходное отверстие, и останавливается перед to, слоем строго внутри пролёта, который остаётся соединённым. Тогда переходное отверстие имеет медь только от его дальнего конца до to, а оставшийся отрезок не превышает max_stub (по умолчанию 0,25 мм). Микроскопические и скрытые переходные отверстия не подлежат обратному сверлению.

fill задаёт тип защиты переходного отверстия по IPC-4761: tented (I), tented_covered (II), plugged (III), plugged_covered (IV), filled (V), filled_covered (VI), filled_capped (VII). Для переходного отверстия в контактной площадке требуется тип VII; переходное отверстие в площадке с любым другим типом заполнения даёт ошибку via-in-pad-fill, а переходное отверстие в площадке без fill указывается в примечаниях к производству для заполнения и закрытия, как раньше.

Переходное отверстие занимает только те слои меди, через которые оно проходит (после обратного сверления, оставшиеся слои). Всё, что размещает или читает переходные отверстия, следует этому: связность, короткие замыкания и зазоры, заполнение полигонов (полигон на слое, до которого переходное отверстие не доходит, не оставляет для него контур), перемычки (слои переходного отверстия), разводка (первый класс переходного отверстия, достигающий слоя контактной площадки), проверки неразведённых и висячих концов, отрезки переходных отверстий интерфейса (у слепого переходного отверстия нет отрезка за его конечным слоем, у переходного отверстия с обратным сверлением остаётся отрезок max_stub), hole-to-copper и aspect-ratio по пролёту отверстия, hole-to-hole только для отверстий, чьи пролёты разделяет диэлектрик, и stacked-via: два переходных отверстия в одной точке через один и тот же диэлектрик сверлятся дважды, тогда как переходные отверстия, встречающиеся на одном слое (микроскопическое на скрытом или стопка микроскопических), являются стопочными и разрешены только при stacked_microvias и в порядке сборки: из двух переходных отверстий, встречающихся на одном слое, то, что ближе к поверхности платы, находится сверху, а то, что под ним, должно быть просверлено на том же или более раннем этапе ламинирования (микроскопическое на скрытом требует сначала этап скрытого). Два переходных отверстия, одинаково близких к поверхности, могут располагаться в любом порядке. Текст шелкографии отодвигается только от тех переходных отверстий, чьё отверстие открывается на её стороне, поэтому скрытое переходное отверстие под подписью допустимо. Модели постоянного тока, тепловые и FDTD рассчитывают цилиндр только между первым и последним слоями переходного отверстия; у переходного отверстия с обратным сверлением также остаётся отрезок, max_stub цилиндра за слоем остановки в сторону просверленной стороны (до следующего слоя): FDTD сеткует его как металл до ближайшей плоскости сетки, тепловая модель проводит по нему как по меди и по остальному диэлектрику как по FR-4, а постоянный ток его не учитывает, так как тупик не несёт ток. Двумерный просмотрщик рисует переходное отверстие только тогда, когда показан один из его слоёв, обводит его цветом его типа (сквозное золотым, слепое бирюзовым, скрытое лавандовым, микроскопическое голубым) с цветами его двух конечных слоёв на кромке и помечает переходное отверстие с контролируемой глубиной точкой цвета его обводки в отверстии, его покрытое дно. Трёхмерный просмотрщик сверлит поверхность платы только с тех сторон, до которых достигает переходное отверстие, и заканчивает его цилиндр на его пролёте; переходное отверстие с контролируемой глубиной заканчивается покрытой точкой сверления, конусом глубиной 0,6 от радиуса сверла (сверло 118 градусов) за слоем остановки, тогда как последовательно сверлённое заканчивается плоскостью; обратное сверление отображается как более широкое непокрытое отверстие диаметром обратного сверления от просверленной поверхности до отрезка, где заканчивается покрытый цилиндр.

Класс цепей может перечислять несколько переходных отверстий, via = ["std", "uvia-top", "uvia-bot"]. Запись [[vias]] в топологии платы и [[stitching]] используют первое, если не названо другое, [[fanouts]] первое, достигающее слоя контактной площадки, а маршрутизатор выбирает на каждом смене слоя самое дешёвое из перечисленных переходных отверстий, чьи слои удерживают оба конца (cost умноженное на --via-cost, при равенстве берётся переходное отверстие с меньшим числом слоёв), так что при ["std", "uvia-top"] смена с F.Cu на In1.Cu берёт микроскопическое переходное отверстие, а смена на In2.Cu сквозное. Он меняет слой дважды в одной точке (микроскопическое на скрытом) только при stacked_microvias, иначе раздвигает их и никогда не делает на или под переходным отверстием с контролируемой глубиной. Когда он меняет слой дважды в одной точке и перечисленное переходное отверстие охватывает обе смены, он размещает это одно переходное отверстие вместо двух, если оно не задевает фиксированную медь и медь и отверстия переходных отверстий, разведённые в том же проходе. Переходное отверстие класса, которое ламинирование не может просверлить, исключается; класс без оставшихся переходных отверстий завершается ошибкой с пролётами, которые сверлит ламинирование.