Ich habe mir ein von TI bereitgestelltes Beispiel-Board-Schema angesehen und dabei etwas Merkwürdiges bemerkt: Durchkontaktierungen wurden direkt auf SMD-Pads platziert. Ist dies eine normale / akzeptable Vorgehensweise? Oder ist es empfehlenswert / besser eine kurze Spur zu setzen und dann ein Via zu haben?

Vias in den Pads sind in Hochgeschwindigkeits-Designs nützlich, da sie die Leiterbahnlänge und damit die Induktivität verringern (dh die Verbindung verläuft direkt von Pad zu Ebene anstatt von Pad-Trace zu Ebene).
Sie müssen jedoch prüfen, ob Ihr Leiterplattenhaus dies kann , und es kann mehr kosten (für eine glatte Oberfläche muss das Via eingesteckt und plattiert werden). Wenn Sie das Via nicht in das Pad einsetzen können, können Sie die Induktivität verringern, indem Sie es direkt nebeneinander platzieren und mehrere verwenden.

Sie eignen sich auch für Micro-BGA-Designs, bei denen der Platz sehr begrenzt ist und herkömmliche Fanout-Techniken nicht verwendet werden können.

Ein Via-in-Pad (oder ein mit einer Kappe versehenes / plattiertes Via) darf nicht mit einem "tented via" verwechselt werden, bei dem es sich um ein Standard-Via handelt, bei dem die Lötmaske das Loch abdeckt (daher "tented").

Um den Vorteil zu veranschaulichen, ist hier ein Beispiel für ein TQFP-Footprint-Fanout mit Standard-Vias und Via-In-Pads:

Es ist leicht zu erkennen, warum die Via-in-Pad-Version für Hochgeschwindigkeitsdesigns vorzuziehen ist, bei denen die Induktivität niedrig gehalten werden muss.

Der Grund, warum es teurer ist, liegt in dem komplexen Prozess (im Vergleich zu Standard-Durchkontaktierungen) und in potenziellen Problemen (z. B. Ausbeulen der Beschichtung mit Ausdehnung des Steckers oder Vertiefung). In
diesem Dokument werden verschiedene Stecktechniken erörtert.

Hier ist ein Durchlauf des Prozesses:

Im Allgemeinen ist es eine schlechte Praxis: Die Lötpaste kann kapillär in die Durchkontaktierung gesaugt werden und zu wenig übrig lassen, um die Verbindung des Teils zu löten. Ich würde die Durchkontaktierung so nah wie möglich neben dem Pad platzieren, mit einer engen Verbindung, die die Lötpaste nicht vom Pad abzieht.

Es gibt eine Technik namens Tented Via, die dies vermeidet, indem sie die Oberseite der Via abdeckt, sie ist jedoch mit einer Lötmaske bedeckt, sodass sie auf einem Pad nicht verwendet werden kann.

Fake-Name- Kommentare bearbeiten , die ich vergessen habe, eingesteckte Vias zu erwähnen , und sie können in der Tat eine Lösung sein. Ich habe sie anfangs nicht erwähnt, weil ich sie nie benutzt habe und mögliche Fallstricke nicht kommentieren kann. Olis Antwort hat eine sehr schöne Illustration der Technik und alles schreit nur "teuer!" (irgendwo zwischen sehr teuer und Damn Expensive ™). Für einen kleinen BGA-Abstand von beispielsweise 0,5 mm benötigen Sie möglicherweise eingesteckte Microvias .

Versetzte Microvias erfordern kein Aufstecken und die Kupferkappen, sondern sind vergrabene Vias, also auch teuer.

Wenn Sie Leiterplatten zur Herstellung bestellen, können Sie davon ausgehen, dass die Durchkontaktierungen leicht abgebohrt sind. Je nachdem, wie weit dies "leicht" ist, kann das Via die Dinge durcheinander bringen.

Ich bin mir sicher, dass TI die beste verfügbare Qualität für die Leiterplattenherstellung bietet. Wenn Sie jedoch einen billigen Leiterplattenhersteller verwenden, können Sie einige sichtbare Mängel erwarten.

Manchmal wird empfohlen, Vias auf Pads zu setzen. Ein auf die Leiterplatte gelötetes Leistungsbauteil weist sehr oft zahlreiche Durchkontaktierungen auf, die sein großes wärmeleitendes Massepad mit der GND-Leiterbahn auf der unteren Schicht verbinden. Bei Hochfrequenzdesigns müssen Sie die Leiterbahnlängen Ihrer Leiterplatte berücksichtigen. Es kann manchmal vorteilhaft sein, ein Via direkt auf ein Pad zu setzen, um die Länge der Leiterbahn zu verringern.

Dies geschieht manchmal mit BGA-Geräten oder um die Induktivität zu minimieren. Die Durchkontaktierungen müssen gesteckt werden, was sehr teuer ist.

Nein nein Nein Nein Nein. Platzieren Sie keine Vias auf den Pads *. Das Lot saugt sich in die Durchkontaktierung ein und führt zu einer fehlerhaften Lötung. Die Lötstelle hat nicht genug Lötmittel, um zuverlässig zu sein.

Diese Praxis ist in Unternehmen, die ihre Arbeit ernst nehmen, ausdrücklich untersagt. Ich habe zB bei einem großen Hersteller von Telekommunikationsgeräten gearbeitet: Denken Sie nicht einmal an Via-in-Pad.

Ich habe eine Reihe solcher Lötstellen gesehen. Und ich habe gesehen, wie solche Gelenke nach einer Weile zersprangen und den Kontakt verloren.

In unseren Designregeln habe ich dies als No-Go definiert. Zwischen dem Pad und der Durchkontaktierung muss eine Lötmaske von mindestens 100 µm vorhanden sein, um dieses Problem zu vermeiden.

Wenn Ihr Versammlungshaus schlampig arbeitet, können Sie dies tun. Wenn sie vorsichtig sind, werden sie Sie bitten, die Durchkontaktierungen aus den Pads zu entfernen.

* Ausnahmen: - Bestimmte HF-Anwendungen benötigen möglicherweise das Pad in der Durchkontaktierung, es ist jedoch üblich, viele Durchkontaktierungen zu verwenden.

-BGAs benötigen möglicherweise ein Via-In-Pad, da möglicherweise nicht genügend Platz vorhanden ist, um die Platine ansonsten zu routen.

- Bestimmte Pads für die Verlustleistung verwenden Durchkontaktierungen im großen Pad, um die Wärme abzuleiten.

Ich spreche von Erfahrungen, die keine imaginäre Empfehlung sind, ohne tatsächliche Beweise dafür. Sie haben bereits nach den SMD-Pads und nicht nach den BGAs gefragt. Dennoch habe ich viele Antworten gesehen, die nur die BGAs / ICs vertuschen und nicht die passiven Komponenten.

Um es kurz zu machen, ja, Sie können, aber Sie brauchen ein wenig Sorgfalt auf dem Weg.

Mythos: Via-in-Pad ist eine schlechte Praxis

Via-In-Pad ist eine schlechte Sache, wenn Ihr Via-Loch mehr als 30% der Pad-Fläche einnimmt UND wenn Ihr Pad zu klein ist! Wenn Ihr Pad zu klein ist und Sie einen mechanischen Bohrer verwenden, wird das Pad möglicherweise herausgeblasen. In diesem Fall empfiehlt Ihnen Ihr Hersteller möglicherweise, anstelle von mechanischen Bohrern Laserbohren zu verwenden, was Sie mit Sicherheit mehr kostet. Um zu vermeiden, dass Lötpaste herausgesaugt wird, müssen Sie außerdem diese Durchkontaktierungen mit Harz verschließen, was Sie wiederum mehr kostet.

Via In Pad für passive Komponenten

Alle diese Empfehlungen gelten jedoch nur für die BGA-Teile. Wenn Ihr Pad groß genug und Ihre Lochgröße klein im Verhältnis zur Padgröße ist (wie das von Ihnen erwähnte TI-Board), müssen Sie die Vias weder per Laser bohren noch verstopfen, da dies der Fall ist Der Effekt ist zu gering, um wahrgenommen zu werden.

Meine Erfahrung

Ich habe erfolgreich die 0603-Komponente (imperial) mit 0,3 mm Durchkontaktierung und 0402-Komponente (imperial) mit 0,2 mm Durchkontaktierung auf meinem Board platziert. In beiden Fällen hatte ich mechanisch gebohrt, ohne dass Löcher mit Harz verstopft waren. Ich habe bei einer Charge von 1000 Platinen mit mehr als 40 Bauteilen wie in der folgenden Abbildung keinen Defekt festgestellt

Via-in-Pad wird im Allgemeinen als schlechte Praxis für automatisierte Montageprozesse angesehen, da die Lötpaste während des Reflow-Lötens in das Via gezogen werden kann und zu einer qualitativ schlechten Lötverbindung zwischen dem Gerätestift und dem Pad führt. Dies kann durch die Verwendung von gesteckten Durchkontaktierungen mit den damit verbundenen zusätzlichen Kosten verringert werden.

Diese Vorgehensweise wird jedoch in speziellen HF- und rauen Umgebungselektroniken angewendet, bei denen die Handmontage oder die visuelle Inspektion und Nachbesserung verwendet werden, um nahezu perfekte Lötstellen an jedem Punkt zu gewährleisten. Wenn Sie eine kleine Serie von Hand zusammenbauen, dürfte dies für Sie kein Problem sein.