In PCB طراحی، ما همچنین همیشه به دنبال پیشرفت های فناوری جدید هستیم تا کار خود را ساده کنیم و با کوچکتر و متراکم شدن طراحی به دستاوردهای بیشتری برسیم. یکی از این پیشرفت ها ریز منافذ است. این ویاهای دریل شده با لیزر کوچکتر از ویاهای معمولی هستند و نسبت ابعاد متفاوتی دارند. به دلیل اندازه کوچک آنها، کار مسیریابی ردیابی را ساده می کند و به ما امکان می دهد سیم های بیشتری را در فضای باریک تر بسته بندی کنیم. در اینجا اطلاعات بیشتری در مورد نسبت ابعاد میکروویاها و نحوه استفاده از میکروویاها می تواند به شما در طراحی PCB کمک کند.

PCB را از طریق سوراخ بررسی کنید

ابتدا، اجازه دهید به برخی از اطلاعات اولیه در مورد سوراخ ها و استفاده از آنها بر روی بردهای مدار چاپی نگاه کنیم. از طریق سوراخ ها سوراخ هایی در PCB حفر شده است. سوراخ های آبکاری شده می توانند سیگنال های الکتریکی را از یک لایه به لایه دیگر هدایت کنند. همانطور که ردیابی ها سیگنال ها را به صورت افقی در PCB هدایت می کنند، Vias نیز می تواند این سیگنال ها را به صورت عمودی هدایت کند. اندازه سوراخ های عبوری می تواند از کوچک تا بزرگ متفاوت باشد. سوراخ های بزرگتر برای شبکه های برق و اتصال به زمین استفاده می شود و حتی ویژگی های مکانیکی را می توان به برد متصل کرد. سوراخ های استاندارد از طریق حفاری مکانیکی ایجاد می شوند. آنها را می توان به سه دسته تقسیم کرد:

سوراخ از طریق سوراخ: سوراخی که از لایه بالایی به لایه پایینی تا PCB حفر شده است.

سوراخ کور: سوراخی که از لایه بیرونی به لایه داخلی برد مدار حفر می شود، به جای اینکه مانند یک سوراخ از روی تخته مدار عبور کند.

سوراخ های مدفون: سوراخ هایی که فقط روی لایه داخلی تخته شروع و ختم می شوند. این سوراخ ها به هیچ لایه بیرونی گسترش نمی یابند.

از طرف دیگر، میکرو ویاها با دریل های استاندارد متفاوت هستند زیرا با لیزر دریل می شوند و همین امر باعث می شود کوچکتر از دریل های معمولی باشند. با توجه به عرض تخته، حفاری مکانیکی معمولاً کمتر از 0.006 اینچ (0.15 میلی متر) نیست و ریز سوراخ ها از این اندازه کوچکتر می شوند. تفاوت دیگر با میکروویاها این است که آنها معمولاً فقط دو لایه را تشکیل می دهند، زیرا آبکاری مس در این سوراخ های کوچک می تواند برای سازندگان دشوار باشد. اگر نیاز به اتصال مستقیم از طریق بیش از دو لایه دارید، می توانید میکروویاها را روی هم قرار دهید.

ریز منافذی که از لایه سطحی شروع می شوند نیازی به پر شدن ندارند، اما بسته به کاربرد، از مواد مختلفی برای پر کردن ریز منافذ مدفون استفاده می شود. میکروویاهای انباشته شده معمولاً با مس آبکاری شده پر می شوند تا ارتباط بین ویاهای انباشته را درک کنند. راه دیگر برای اتصال میکروویاها از طریق پشته های لایه این است که آنها را تکان داده و با ردهای کوتاه به هم وصل کنید. همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، پروفیل میکروویا با مشخصات ویا معمولی متفاوت است و در نتیجه نسبت ابعاد متفاوتی دارد.

نسبت ابعاد Microvia چیست و چرا برای طراحی PCB مهم است؟

نسبت ابعاد سوراخ عبوری، نسبت بین عمق سوراخ و قطر سوراخ (عمق سوراخ و قطر سوراخ) است. به عنوان مثال، یک برد مدار استاندارد با ضخامت 0.062 اینچ و 0.020 اینچ از طریق سوراخ ها باید دارای نسبت تصویر 3:1 باشد. این نسبت می تواند به عنوان یک راهنما استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که سازنده از توانایی های سازنده تجاوز نمی کند. آنها تجهیزات حفاری هستند. برای حفاری استاندارد، نسبت ابعاد معمولاً نباید از 10:1 تجاوز کند، که به یک تخته 0.062 اینچی اجازه می دهد تا سوراخ 0.006 اینچ (0.15 میلی متر) را از طریق آن سوراخ کند.

هنگام استفاده از ریز منافذ، نسبت تصویر به دلیل اندازه و عمق آنها بسیار متفاوت است. ایجاد سوراخ های کوچکتر ممکن است دشوار باشد. تلاش برای ایجاد یک سوراخ کوچک در لایه دهم برد مدار باعث ایجاد مشکلات زیادی برای تولیدکنندگان PCB خواهد شد. با این حال، اگر سوراخ فقط دو لایه از این لایه ها را بپوشاند، آبکاری بسیار آسان تر می شود. IPC برای تعیین منافذ بر اساس اندازه آنها استفاده می شود که برابر یا کمتر از 10 اینچ (0.006 میلی متر) است. با گذشت زمان، این اندازه رایج شد و IPC تصمیم گرفت تعریف آن را تغییر دهد تا از به روز رسانی مداوم مشخصات خود با تغییر تکنولوژی جلوگیری کند. IPC اکنون ریز منفذ را به عنوان حفره ای با نسبت ابعاد 0.15:1 تعریف می کند، تا زمانی که عمق سوراخ از 1 اینچ یا 0.010 میلی متر تجاوز نکند.

چگونه Microvia به مسیریابی آثار روی برد مدار کمک می کند

نام بازی در طراحی PCB این است که با افزایش تراکم فناوری PCB، مسیرهای مسیریابی بیشتری در یک منطقه کوچکتر به دست می آید. این امر منجر به استفاده از vias های کور و مدفون شده و همچنین روش هایی برای تعبیه ویا در پدهای نصب سطحی شده است. با این حال، سوراخ‌های کور و سوراخ‌های مدفون به دلیل مراحل حفاری اضافی درگیر، سخت‌تر هستند و حفاری می‌تواند مواد را در سوراخ‌ها باقی بگذارد و باعث نقص‌های تولید شود. دریچه‌های معمولی معمولاً بیش از حد بزرگ هستند که نمی‌توان آن‌ها را در پدهای نصب سطحی کوچک‌تر در دستگاه‌های با چگالی بالا تعبیه کرد. با این حال، ریز منافذ می توانند به حل همه این مشکلات کمک کنند:

Microvia ساخت ویوهای کوچک کور و مدفون را آسان تر می کند.

Micro vias برای پدهای نصب روی سطح کوچکتر مناسب است، و آنها را به ویژه برای دستگاه های با تعداد پین بالا مانند آرایه های شبکه توپ (BGA) مناسب می کند.

به دلیل اندازه کوچکتر، میکروویا امکان سیم کشی بیشتری را در اطراف آن فراهم می کند.

با توجه به اندازه آن، میکروویا همچنین می تواند به کاهش EMI و بهبود سایر مشکلات یکپارچگی سیگنال کمک کند.

میکروویاها روشی پیشرفته برای تولید PCB هستند. اگر برد مدار شما به آنها نیاز ندارد، بدیهی است که می خواهید از راه های استاندارد برای کاهش هزینه ها استفاده کنید. با این حال، اگر طراحی شما متراکم است و نیاز به فضای اضافی دارد، ببینید آیا استفاده از میکروویا کمک می کند. مثل همیشه، قبل از طراحی PCB با میکروویا، بهتر است با سازنده قرارداد تماس بگیرید تا عملکرد آن را بررسی کنید.

استفاده دقیق از Microvias به ابزار طراحی PCB شما بستگی دارد

پس از برقراری تماس با سازنده، گام بعدی این است که ابزار طراحی PCB خود را برای استفاده از میکروویا پیکربندی کنید. برای استفاده موثر از جزئیات طراحی میکروویا، باید کارهای زیادی را در ابزار انجام دهید. این شامل شکل جدید سوراخ و قوانین طراحی بعدی خواهد بود. میکروویاها را می توان انباشته کرد، که معمولاً با via های معمولی در دسترس نیست، بنابراین ابزار شما نیز باید بتواند با این مشکل مقابله کند.