In PCB Design, wir sind auch immer auf der Suche nach neuen technologischen Verbesserungen, um unsere Arbeit zu vereinfachen und mehr Erfolge zu erzielen, wenn das Design kleiner und dichter wird. Eine dieser Verbesserungen sind Mikroporen. Diese lasergebohrten Vias sind kleiner als herkömmliche Vias und haben unterschiedliche Seitenverhältnisse. Aufgrund ihrer geringen Größe vereinfachen sie das Verlegen von Leiterbahnen und ermöglichen es uns, mehr Drähte auf engstem Raum zu verpacken. Hier finden Sie weitere Informationen zum Seitenverhältnis von Microvias und darüber, wie die Verwendung von Microvias Ihnen bei Ihrem PCB-Design helfen kann.

Überprüfen Sie die Durchgangslöcher der Leiterplatte

Sehen wir uns zunächst einige grundlegende Informationen zu Durchgangslöchern und deren Verwendung auf Leiterplatten an. Durchgangslöcher sind Löcher, die in die Leiterplatte gebohrt werden. Überzogene Löcher können elektrische Signale von einer Schicht zur anderen leiten. So wie Leiterbahnen in einer Leiterplatte Signale horizontal führen, können Vias diese Signale auch vertikal führen. Die Größe der Durchgangslöcher kann von klein bis groß variieren. Für Strom- und Erdungsnetze werden größere Durchgangslöcher verwendet, und sogar mechanische Features können an die Platine angeschlossen werden. Standard-Durchgangslöcher werden durch mechanisches Bohren hergestellt. Sie lassen sich in drei Kategorien einteilen:

Durchgangsloch: Ein Loch, das von der oberen Schicht zur unteren Schicht bis zur Leiterplatte gebohrt wird.

Sackloch: Ein Loch, das von der äußeren Schicht zur inneren Schicht der Leiterplatte gebohrt wird, anstatt wie ein Durchgangsloch durch die Leiterplatte zu gehen.

Buried Holes: Löcher, die nur auf der inneren Schicht des Boards beginnen und enden. Diese Löcher erstrecken sich zu keiner äußeren Schicht.

Andererseits unterscheiden sich Micro-Vias von Standard-Vias dadurch, dass sie mit einem Laser gebohrt werden, was sie kleiner macht als herkömmliche Bohrer. Entsprechend der Breite der Platte beträgt das mechanische Bohren normalerweise nicht weniger als 0.006 Zoll (0.15 mm), und die Mikrolöcher werden ab dieser Größe kleiner. Ein weiterer Unterschied zu Microvias besteht darin, dass sie normalerweise nur zwei Schichten überspannen, da das Plattieren von Kupfer in diesen kleinen Löchern für Hersteller schwierig sein kann. Wenn Sie eine direkte Verbindung über mehr als zwei Schichten benötigen, können Sie die Microvias übereinander stapeln.

Die Mikroporen ausgehend von der Oberflächenschicht müssen nicht gefüllt werden, aber je nach Anwendung werden unterschiedliche Materialien verwendet, um die vergrabenen Mikroporen zu füllen. Die gestapelten Mikrovias werden normalerweise mit galvanisiertem Kupfer gefüllt, um die Verbindung zwischen den gestapelten Vias herzustellen. Eine andere Möglichkeit, Microvias durch Schichtstapel zu verbinden, besteht darin, sie zu versetzen und mit kurzen Leiterbahnen zu verbinden. Wie in der Abbildung unten gezeigt, unterscheidet sich das Profil des Microvias vom Profil des herkömmlichen Vias, was zu einem anderen Seitenverhältnis führt.

Was ist das Microvia-Seitenverhältnis und warum ist es wichtig für das PCB-Design?

Das Aspektverhältnis des Durchgangslochs ist das Verhältnis zwischen der Tiefe des Lochs und dem Durchmesser des Lochs (der Tiefe des Lochs und des Durchmessers des Lochs). Beispielsweise sollte eine Standard-Leiterplatte mit einer Dicke von 0.062 Zoll und 0.020 Zoll Durchgangslöchern ein Seitenverhältnis von 3:1 haben. Dieses Verhältnis kann als Richtlinie verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Hersteller die Fähigkeiten des Herstellers nicht überschreitet. Sie sind Bohrgeräte. Beim Standardbohren sollte das Seitenverhältnis im Allgemeinen 10:1 nicht überschreiten, sodass eine 0.062-Zoll-Planke ein 0.006-Zoll-Loch (0.15 mm) durchbohren kann.

Bei der Verwendung von Mikroporen variiert das Aspektverhältnis aufgrund ihrer Größe und Tiefe stark. Es kann schwierig sein, kleinere Löcher zu plattieren. Der Versuch, ein kleines Loch auf der 10. Schicht der Leiterplatte zu plattieren, wird für PCB-Hersteller viele Probleme bereiten. Wenn das Loch jedoch nur zwei dieser Schichten überspannt, wird das Plattieren viel einfacher. IPC verwendet, um Poren basierend auf ihrer Größe zu definieren, die kleiner oder gleich 0.006 Zoll (0.15 mm) ist. Im Laufe der Zeit wurde diese Größe üblich, und IPC beschloss, seine Definition zu ändern, um zu vermeiden, dass seine Spezifikationen ständig aktualisiert werden, wenn sich die Technologie ändert. IPC definiert eine Mikropore nun als Loch mit einem Seitenverhältnis von 1:1, solange die Tiefe des Lochs 0.010 Zoll oder 0.25 mm nicht überschreitet.

Wie Microvia hilft, die Leiterbahnen auf der Platine zu verlegen

Der Name des Spiels im PCB-Design ist, dass mit zunehmender Dichte der PCB-Technologie mehr Routing-Routen auf kleinerer Fläche erhalten werden. Dies hat zur Verwendung von Blind Vias und Buried Vias sowie Verfahren zum Einbetten von Vias in oberflächenmontierte Pads geführt. Sacklöcher und vergrabene Durchkontaktierungen sind jedoch aufgrund der zusätzlichen Bohrschritte schwieriger herzustellen, und das Bohren kann Material in den Löchern hinterlassen, was zu Herstellungsfehlern führt. Herkömmliche Vias sind in der Regel zu groß, um in die kleineren SMD-Pads heutiger High-Density-Bausteine ​​eingebettet zu werden. Mikroporen können jedoch helfen, all diese Probleme zu lösen:

Microvia erleichtert die Herstellung von kleinen Blind- und Buried Vias.

Micro Vias eignen sich für kleinere oberflächenmontierte Pads, was sie besonders für Bauelemente mit hoher Pinanzahl wie Ball Grid Arrays (BGA) geeignet macht.

Aufgrund seiner geringeren Größe ermöglicht das Microvia mehr Verdrahtung um ihn herum.

Aufgrund ihrer Größe können Microvias auch dazu beitragen, EMI zu reduzieren und andere Probleme der Signalintegrität zu verbessern.

Microvias sind eine fortschrittliche Methode der Leiterplattenherstellung. Wenn Ihre Leiterplatte diese nicht benötigt, möchten Sie natürlich Standard-Vias verwenden, um die Kosten zu senken. Wenn Ihr Design jedoch dicht ist und zusätzlichen Platz benötigt, prüfen Sie, ob die Verwendung von Microvias hilft. Wie immer ist es am besten, sich vor dem Design einer Leiterplatte mit Microvias an den Vertragshersteller zu wenden, um die Leistung zu überprüfen.

Der genaue Einsatz von Microvias hängt von Ihren PCB-Designtools ab

Nach der Kontaktaufnahme mit dem Hersteller besteht der nächste Schritt darin, Ihr PCB-Designtool für die Verwendung von Microvias zu konfigurieren. Um die Details des Microvia-Designs effektiv zu nutzen, müssen Sie viele Dinge im Tool tun. Dazu gehören die neue Durchgangslochform und die nachfolgenden Designregeln. Microvias können gestapelt werden, was bei normalen Vias normalerweise nicht zur Verfügung steht, daher muss Ihr Werkzeug auch damit umgehen können.