In PCB design, také vždy hledáme nová technologická vylepšení, abychom zjednodušili naši práci a dosáhli více úspěchů, protože se design zmenšuje a zhušťuje. Jedním z těchto vylepšení jsou mikropóry. Tyto laserem vrtané prokovy jsou menší než konvenční prokovy a mají různé poměry stran. Vzhledem k jejich malé velikosti zjednodušují úlohu směrování tras, což nám umožňuje zabalit více vodičů do užšího prostoru. Zde je více informací o poměru stran mikroprůchodů a o tom, jak vám použití mikroprůchodů může pomoci s návrhem PCB.

Zkontrolujte průchozí otvory DPS

Nejprve se podívejme na základní informace o průchozích otvorech a jejich použití na deskách plošných spojů. Průchozí otvory jsou vyvrtány v DPS. Pokovené otvory mohou vést elektrické signály z jedné vrstvy do druhé. Stejně jako stopy vedou signály vodorovně v desce plošných spojů, prokovy mohou tyto signály vést také vertikálně. Velikost průchozích otvorů se může lišit od malých po velké. Větší průchozí otvory se používají pro napájecí a zemnící sítě a k desce lze připojit i mechanické prvky. Standardní průchozí otvory jsou vytvořeny mechanickým vrtáním. Lze je rozdělit do tří kategorií:

Průchozí otvor: otvor vyvrtaný od horní vrstvy ke spodní vrstvě až k desce plošných spojů.

Slepý otvor: Otvor vyvrtaný od vnější vrstvy k vnitřní vrstvě plošného spoje, místo aby procházel plošným spojem jako průchozí otvor.

Buried Holes: Otvory, které začínají a končí pouze na vnitřní vrstvě desky. Tyto otvory nezasahují do žádné vnější vrstvy.

Na druhou stranu se mikro prokovy od standardních prokovů liší tím, že jsou vrtány laserem, díky čemuž jsou menší než běžné vrtačky. Podle šířky desky není mechanické vrtání obvykle menší než 0.006 palce (0.15 mm) a mikrootvory se od této velikosti zmenšují. Další rozdíl oproti mikroprůchodům spočívá v tom, že obvykle pokrývají pouze dvě vrstvy, protože pokovování mědí v těchto malých otvorech může být pro výrobce obtížné. Pokud potřebujete připojit přímo přes více než dvě vrstvy, můžete mikroprůchody naskládat dohromady.

Mikropóry počínaje povrchovou vrstvou není nutné vyplňovat, ale v závislosti na aplikaci se k vyplnění skrytých mikropórů použijí různé materiály. Naskládané mikroprokovy jsou obvykle vyplněny galvanicky pokovenou mědí, aby se realizovalo spojení mezi naskládanými prokovy. Dalším způsobem, jak propojit mikroprůchody přes hromádky vrstev, je rozložit je a spojit krátkými stopami. Jak je znázorněno na obrázku níže, profil mikroprůchodu se liší od profilu konvenčního průchozího spoje, což má za následek jiný poměr stran.

Jaký je poměr stran Microvia a proč je důležitý pro návrh PCB?

Poměr stran průchozího otvoru je poměr mezi hloubkou otvoru a průměrem otvoru (hloubka otvoru a průměr otvoru). Například standardní obvodová deska s tloušťkou 0.062 palce a 0.020 palce průchozími otvory by měla mít poměr stran 3:1. Tento poměr lze použít jako vodítko pro zajištění toho, že výrobce nepřekročí možnosti výrobce. Jsou to vrtací zařízení. Pro standardní vrtání by poměr stran obecně neměl překročit 10:1, což umožní prknu o průměru 0.062 palce vyvrtat skrz něj otvor o průměru 0.006 palce (0.15 mm).

Při použití mikropórů se poměr stran velmi liší v důsledku jejich velikosti a hloubky. Může být obtížné oplechovat menší otvory. Pokus o plátování malého otvoru na 10. vrstvě plošného spoje způsobí výrobcům PCB mnoho problémů. Pokud však otvor zabírá pouze dvě z těchto vrstev, je pokovování mnohem jednodušší. IPC se používá k definování pórů na základě jejich velikosti, která se rovná nebo je menší než 0.006 palce (0.15 mm). Postupem času se tato velikost stala běžnou a IPC se rozhodlo změnit její definici, aby se vyhnulo neustálé aktualizaci svých specifikací, jak se mění technologie. IPC nyní definuje mikropór jako otvor s poměrem stran 1:1, pokud hloubka otvoru nepřesahuje 0.010 palce nebo 0.25 mm.

Jak Microvia pomáhá směrovat stopy na obvodové desce

Název hry v návrhu PCB je ten, že s rostoucí hustotou technologie PCB se získá více směrovacích tras na menší ploše. To vedlo k použití slepých a zakopaných prokovů, stejně jako metod pro zabudování prokovů do podložek pro povrchovou montáž. Výroba slepých děr a zapuštěných prokovů je však obtížnější kvůli dodatečným vrtacím krokům a vrtání může zanechat materiál v dírách, což způsobuje výrobní vady. Konvenční prokovy jsou obvykle příliš velké na to, aby je bylo možné zabudovat do menších podložek pro povrchovou montáž v dnešních zařízeních s vysokou hustotou. Mikropóry však mohou pomoci vyřešit všechny tyto problémy:

Microvia usnadňuje výrobu malých slepých a zakopaných prokovů.

Micro prokovy budou vhodné pro menší podložky pro povrchovou montáž, takže jsou zvláště vhodné pro zařízení s vysokým počtem pinů, jako jsou kuličková mřížková pole (BGA).

Díky své menší velikosti umožní mikrovia kolem sebe více kabeláže.

Díky své velikosti mohou mikroprůchody také pomoci snížit EMI a zlepšit další problémy s integritou signálu.

Mikrovias jsou pokročilou metodou výroby DPS. Pokud je vaše obvodová deska nevyžaduje, budete samozřejmě chtít použít standardní prokovy, abyste snížili náklady. Pokud je však váš návrh hustý a vyžaduje prostor navíc, zjistěte, zda pomůže použití mikroprůchodů. Jako vždy je před návrhem desky plošných spojů s mikroprůchody nejlepší kontaktovat smluvního výrobce a zkontrolovat její výkon.

Přesné použití Microvias závisí na vašich nástrojích pro návrh PCB

Po navázání kontaktu s výrobcem je dalším krokem konfigurace vašeho nástroje pro návrh PCB tak, aby používal mikroprůchody. Chcete-li efektivně využít detaily návrhu mikrovia, musíte v nástroji udělat spoustu věcí. To bude zahrnovat nový tvar průchozího otvoru a následná konstrukční pravidla. Mikroprůchody lze skládat na sebe, což u běžných prokovů obvykle není k dispozici, takže si s tím musí poradit i váš nástroj.