In PCB conception, nous sommes également toujours à la recherche de nouvelles améliorations technologiques pour simplifier notre travail et réaliser plus de réalisations à mesure que la conception devient plus petite et plus dense. L’une de ces améliorations concerne les micropores. Ces vias percés au laser sont plus petits que les vias conventionnels et ont des rapports d’aspect différents. En raison de leur petite taille, ils simplifient la tâche de routage des traces, nous permettant d’emballer plus de fils dans un espace plus étroit. Voici plus d’informations sur le rapport hauteur/largeur des microvias et comment l’utilisation des microvias peut vous aider dans la conception de votre PCB.

Examiner les trous traversants du PCB

Tout d’abord, examinons quelques informations de base sur les trous traversants et leur utilisation sur les cartes de circuits imprimés. Les trous traversants sont des trous percés dans le PCB. Les trous plaqués peuvent conduire des signaux électriques d’une couche à une autre. Tout comme les traces conduisent les signaux horizontalement dans un PCB, les vias peuvent également conduire ces signaux verticalement. La taille des trous traversants peut varier de petite à grande. Des trous traversants plus grands sont utilisés pour les grilles d’alimentation et de mise à la terre, et même des caractéristiques mécaniques peuvent être connectées à la carte. Les trous débouchants standard sont créés par perçage mécanique. Ils peuvent être divisés en trois catégories :

Trou traversant : un trou percé de la couche supérieure à la couche inférieure jusqu’au PCB.

Trou borgne : Un trou percé de la couche externe à la couche interne de la carte de circuit imprimé, au lieu de traverser la carte de circuit imprimé comme un trou traversant.

Trous enterrés : Trous qui commencent et se terminent uniquement sur la couche intérieure de la planche. Ces trous ne s’étendent à aucune couche externe.

D’autre part, les micro vias se distinguent des vias standards par le fait qu’ils sont percés au laser, ce qui les rend plus petits que les perceuses conventionnelles. Selon la largeur de la planche, le perçage mécanique n’est généralement pas inférieur à 0.006 pouce (0.15 mm) et les micro-trous deviennent plus petits à partir de cette taille. Une autre différence avec les microvias est qu’ils ne couvrent généralement que deux couches, car le placage de cuivre dans ces petits trous peut être difficile pour les fabricants. Si vous devez vous connecter directement via plus de deux couches, vous pouvez empiler les microvias ensemble.

Les micropores à partir de la couche superficielle n’ont pas besoin d’être remplis, mais selon l’application, différents matériaux seront utilisés pour remplir les micropores enterrés. Les microvias empilés sont généralement remplis de cuivre électrolytique pour réaliser la connexion entre les vias empilés. Une autre façon de connecter des microvias via des piles de couches consiste à les décaler et à les connecter avec de courtes traces. Comme le montre la figure ci-dessous, le profil du microvia est différent du profil du via conventionnel, ce qui entraîne un rapport d’aspect différent.

Qu’est-ce que le rapport hauteur/largeur Microvia et pourquoi est-il important pour la conception de circuits imprimés ?

Le rapport hauteur/largeur du trou traversant est le rapport entre la profondeur du trou et le diamètre du trou (la profondeur du trou et le diamètre du trou). Par exemple, une carte de circuit imprimé standard avec une épaisseur de 0.062 pouces et des trous traversants de 0.020 pouces doit avoir un rapport hauteur/largeur de 3:1. Ce rapport peut être utilisé comme un guide pour s’assurer que le fabricant ne dépasse pas les capacités du fabricant. Ce sont des équipements de forage. Pour le perçage standard, le rapport d’aspect ne doit généralement pas dépasser 10:1, ce qui permettra à une planche de 0.062 pouce de percer un trou de 0.006 pouce (0.15 mm) à travers elle.

Lors de l’utilisation de micropores, le rapport d’aspect varie considérablement en raison de leur taille et de leur profondeur. Il peut être difficile de plaquer des trous plus petits. Essayer de plaquer un petit trou sur la 10ème couche du circuit imprimé posera de nombreux problèmes aux fabricants de PCB. Cependant, si le trou ne couvre que deux de ces couches, le placage devient beaucoup plus facile. IPC utilisé pour définir les pores en fonction de leur taille, qui est égale ou inférieure à 0.006 pouce (0.15 mm). Au fil du temps, cette taille est devenue courante et IPC a décidé de changer sa définition pour éviter de constamment mettre à jour ses spécifications au fur et à mesure que la technologie évolue. IPC définit désormais un micropore comme un trou avec un rapport d’aspect de 1:1, tant que la profondeur du trou ne dépasse pas 0.010 pouce ou 0.25 mm.

Comment Microvia aide à router les traces sur le circuit imprimé

Le nom du jeu dans la conception de PCB est qu’à mesure que la densité de la technologie PCB augmente, plus de routes de routage sont obtenues dans une zone plus petite. Cela a conduit à l’utilisation de vias borgnes et de vias enterrés, ainsi que de méthodes d’intégration de vias dans des plots de montage en surface. Cependant, les trous borgnes et les vias enterrés sont plus difficiles à fabriquer en raison des étapes de perçage supplémentaires impliquées, et le perçage peut laisser de la matière dans les trous, provoquant des défauts de fabrication. Les vias conventionnels sont généralement trop grands pour être intégrés dans les plus petits plots de montage en surface des dispositifs à haute densité d’aujourd’hui. Cependant, les micropores peuvent aider à résoudre tous ces problèmes :

Microvia facilite la fabrication de petits vias borgnes et enterrés.

Les micro vias conviendront aux plus petits plots de montage en surface, ce qui les rend particulièrement adaptés aux dispositifs à grand nombre de broches tels que les réseaux à billes (BGA).

En raison de sa plus petite taille, le microvia permettra plus de câblage autour de lui.

En raison de leur taille, les microvias peuvent également aider à réduire les EMI et à améliorer d’autres problèmes d’intégrité du signal.

Les microvias sont une méthode avancée de fabrication de PCB. Si votre circuit imprimé n’en a pas besoin, vous voudrez évidemment utiliser des vias standards pour réduire les coûts. Cependant, si votre conception est dense et nécessite un espace supplémentaire, voyez si l’utilisation de microvias vous aide. Comme toujours, avant de concevoir un PCB avec des microvias, il est préférable de contacter le sous-traitant pour vérifier ses performances.

L’utilisation précise des Microvias dépend de vos outils de conception de PCB

Après avoir établi le contact avec le fabricant, l’étape suivante consiste à configurer votre outil de conception de PCB pour utiliser les microvias. Pour utiliser efficacement les détails de la conception du microvia, vous devez faire beaucoup de choses dans l’outil. Cela inclura la nouvelle forme du trou traversant et les règles de conception ultérieures. Les microvias peuvent être empilés, ce qui n’est généralement pas disponible avec les vias classiques, votre outil doit donc également être capable de gérer cela.