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技術專題
用于PCB設計 HD布線的垂直導電結構
如果您從正在設計的電路板的總體目標上退后一步，而只是看一下電路板，那實際上是一件很酷的事情。考慮一下-我們在板上放置了不同類型的電子組件，以便它可以處理進入其中的各種信號和電源輸入，以執行我們想要的操作。
但是，為了不斷改進這種魔力，我們致力于改進設計和制造電路板的方式。我們已經從通孔到表面安裝零件，從雙層到多層板，以及從常規走線布線到高密度布線。此時似乎幾乎沒有其他可嘗試的地方了。好吧，這種想法將是一個錯誤。
為了盡可能有效地利用可用的電路板空間，正在引入一種路由走線的新方法。此方法使用垂直導電結構（VeCS），該結構允許將跡線垂直布線穿過板層堆疊，而不是使用傳統的過孔?？梢韵胂?，這樣做可以節省很多空間，而且還可以帶來許多其他好處。讓我向您介紹我所學到的東西。
為具有高引腳數細間距零件的高密度電路板布線的挑戰之一是為所有走線找到足夠的布線通道。即使使用微孔和BGA 焊盤內走線技術進行逃生路由，路由可用空間也會很快消耗掉。另一個問題是，為了鍍出跨越更多層的更深的孔，必須以較大的直徑鉆孔，這也占用了更多的空間。這是垂直導電結構（VeCS）可以提供幫助的地方。
VeCS技術允許走線垂直穿過電路板的疊層，而無需為相同功能使用鉆孔。除了傳統的通孔電路制造已經不需要的設備之外，這不需要任何專門的設備，但是它將把PCB的布線密度提高到幾乎HDI水平。以下是在電路板上制造VeCS的基本步驟，如下圖所示：
從頂部看，通過鉆出和/或布線出板材可以創建一個插槽。
根據標準的PCB制造技術，對插槽進行金屬化和電鍍。
較大的鉆孔彼此相鄰放置，以鉆孔出不需要的金屬。
剩下的是小的垂直走線，貫穿電路板的層堆疊。
當然，這是一個非常基本的示例，并且該過程將根據每個應用程序的要求而有所不同。但是，如您在上圖的底部所看到的那樣，紅色的那些小區域是垂直穿過板子留下的金屬。然后，可以通過電路板內層上的常規水平走線訪問這些垂直導體。
垂直導電結構使用兩種插槽技術：VeCS-1和VeCS-2。第一種類型的插槽貫穿板子的整個堆疊，而第二種類型的插槽用于多層盲連接。由于VeCS是使用標準工藝制造的，因此它們也可以與通孔，盲孔和埋孔以及微孔技術結合使用。這為您提供了很多優勢，我們將在下面討論。
使用垂直導電結構的好處
從上面的圖片中，您可以看到較小的垂直導體的橫截面比鉆孔的橫截面更像標準走線。該導體輪廓最終導致網的電感比要穿過孔的電感少。同時，垂直走線將具有更好的信號對平面參考，所有這些都可以幫助改善電路板的整體信號完整性。
不過，也許主要的優勢在于VeCS將為跟蹤路由創建的附加路由通道。當您考慮使用間距為0.5 mm的BGA零件并使用過孔焊盤進行逸出布線時，在內層布線通道上的孔之間只有足夠的空間可容納一條走線。但是，通過使用VeCS，路由通道的數量最多可以達到五個。在下面的圖片中，您可以看到兩者之間的區別，左側是標準的焊盤內逃逸模式，右側是VeCS。
藍色表示已鉆孔或已布線的區域，而紅色是可通過內層通道進行布線的跡線。您可以看到以黃色表示的垂直連接以黑色連接到BGA焊盤，然后向下延伸通過板層堆疊。同樣，這只是一個基本示例，但它將使您對VeCS可以提供的一些空間優勢有所了解。
帶焊盤的布線和VeCS之間的比較。
通過增加布線密度，可以減少電路板的尺寸和/或層數；這也將降低制造成本。下一個問題是，將VeCS設計到PCB中需要做什么？