PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解

foundation-19 Via与Layer Change:走线怎样从一层连接到另一层

沿铜层、孔壁和另一层铜理解换层,同时分开检查信号连接与返回结构。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

已经会看走线、量间距和读规则。如果顶层的路被占住,另一层还有合适路径,该怎样把同一条连接延续过去?两条线在屏幕上重叠,并不等于它们穿过绝缘板材接在一起。

快速理解 · 导电的是孔壁,不是空洞

Layer Change(换层) 需要真正的层间铜连接。复用前面认识的 Via(过孔):走线接入 Via Barrel(导电孔壁),再从另一层接出。常见的 Through Via(贯穿过孔) 穿过整板,但只应连接设计要求连通的铜。

沿图中的顶层走线看到孔壁,再沿内层走线离开。换层后仍是同一 Net(网络);没有因为颜色或层号改变就成为另一条网络。

换层:从层内铜走到孔壁铜,再到另一层
同一教学板的局部剖面:信号由顶层进入内层L1L2L3L4由器件焊盘引出内层走线继续前进两条线在不同层:位置重叠仍没有层间连接。剖面未按比例;完整连接还须延续到目标焊盘。同一教学板的局部剖面:信号由顶层进入内层L1L2L3L4由器件焊盘引出内层走线继续前进连通靠孔壁铜;中间白色孔腔不是导体。剖面未按比例;完整连接还须延续到目标焊盘。同一教学板的局部剖面:信号由顶层进入内层L1L2L3L4地平面留出避让区由器件焊盘引出内层走线继续前进连通靠孔壁铜;中间白色孔腔不是导体。信号过孔不能因穿过地层就直接碰上地铜。同一个信号过孔:它占用的不只有孔径有连接焊盘的层不同网络的平面层铜焊盘 + 周围所需间距反焊盘:留空的避让区两图比例不相同;反焊盘不是另一块铜焊盘。还要检查其他走线、孔和板边;不能只数孔有多小。先看“连接范围”,再问板厂能否制造贯穿孔两面之间盲孔表面到内层埋孔内层之间微孔示例短的层间孔微孔不是任意缩小的贯穿孔;范围与工艺需匹配。这里只辨认,不把这些不同结构混用到本例板上。

顶层走线与内层走线看起来在同一位置相遇,但两层之间有绝缘材料。仅改变正在看的层或把线画在重叠位置,不会自动形成铜连接。

为什么?深入理解 · 穿过一层,不等于接上那一层

连接和避让同时发生

Via Pad(过孔焊盘) 帮助形成相应层的连接;Anti Pad / Antipad(反焊盘/避让区) 则留出隔离空间。例如信号过孔穿过地平面,若无连接意图,就必须与地铜保持要求的距离。反焊盘不是“反面的焊盘”,也不是额外一块铜。

有的层连接走线,有的层没有连接,有的层需要避让平面。各层是否保留非连接焊盘也要依板厂和设计要求决定。不能以“孔经过这里”为由把所有铜层连成一网。

层间范围不是随意选择

Blind Via(盲孔) 与 Buried Via(埋孔) 的连接范围不同;它们可能让未经过的层腾出空间,却对制造流程和层叠有额外要求。不能只在软件中改层号,就假定板厂能按任何组合生产。

Microvia(微孔) 常用于相邻或很短的层间连接。它不等于把一个贯穿整板的孔随意缩小。这里仅认识名称和连接范围,具体尺寸、叠放和制造流程留后续学习。

信号连接之外,再问回路

第8课已说明电流必须形成回路。换层时,Return Connection(返回连接) 是否仍成立,信号附近的 Reference Structure(参考结构) 是否合适,是另一组问题。地平面没有因为信号已经过孔就自动完成全部返回连接。

本课不推导电流如何分布,也不规定每个信号过孔旁固定放一颗地过孔。具体参考与返回路径在第3阶段深入。

工程应用 · 需要换层时,检查四件事
  1. 为什么换:目标层是否真有合适路径,还是先调整原路径更合理?
  2. 怎样接:确认网络、进入层、离开层,以及所选过孔实际连接范围。
  3. 占多少:检查焊盘、孔、反焊盘与周围铜、其他孔和板边;顶层放得下,不代表内层也不冲突。
  4. 回路怎样:确认返回连接和参考结构仍满足设计要求;改动后重新检查规则和连通。

在设计软件里,查看过孔属性与各层铜的连接,比只盯着一个圆更可靠。只切换当前 Layer(层) 或显示颜色不会替已有走线增加过孔。

过孔不是越少越好,也不是越多越方便。目标是用必要且合规的连接解决问题,避免无意义地来回换层。尺寸和间距遵守 Constraint(约束),不为挤进过孔随意缩小。

现在只需要记住

层内走线 → 导电孔壁 → 另一层走线;连接范围、占用空间和完整回路都要确认。

后续深入:第8阶段的过孔与换层;返回路径的深入内容在第3阶段。本课没有新增软件操作命令。

信号过孔穿过地平面时,是否应该把该孔接到所有经过的铜层?
提示

穿过与电气连接是两件事。

资料依据与示意边界

依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第29~32、81~85、94~95页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。

过孔连接范围补充参考板厂资料:盲孔与埋孔和软件厂商资料:过孔类型说明;反焊盘概念参考原厂资料:反焊盘与避让。仅引用结构原则,不照搬产品工艺范围或文中的尺寸建议。

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  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

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11项目实战待开放

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