Переходное отверстие (via)

Parent page: Объекты PCB

Переходное отверстие, которое проходит и соединяет верхний слой (красный) с нижним слоем (синий), а также подключается к одной
внутренней силовой плоскости (зелёный).

Краткое описание

Переходное отверстие (via) — это примитивный объект проектирования. Оно используется для формирования вертикального электрического соединения между двумя или более электрическими слоями печатной платы. Via — это трёхмерный объект с цилиндрическим корпусом в плоскости Z (вертикальной), с плоским кольцом на каждом (горизонтальном) медном слое. Цилиндрический корпус via формируется при сверлении платы и металлизации отверстия в процессе изготовления. В плоскостях X и Y via имеет круглую форму, как и круглые площадки. Ключевое отличие via от площадки (pad) в том, что помимо возможности проходить через все слои платы (сверху вниз), via также может соединять поверхностный слой с внутренним слоем или два внутренних слоя между собой.

Доступность

Переходные отверстия доступны для размещения как в редакторе PCB, так и в редакторах библиотек PCB:

• PCB Editor - нажмите Home | Place |  в главном меню.
• PCB Library Editor - нажмите Home | Place |  » Via в главном меню.

Размещение

После запуска команды курсор изменится на перекрестие, и вы перейдёте в режим размещения via:

1. Установите курсор в нужное место, затем щёлкните или нажмите Enter, чтобы разместить via.
2. Продолжайте размещать следующие via либо щёлкните правой кнопкой мыши или нажмите Esc, чтобы выйти из режима размещения.

Авторазмещение via во время трассировки

При интерактивной трассировке цепи вы можете переключаться между доступными сигнальными слоями, нажимая клавишу * на цифровой клавиатуре. Либо используйте сочетание Ctrl+Shift+Roll Mouse Wheel, чтобы переходить по сигнальным слоям. При этом программа автоматически установит via в соответствии с применимым правилом проектирования Routing Via Style. Обратите внимание: можно определить несколько правил Via Style , что позволяет назначать разные размеры via для разных цепей.

Настройки по умолчанию и правила проектирования

Когда via размещается в свободном пространстве, программа не может применить правило стиля трассировки во время размещения. В этой ситуации будет установлено via по умолчанию.

Графическое редактирование

Свойства via нельзя изменять графически, кроме их положения.

• Чтобы переместить via вместе с подключёнными дорожками, щёлкните, удерживайте и переместите via. Подключённая трассировка останется присоединённой к via при перемещении.
• Чтобы переместить via без перемещения подключённых дорожек:
  • В редакторе PCB — выберите команду Tools | Arrange | Move » Move Object, затем щёлкните, удерживайте и переместите via.
  • В редакторе библиотеки PCB — выберите команду Home | Arrange | Move » Move Object, затем щёлкните, удерживайте и переместите via.

Неграфическое редактирование

Доступны следующие методы неграфического редактирования:

Редактирование через связанный диалог свойств

Dialog page: Via

Этот метод редактирования использует следующий диалог для изменения свойств объекта via.

Диалог Via

Диалог Via можно открыть во время размещения, нажав клавишу Tab.

После размещения диалог можно открыть одним из следующих способов:

• Дважды щёлкнуть по размещённому объекту via.
• Навести курсор на объект via, щёлкнуть правой кнопкой мыши и выбрать Properties в контекстном меню.

Быстро переключайте единицы измерения, используемые в диалоге, между метрическими (mm) и дюймовыми (mil) с помощью сочетания Ctrl+Q. Это влияет только на диалог и не изменяет фактическую единицу измерения, используемую для платы, которая определяется кнопками 

и  в области Home | Grids and Units главного меню.

Редактирование через панель Inspector

Panel pages: PCB Inspector, PCBLIB Inspector

Панель Inspector позволяет просматривать и редактировать свойства одного или нескольких объектов проектирования в активном документе. При использовании совместно с соответствующей фильтрацией панель можно применять для внесения изменений сразу в несколько однотипных объектов из одного удобного места.

Работа с via

Поскольку via являются ключевым элементом трассировки, в этом разделе приведена полезная информация по работе с ними.

Сквозные, глухие и скрытые via

По умолчанию via проходит от Top Layer до Bottom Layer; это называется сквозным via (thru-hole). В многослойной плате via может также соединять и другие слои. Возможные пары слоёв, которые может соединять via, зависят от технологии изготовления платы. Традиционный подход к производству многослойной платы заключался в изготовлении набора тонких двусторонних плат, которые затем спрессовываются вместе под воздействием температуры и давления, образуя многослойную плату.

На изображении ниже показана шестислойная плата, что видно по именам слоёв слева. Такая плата сначала изготавливается как три двусторонние платы (Top-Plane1, Mid1-Mid2, Plane2-Bottom), как показано штриховкой на слоях сердечника (core).

В этих двусторонних платах при необходимости могут быть просверлены места под via, образуя так называемые blind vias (via №1), когда via соединяет поверхностный слой с внутренним; и buried vias, когда via соединяет один внутренний слой с другим внутренним слоем (via №2). После прессования слоёв в единую многослойную плату сверлятся сквозные via (via №3).

Три типа via, которые можно создать: глухие (1), скрытые (2) и сквозные.

Другой тип технологии изготовления многослойных плат называется Build-up technology, когда слои добавляются один за другим, часто поверх двусторонней или традиционной многослойной платы. При использовании этой технологии via могут высверливаться лазером после добавления каждого слоя в процессе наращивания, что даёт большое количество возможных пар слоёв, которые можно соединять. Пары слоёв, используемые для каждого via, задаются настройками Start Layer и End Layer для данного via.

Настройка пар слоёв для сверления

Если используются глухие, скрытые или build-up via, пары сверления должны быть настроены. Именно наличие drill pairs сообщает программе, что используются глухие и/или скрытые via. Это гарантирует, что при генерации выходных файлов для производства по завершённой плате будут созданы подходящие файлы сверления для различных операций сверления, необходимых для формирования глухих или скрытых via. Drill Pairs настраиваются в диалоге Drill-Pair Manager, как показано на изображении ниже. Чтобы открыть диалог, сначала откройте диалог Layer Stack Manager (нажмите Home | Board |

), затем нажмите кнопку Drill Pairs, чтобы открыть диалог Drill-Pair Manager.

Расположение медных слоёв задаётся в Layer Stack Manager.
Оттуда можно открыть Drill-Pair Manager, чтобы определить требуемые пары сверления.

Расширения паяльной маски

Отверстие в паяльной маске автоматически создаётся программой и имеет ту же форму, что и via. Это отверстие может быть больше (положительное значение расширения) или меньше (отрицательное значение расширения), чем само via, согласно настройкам Mask Expansion. Расширение измеряется от внешнего края меди. Окна паяльной маски над via могут быть немного больше медной площадки via, могут быть меньше — чтобы закрывать медь, но не отверстие, либо могут быть полностью закрыты, что называется tented. По умолчанию via использует значение Expansion из правила Solder Mask Expansion. При необходимости это можно переопределить и задать локальные значения непосредственно в диалоге Via.

Термин tenting означает to close off. Если включена опция tenting, настройки в применимом правиле проектирования Solder Mask Expansion будут переопределены, в результате чего на соответствующем слое паяльной маски для этого via не будет отверстия. При включении этой опции параметры Expansion value from rules и Specify expansion value игнорируются.

Настройки тестпоинта

Используйте Настройки тестпоинта, чтобы назначить этот переход (via) тестпоинтом для Fabrication и/или Assembly. Тестпоинт — это место, где щуп тестера может коснуться PCB, чтобы проверить корректную работу платы. Любую площадку (pad) или переходное отверстие (via) можно назначить тестпоинтом.

Настройка отображения переходных отверстий (vias)

Доступен ряд функций отображения, которые помогают работать с переходными отверстиями.

Цвета переходных отверстий

Медное кольцо переходного отверстия отображается текущим цветом Multi-Layer. Отверстие переходного отверстия отображается текущим цветом Via Holes. Нажмите сочетание клавиш L при просмотре платы в 2D, чтобы открыть вкладку Board Layers and Colors диалога View Configurations. Здесь можно изменить цвет, назначенный Via Holes (в области System Colors), или отключить отображение отверстий.

Слева — сквозное переходное отверстие. Справа — глухое (blind) переходное отверстие; отверстие показано цветами начального и конечного слоёв.

Переходные отверстия и паяльная маска

Представление слоёв по умолчанию в PCB-редакторе — всегда показывать Multi-Layer как самый верхний слой. Это может затруднять точный просмотр содержимого слоёв паяльной маски, особенно когда площадка или переходное отверстие использует негативное расширение маски, поскольку содержимое слоя паяльной маски будет скрываться под объектом multi-layer.

Есть два параметра, которые можно изменить, чтобы помочь с этим:

• Отображать паяльные маски в позитиве и изменить их непрозрачность — паяльные маски можно показывать в позитиве и делать полупрозрачными с помощью параметров Solder Masks на вкладке View Options диалога View Configurations, как показано ниже.

• Изменить порядок отрисовки слоёв — задайте, чтобы Current Layer отрисовывался как самый верхний слой в диалоге Layer Drawing Order. Диалог открывается через страницу PCB Editor — Display диалога Preferences (выберите File » System Preferences, чтобы открыть Preferences dialog). Нажмите вкладку Top Solder внизу рабочей области, чтобы сделать его текущим слоем.

Если задать паяльную маску в позитиве и сделать её полупрозрачной, а также изменить порядок отрисовки слоёв так, чтобы Current Layer отображался сверху, то при назначении Top Solder текущим слоем окна маски будут показаны корректно, как на изображении ниже. Зелёные стрелки показывают размер окна паяльной маски: для переходного отверстия слева, для площадки с уменьшенным (contracted) окном в центре и для площадки с увеличенным (expanded) окном справа.

Настройте параметры отображения, чтобы можно было изучать окна паяльной маски.

Другие настройки отображения переходных отверстий

Чтобы отображать имя цепи (net) переходного отверстия, включите параметр Show Via Nets на вкладке View Options диалога View Configurations.