In PCB design, er vi også alltid på utkikk etter nye teknologiforbedringer for å forenkle arbeidet vårt, og oppnå flere prestasjoner etter hvert som designet blir mindre og tettere. En av disse forbedringene er mikroporer. Disse laserborede viaene er mindre enn konvensjonelle vias og har forskjellige sideforhold. På grunn av sin lille størrelse forenkler de oppgaven med å dirigere spor, slik at vi kan pakke flere ledninger på et smalere rom. Her er mer informasjon om størrelsesforholdet til mikroviaer og hvordan bruk av mikroviaer kan hjelpe deg med PCB-designet.

Gjennomgå PCB gjennom hull

La oss først se på litt grunnleggende informasjon om gjennomgående hull og deres bruk på trykte kretskort. Gjennomgående hull er det boret hull i PCB. Belagte hull kan lede elektriske signaler fra ett lag til et annet. Akkurat som spor leder signaler horisontalt i et PCB, kan vias også lede disse signalene vertikalt. Størrelsen på de gjennomgående hullene kan variere fra små til store. Større gjennomgående hull brukes til strøm- og jordingsnett, og til og med mekaniske funksjoner kan kobles til brettet. Standard gjennomgående hull lages ved mekanisk boring. De kan deles inn i tre kategorier:

Gjennomgående hull: et hull boret fra topplaget til bunnlaget helt til PCB.

Blindt hull: Et hull boret fra det ytre laget til det indre laget av kretskortet, i stedet for å gå gjennom kretskortet som et gjennomgående hull.

Begravde hull: Hull som starter og slutter kun på det indre laget av brettet. Disse hullene strekker seg ikke til noe ytre lag.

På den annen side er mikroviaer forskjellige fra standard viaer ved at de er boret med laser, noe som gjør dem mindre enn konvensjonelle bor. I henhold til bredden på brettet er den mekaniske boringen vanligvis ikke mindre enn 0.006 tommer (0.15 mm), og mikrohullene blir mindre fra denne størrelsen. En annen forskjell med mikroviaer er at de vanligvis spenner over bare to lag, fordi plettering av kobber i disse små hullene kan være vanskelig for produsenter. Hvis du trenger å koble direkte gjennom mer enn to lag, kan du stable mikroviaene sammen.

Mikroporene som starter fra overflatesjiktet trenger ikke fylles, men avhengig av bruken vil ulike materialer brukes til å fylle de nedgravde mikroporene. De stablede mikroviaene er vanligvis fylt med elektroplettert kobber for å realisere forbindelsen mellom de stablede viaene. En annen måte å koble mikroviaer gjennom lagstabler er å forskyve dem og koble dem med korte spor. Som vist i figuren nedenfor er profilen til mikrovia forskjellig fra profilen til konvensjonell via, noe som resulterer i et annet sideforhold.

Hva er Microvia-sideforholdet og hvorfor er det viktig for PCB-design?

Sideforholdet til det gjennomgående hullet er forholdet mellom hullets dybde og hullets diameter (hullets dybde og hullets diameter). For eksempel bør et standard kretskort med en tykkelse på 0.062 tommer og 0.020 tommer gjennomgående hull ha et sideforhold på 3:1. Dette forholdet kan brukes som en veiledning for å sikre at produsenten ikke overskrider produsentens muligheter. De er boreutstyr. For standard boring bør sideforholdet generelt ikke overstige 10:1, noe som vil tillate en 0.062 tommers planke å bore et 0.006 tommer (0.15 mm) hull gjennom den.

Ved bruk av mikroporer varierer sideforholdet mye på grunn av størrelsen og dybden. Det kan være vanskelig å belegge mindre hull. Å prøve å plate et lite hull på det 10. laget av kretskortet vil forårsake mange problemer for PCB-produsenter. Men hvis hullet spenner over bare to av disse lagene, blir pletteringen mye lettere. IPC brukes til å definere porene basert på deres størrelse, som er lik eller mindre enn 0.006 tommer (0.15 mm). Over tid ble denne størrelsen vanlig, og IPC bestemte seg for å endre definisjonen for å unngå å stadig oppdatere spesifikasjonene etter hvert som teknologien endres. IPC definerer nå en mikropore som et hull med et sideforhold på 1:1, så lenge dybden på hullet ikke overstiger 0.010 tommer eller 0.25 mm.

Hvordan Microvia hjelper til med å rute sporene på kretskortet

Navnet på spillet i PCB-design er at når tettheten av PCB-teknologi øker, oppnås flere rutingruter i et mindre område. Dette har ført til bruk av blinde vias og nedgravde vias, samt metoder for å legge inn vias i overflatemonteringsputer. Imidlertid er blinde hull og nedgravde vias vanskeligere å produsere på grunn av de ekstra boretrinnene som er involvert, og boring kan etterlate materiale i hullene, og forårsake produksjonsfeil. Konvensjonelle vias er vanligvis for store til å bygges inn i de mindre overflatemonteringsputene i dagens enheter med høy tetthet. Imidlertid kan mikroporer bidra til å løse alle disse problemene:

Microvia gjør det lettere å produsere små persienner og nedgravde viaer.

Micro vias vil være egnet for mindre overflatemonterte pads, noe som gjør dem spesielt egnet for enheter med høyt antall pinner som ball grid arrays (BGA).

På grunn av sin mindre størrelse vil mikrovia tillate mer ledninger rundt den.

På grunn av størrelsen kan mikroviaer også bidra til å redusere EMI og forbedre andre signalintegritetsproblemer.

Microvias er en avansert metode for PCB-produksjon. Hvis kretskortet ditt ikke krever dem, vil du åpenbart bruke standard viaer for å redusere kostnadene. Men hvis designet ditt er tett og krever ekstra plass, se om det hjelper å bruke mikrovias. Som alltid, før du designer en PCB med mikrovias, er det best å kontakte kontraktsprodusenten for å sjekke ytelsen.

Den nøyaktige bruken av Microvias avhenger av dine PCB-designverktøy

Etter å ha etablert kontakt med produsenten, er neste trinn å konfigurere PCB-designverktøyet til å bruke mikroviaer. For å effektivt bruke detaljene i microvia-designet, må du gjøre mange ting i verktøyet. Dette vil inkludere den nye gjennomhullsformen og påfølgende designregler. Microvias kan stables, noe som vanligvis ikke er tilgjengelig med vanlige vias, så verktøyet ditt må også kunne håndtere dette.