In PCB ontwerp, zijn we ook altijd op zoek naar nieuwe technologische verbeteringen om ons werk te vereenvoudigen en meer prestaties te behalen naarmate het ontwerp kleiner en dichter wordt. Een van deze verbeteringen zijn microporiën. Deze met laser geboorde via’s zijn kleiner dan conventionele via’s en hebben verschillende beeldverhoudingen. Vanwege hun kleine formaat vereenvoudigen ze de taak van het routeren van sporen, waardoor we meer draden in een kleinere ruimte kunnen verpakken. Hier vindt u meer informatie over de beeldverhouding van microvias en hoe het gebruik van microvias u kan helpen bij uw PCB-ontwerp.

Beoordeel PCB door gaten

Laten we eerst eens kijken naar wat basisinformatie over doorgaande gaten en hun gebruik op printplaten. Doorgaande gaten zijn gaten die in de printplaat worden geboord. Geplateerde gaten kunnen elektrische signalen van de ene laag naar de andere geleiden. Net zoals sporen signalen horizontaal geleiden in een PCB, kunnen via’s deze signalen ook verticaal geleiden. De grootte van de doorgaande gaten kan variëren van klein tot groot. Grotere doorgaande gaten worden gebruikt voor stroom- en aardingsroosters en zelfs mechanische functies kunnen op het bord worden aangesloten. Standaard doorlopende gaten worden gemaakt door mechanisch te boren. Ze kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën:

Through hole: een gat geboord van de bovenste laag naar de onderste laag helemaal tot aan de printplaat.

Blind gat: een gat geboord van de buitenste laag naar de binnenste laag van de printplaat, in plaats van als een doorgaand gat door de printplaat te gaan.

Begraven gaten: gaten die alleen op de binnenste laag van het bord beginnen en eindigen. Deze gaten strekken zich niet uit tot een buitenlaag.

Aan de andere kant verschillen micro via’s van standaard via’s doordat ze met een laser worden geboord, waardoor ze kleiner zijn dan conventionele boren. Afhankelijk van de breedte van het bord is het mechanisch boren meestal niet minder dan 0.006 inch (0.15 mm), en worden de microgaatjes kleiner vanaf deze maat. Een ander verschil met microvia’s is dat ze meestal maar twee lagen overspannen, omdat het voor fabrikanten moeilijk kan zijn om koper in deze kleine gaatjes te plateren. Als u rechtstreeks via meer dan twee lagen verbinding moet maken, kunt u de microvia’s op elkaar stapelen.

De microporiën beginnend vanaf de oppervlaktelaag hoeven niet te worden gevuld, maar afhankelijk van de toepassing zullen verschillende materialen worden gebruikt om de begraven microporiën te vullen. De gestapelde microvia’s zijn meestal gevuld met gegalvaniseerd koper om de verbinding tussen de gestapelde via’s te realiseren. Een andere manier om microvia’s door laagstapels te verbinden, is door ze te spreiden en met korte sporen te verbinden. Zoals te zien is in de onderstaande afbeelding, is het profiel van de microvia anders dan het profiel van de conventionele via, wat resulteert in een andere beeldverhouding.

Wat is de beeldverhouding van Microvia en waarom is het belangrijk voor PCB-ontwerp?

De aspectverhouding van het doorlopende gat is de verhouding tussen de diepte van het gat en de diameter van het gat (de diepte van het gat en de diameter van het gat). Een standaard printplaat met een dikte van 0.062 inch en 0.020 inch doorgaande gaten moet bijvoorbeeld een beeldverhouding van 3:1 hebben. Deze verhouding kan als richtlijn worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de fabrikant de mogelijkheden van de fabrikant niet overschrijdt. Het zijn boorapparatuur. Voor standaardboren mag de beeldverhouding over het algemeen niet groter zijn dan 10:1, waardoor een plank van 0.062 inch een gat van 0.006 inch (0.15 mm) kan boren.

Bij gebruik van microporiën varieert de beeldverhouding sterk vanwege hun grootte en diepte. Het kan moeilijk zijn om kleinere gaten te plateren. Proberen om een ​​klein gaatje op de 10e laag van de printplaat te plaatsen, zal veel problemen opleveren voor PCB-fabrikanten. Als het gat echter slechts twee van deze lagen overspant, wordt het plateren veel gemakkelijker. IPC werd gebruikt om poriën te definiëren op basis van hun grootte, die gelijk is aan of kleiner is dan 0.006 inch (0.15 mm). In de loop van de tijd werd deze grootte gebruikelijk en IPC besloot de definitie te wijzigen om te voorkomen dat de specificaties voortdurend werden bijgewerkt als de technologie verandert. IPC definieert nu een microporie als een gat met een aspectverhouding van 1:1, zolang de diepte van het gat niet groter is dan 0.010 inch of 0.25 mm.

Hoe Microvia helpt om de sporen op de printplaat te routeren

De naam van het spel in PCB-ontwerp is dat naarmate de dichtheid van PCB-technologie toeneemt, er meer routeringsroutes worden verkregen in een kleiner gebied. Dit heeft geleid tot het gebruik van blinde via’s en begraven via’s, evenals methoden voor het inbedden van via’s in oppervlaktemontage-pads. Blinde gaten en begraven via’s zijn echter moeilijker te vervaardigen vanwege de extra boorstappen die ermee gemoeid zijn, en boren kan materiaal in de gaten achterlaten, wat fabricagefouten veroorzaakt. Conventionele via’s zijn meestal te groot om te worden ingebed in de kleinere pads voor oppervlaktemontage in de hedendaagse high-density-apparaten. Microporiën kunnen echter helpen bij het oplossen van al deze problemen:

Microvia maakt het gemakkelijker om kleine blinde en begraven via’s te maken.

Micro-via’s zijn geschikt voor kleinere pads voor oppervlaktemontage, waardoor ze met name geschikt zijn voor apparaten met een hoog aantal pinnen, zoals ball grid arrays (BGA).

Door zijn kleinere formaat zal de microvia meer bedrading om zich heen mogelijk maken.

Vanwege de grootte kunnen microvia’s ook helpen EMI te verminderen en andere problemen met de signaalintegriteit te verbeteren.

Microvia’s zijn een geavanceerde methode voor het vervaardigen van PCB’s. Als uw printplaat ze niet nodig heeft, wilt u natuurlijk standaard via’s gebruiken om de kosten te verlagen. Als uw ontwerp echter compact is en extra ruimte vereist, kijk dan of het gebruik van microvia’s helpt. Zoals altijd kunt u, voordat u een PCB met microvia’s ontwerpt, het beste contact opnemen met de contractfabrikant om de prestaties te controleren.

Het precieze gebruik van Microvias hangt af van uw PCB-ontwerptools

Nadat u contact heeft opgenomen met de fabrikant, is de volgende stap het configureren van uw PCB-ontwerptool om microvia’s te gebruiken. Om de details van het microvia-ontwerp effectief te gebruiken, moet u veel dingen in de tool doen. Dit omvat de nieuwe vorm van het doorlopende gat en de daaropvolgende ontwerpregels. Microvia’s kunnen worden gestapeld, wat bij gewone via’s meestal niet beschikbaar is, dus je tool moet hier ook mee om kunnen gaan.