In PCB design, siamo anche sempre alla ricerca di nuovi miglioramenti tecnologici per semplificare il nostro lavoro e ottenere più risultati man mano che il design diventa più piccolo e più denso. Uno di questi miglioramenti sono i micropori. Questi via perforati al laser sono più piccoli dei via convenzionali e hanno proporzioni diverse. Grazie alle loro dimensioni ridotte, semplificano il compito di instradare le tracce, permettendoci di imballare più cavi in ​​uno spazio più ristretto. Ecco maggiori informazioni sulle proporzioni delle microvia e su come l’utilizzo delle microvia può aiutarti con la progettazione del tuo PCB.

Rivedere i fori passanti del PCB

Innanzitutto, diamo un’occhiata ad alcune informazioni di base sui fori passanti e sul loro utilizzo sui circuiti stampati. I fori passanti sono fori praticati nel PCB. I fori placcati possono condurre segnali elettrici da uno strato all’altro. Proprio come le tracce conducono i segnali orizzontalmente in un PCB, i via possono anche condurre questi segnali verticalmente. La dimensione dei fori passanti può variare da piccola a grande. Fori passanti più grandi vengono utilizzati per le reti di alimentazione e di messa a terra e alla scheda possono essere collegati anche elementi meccanici. I fori passanti standard vengono creati mediante foratura meccanica. Possono essere suddivisi in tre categorie:

Foro passante: un foro praticato dallo strato superiore allo strato inferiore fino al PCB.

Foro cieco: un foro praticato dallo strato esterno allo strato interno del circuito, invece di passare attraverso il circuito come un foro passante.

Bui interrati: buchi che iniziano e finiscono solo sullo strato interno della tavola. Questi fori non si estendono a nessuno strato esterno.

D’altra parte, le micro vie sono diverse dalle vie standard in quanto sono perforate con un laser, il che le rende più piccole delle perforatrici convenzionali. A seconda della larghezza della tavola, la perforazione meccanica è solitamente non inferiore a 0.006 pollici (0.15 mm) e i microfori diventano più piccoli da questa dimensione. Un’altra differenza con le microvie è che di solito si estendono solo su due strati, perché la placcatura del rame in questi piccoli fori può essere difficile per i produttori. Se hai bisogno di connetterti direttamente attraverso più di due livelli, puoi impilare le microvie insieme.

I micropori a partire dallo strato superficiale non devono essere riempiti, ma a seconda dell’applicazione verranno utilizzati materiali diversi per riempire i micropori interrati. Le microvie impilate sono solitamente riempite con rame elettrolitico per realizzare la connessione tra le vie impilate. Un altro modo per collegare le microvia attraverso gli stack di livelli è scaglionarle e collegarle con brevi tracce. Come mostrato nella figura sottostante, il profilo della microvia è diverso dal profilo della via convenzionale, risultando in un diverso rapporto di aspetto.

Qual è l’aspect ratio di Microvia e perché è importante per la progettazione di PCB?

Il rapporto di aspetto del foro passante è il rapporto tra la profondità del foro e il diametro del foro (la profondità del foro e il diametro del foro). Ad esempio, un circuito stampato standard con uno spessore di 0.062 pollici e fori passanti di 0.020 pollici dovrebbe avere un rapporto di aspetto di 3:1. Questo rapporto può essere utilizzato come guida per garantire che il produttore non superi le capacità del produttore. Sono attrezzature di perforazione. Per la perforazione standard, il rapporto di aspetto non deve generalmente superare 10:1, il che consentirà a una tavola da 0.062 pollici di praticare un foro di 0.006 pollici (0.15 mm) attraverso di essa.

Quando si utilizzano i micropori, le proporzioni variano notevolmente a causa delle loro dimensioni e profondità. Può essere difficile placcare fori più piccoli. Provare a placcare un piccolo foro sul decimo strato del circuito causerà molti problemi ai produttori di PCB. Tuttavia, se il foro si estende solo su due di questi strati, la placcatura diventa molto più semplice. IPC utilizzato per definire i pori in base alla loro dimensione, che è uguale o inferiore a 10 pollici (0.006 mm). Nel tempo, questa dimensione è diventata comune e IPC ha deciso di modificare la sua definizione per evitare di aggiornare costantemente le sue specifiche al variare della tecnologia. IPC ora definisce un microporo come un foro con un rapporto di aspetto di 0.15:1, purché la profondità del foro non superi 1 pollici o 0.010 mm.

Come Microvia aiuta a instradare le tracce sulla scheda elettronica

Il nome del gioco nella progettazione PCB è che con l’aumento della densità della tecnologia PCB, si ottengono più percorsi di routing in un’area più piccola. Ciò ha portato all’uso di vie cieche e interrate, nonché di metodi per incorporare le vie nei pad a montaggio superficiale. Tuttavia, i fori ciechi e le vie interrate sono più difficili da produrre a causa delle fasi di perforazione aggiuntive coinvolte e la perforazione può lasciare materiale nei fori, causando difetti di fabbricazione. I via convenzionali sono solitamente troppo grandi per essere incorporati nei pad più piccoli per montaggio superficiale nei dispositivi ad alta densità di oggi. Tuttavia, i micropori possono aiutare a risolvere tutti questi problemi:

Microvia semplifica la produzione di piccole vie cieche e interrate.

I micro vias saranno adatti per pad a montaggio superficiale più piccoli, rendendoli particolarmente adatti per dispositivi ad alto numero di pin come gli array a griglia a sfera (BGA).

A causa delle sue dimensioni più ridotte, la microvia consentirà più cablaggi attorno ad essa.

A causa delle sue dimensioni, le microvia possono anche aiutare a ridurre l’EMI e migliorare altri problemi di integrità del segnale.

Le microvia sono un metodo avanzato di produzione di PCB. Se il tuo circuito non li richiede, ovviamente vorrai utilizzare i via standard per ridurre i costi. Tuttavia, se il tuo progetto è denso e richiede spazio extra, verifica se l’utilizzo di microvia aiuta. Come sempre, prima di progettare un PCB con microvia, è meglio contattare il produttore a contratto per verificarne le prestazioni.

L’uso preciso di Microvias dipende dai tuoi strumenti di progettazione PCB

Dopo aver stabilito un contatto con il produttore, il passaggio successivo consiste nel configurare lo strumento di progettazione PCB per l’utilizzo delle microvia. Per utilizzare efficacemente i dettagli del design della microvia, devi fare molte cose nello strumento. Ciò includerà la nuova forma del foro passante e le successive regole di progettazione. I microvia possono essere impilati, cosa che di solito non è disponibile con i via normali, quindi il tuo strumento deve essere in grado di gestire anche questo.