Via

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Un via qui traverse et relie la couche supérieure (rouge) à la couche inférieure (bleu), et qui se connecte également à un
plan d’alimentation interne (vert).

Résumé

Un via est un objet de conception primitif. Il est utilisé pour former une connexion électrique verticale entre deux ou plusieurs couches électriques d’un PCB. Les vias sont des objets tridimensionnels qui possèdent un corps en forme de barillet dans le plan Z (vertical), avec un anneau plat sur chaque couche de cuivre (horizontale). Le corps en forme de barillet du via est formé lorsque la carte est percée et métallisée traversante pendant la fabrication. Dans les plans X et Y, les vias sont circulaires comme des pastilles rondes. La différence essentielle entre un via et une pastille est qu’en plus de pouvoir traverser toutes les couches de la carte (du haut vers le bas), un via peut également aller d’une couche de surface à une couche interne ou entre deux couches internes.

Disponibilité

Les vias peuvent être placés à la fois dans l’éditeur PCB et dans les éditeurs de bibliothèque PCB :

• PCB Editor - cliquez sur Home | Place |  dans les menus principaux.
• PCB Library Editor - cliquez sur Home | Place |  » Via dans les menus principaux.

Placement

Après avoir lancé la commande, le curseur se transforme en réticule et vous passez en mode de placement de via :

1. Positionnez le curseur puis cliquez ou appuyez sur Enter pour placer un via.
2. Continuez à placer d’autres vias, ou cliquez avec le bouton droit ou appuyez sur Esc pour quitter le mode de placement.

Placement automatique des vias pendant le routage

Lorsqu’un net est routé de manière interactive, vous pouvez faire défiler les couches de signal disponibles en appuyant sur la touche * du pavé numérique. Vous pouvez également utiliser la combinaison Ctrl+Shift+Roll Mouse Wheel pour parcourir les couches de signal. Lorsque cela est fait, le logiciel place automatiquement un via conformément à la règle de conception Routing Via Style applicable. Notez que plusieurs règles de conception Via Style peuvent être définies, ce qui permet d’affecter différentes tailles de vias à différents nets.

Paramètres par défaut versus règles de conception

Lorsqu’un via est placé dans un espace libre, il n’est pas possible pour le logiciel d’appliquer une règle de conception de style de routage pendant le placement. Dans cette situation, le via par défaut est placé.

Édition graphique

Les propriétés des vias ne peuvent pas être modifiées graphiquement, à l’exception de leur position.

• Pour déplacer un via tout en déplaçant également les pistes connectées, cliquez sur le via, maintenez le bouton enfoncé et déplacez-le. Le routage connecté reste attaché au via pendant son déplacement.
• Pour déplacer un via sans déplacer les pistes connectées :
  • Dans l’éditeur PCB - sélectionnez la commande Tools | Arrange | Move » Move Object, puis cliquez sur le via, maintenez le bouton enfoncé et déplacez-le.
  • Dans l’éditeur de bibliothèque PCB - sélectionnez la commande Home | Arrange | Move » Move Object, puis cliquez sur le via, maintenez le bouton enfoncé et déplacez-le.

Édition non graphique

Les méthodes suivantes d’édition non graphique sont disponibles :

Modification via une boîte de dialogue de propriétés associée

Dialog page: Via

Cette méthode d’édition utilise la boîte de dialogue suivante pour modifier les propriétés d’un objet via.

La boîte de dialogue Via

La boîte de dialogue Via est accessible pendant le placement en appuyant sur la touche Tab.

Après le placement, la boîte de dialogue est accessible de l’une des façons suivantes :

• Double-cliquez sur l’objet via placé.
• Placez le curseur sur l’objet via, cliquez avec le bouton droit puis choisissez Properties dans le menu contextuel.

Changez rapidement les unités de mesure actuellement utilisées dans la boîte de dialogue entre le système métrique (mm) et impérial (mil) à l’aide du raccourci Ctrl+Q. Cela n’affecte que la boîte de dialogue et ne modifie pas l’unité de mesure réelle utilisée pour la carte, telle que déterminée par les boutons 

et  dans la zone Home | Grids and Units des menus principaux.

Modification via un panneau Inspector

Panel pages: PCB Inspector, PCBLIB Inspector

Un panneau Inspector vous permet d’examiner et de modifier les propriétés d’un ou plusieurs objets de conception dans le document actif. Utilisé conjointement avec un filtrage approprié, le panneau peut servir à apporter des modifications à plusieurs objets du même type depuis un emplacement pratique unique.

Utilisation des vias

Comme les vias sont un élément clé du routage, cette section fournit des informations utiles sur leur utilisation.

Vias traversants, borgnes et enterrés

Par défaut, un via s’étend de la couche Top Layer à la couche Bottom Layer ; on parle alors de via traversant. Dans une carte multicouche, un via peut également s’étendre sur d’autres couches. Les couches possibles qu’un via peut traverser dépendent de la technologie de fabrication utilisée pour fabriquer la carte. L’approche traditionnelle pour fabriquer une carte multicouche consistait à la réaliser sous forme d’un ensemble de cartes minces double face, ensuite empilées et pressées sous chaleur et pression pour former une carte multicouche.

L’image ci-dessous montre une carte à six couches, comme l’indiquent les noms de couches à gauche de l’image. Cette carte serait d’abord fabriquée sous forme de trois cartes double face (Top-Plane1, Mid1-Mid2, Plane2-Bottom), comme l’indiquent les couches cœur hachurées.

Ces cartes double face peuvent comporter des emplacements de vias percés si nécessaire, formant ce que l’on appelle des blind vias (via numéro 1) lorsque le via s’étend d’une couche de surface à une couche interne ; et des buried vias lorsqu’un via s’étend d’une couche interne à une autre couche interne (via numéro 2). Après pressage des couches ensemble pour former une seule carte multicouche, les vias traversants sont percés (via numéro 3).

Les trois types de vias pouvant être créés : borgne (1), enterré (2) et traversant.

Un autre type de technologie de fabrication de cartes multicouches est appelé technologie Build-up, où les couches sont ajoutées l’une après l’autre, souvent sur une carte double face ou une carte multicouche traditionnelle. Lorsque cette technologie est utilisée, les vias peuvent être percés au laser après l’ajout de chaque couche pendant le processus de build-up, ce qui permet un grand nombre de paires de couches possibles pouvant être traversées. Les paires de couches utilisées pour chaque via sont définies par les paramètres Start Layer et End Layer du via.

Configuration des paires de perçage de couches

Lorsque des vias borgnes, enterrés ou de type build-up doivent être utilisés, les paires de perçage doivent être configurées. C’est la présence de paires de perçage qui indique au logiciel que des vias borgnes et/ou enterrés sont utilisés. Cela garantit que, lorsque les fichiers de sortie de fabrication sont générés à partir de la carte terminée, il existe des fichiers de perçage adaptés aux différentes opérations de perçage nécessaires pour créer les vias borgnes ou enterrés. Les paires de perçage sont configurées dans la boîte de dialogue Drill-Pair Manager comme indiqué dans l’image ci-dessous. Pour ouvrir cette boîte de dialogue, ouvrez d’abord la boîte de dialogue Layer Stack Manager (cliquez sur Home | Board |

), puis cliquez sur le bouton Drill Pairs pour ouvrir la boîte de dialogue Drill-Pair Manager.

L’agencement des couches de cuivre est défini dans le Layer Stack Manager.
À partir de là, le Drill-Pair Manager peut être ouvert pour définir les paires de perçage requises.

Extensions du masque de soudure

Une ouverture dans le masque de soudure est automatiquement créée par le logiciel et a la même forme que le via. Cette ouverture peut être plus grande (valeur d’extension positive) ou plus petite (valeur d’extension négative) que le via lui-même, comme défini par les paramètres d’extension du masque. L’extension est mesurée à partir du bord extérieur du cuivre. Les ouvertures de masque de soudure au-dessus d’un via peuvent être légèrement plus grandes que la zone de cuivre du via, elles peuvent être plus petites pour couvrir la zone de cuivre mais pas le trou percé, ou elles peuvent être complètement fermées, ce qui s’appelle tented. Par défaut, le via utilise la valeur d’extension de la règle Solder Mask Expansion. Cela peut être remplacé et des valeurs locales peuvent être définies directement dans la boîte de dialogue Via, si nécessaire.

Le terme tenting signifie to close off. Si une option de tenting est activée, les paramètres de la règle de conception Solder Mask Expansion applicable sont ignorés, ce qui entraîne l’absence d’ouverture dans le masque de soudure sur cette couche de masque de soudure pour ce via. Lorsque cette option est activée, les options Expansion value from rules et Specify expansion value sont ignorées.

Paramètres des points de test

Utilisez les paramètres des points de test pour définir ce via comme point de test pour Fabrication et/ou Assembly. Un point de test est un emplacement où une sonde de test peut entrer en contact avec le PCB afin de vérifier le bon fonctionnement de la carte. Toute pastille ou tout via peut être désigné comme point de test.

Configuration de l’affichage des vias

Plusieurs fonctions d’affichage sont disponibles pour vous aider à travailler avec les vias.

Couleurs des vias

L’anneau de cuivre du via est affiché dans la couleur actuelle de Multi-Layer. Le trou du via est affiché dans la couleur actuelle de Via Holes. Appuyez sur le raccourci L lorsque vous visualisez la carte en 2D pour ouvrir l’onglet Board Layers and Colors de la boîte de dialogue View Configuration. À partir de là, vous pouvez modifier la couleur attribuée à Via Holes (dans la zone System Colors) ou désactiver l’affichage des trous.

Un via traversant à gauche. Le via à droite est un via borgne ; le trou est affiché dans les couleurs des couches de début et de fin.

Les vias et le masque de soudure

La présentation par défaut des couches dans l’éditeur PCB consiste à toujours afficher la couche Multi-Layer au premier plan. Cela peut rendre difficile une visualisation précise du contenu des couches de masque de soudure, en particulier lorsqu’une pastille ou un via utilise une expansion négative du masque, car le contenu de la couche de masque de soudure disparaît sous l’objet multi-couche.

Deux options peuvent être modifiées pour faciliter cela :

• Afficher les masques de soudure en positif et modifier leur opacité - les masques de soudure peuvent être affichés en positif et rendus semi-transparents à l’aide des options Solder Masks dans l’onglet View Options de la boîte de dialogue View Configurations, comme illustré ci-dessous.

• Modifier l’ordre de dessin des couches - définissez Current Layer pour qu’elle soit dessinée comme couche supérieure dans la boîte de dialogue Layer Drawing Order. Cette boîte de dialogue est accessible via la page PCB Editor — Display de la boîte de dialogue Preferences (sélectionnez File » System Preferences pour ouvrir la boîte de dialogue Preferences ). Cliquez sur l’onglet Top Solder en bas de l’espace de travail pour en faire la couche active.

En définissant le masque de soudure comme positif et semi-transparent, et en modifiant l’ordre de dessin des couches pour afficher la couche active au-dessus, lorsque vous définissez Top Solder comme couche active, les ouvertures du masque sont représentées avec précision, comme illustré dans l’image ci-dessous. Les flèches vertes indiquent la taille de l’ouverture du masque de soudure pour un via à gauche, une pastille dont l’ouverture du masque est réduite au centre, et une pastille dont l’ouverture est augmentée à droite.

Configurez les paramètres d’affichage afin de pouvoir examiner les ouvertures du masque de soudure.

Autres paramètres d’affichage des vias

Pour afficher le nom du réseau du via, activez l’option Show Via Nets dans l’onglet View Options de la boîte de dialogue View Configurations.