In PCB projektowania, zawsze szukamy nowych ulepszeń technologicznych, aby uprościć naszą pracę i osiągnąć więcej osiągnięć, gdy projekt staje się mniejszy i gęstszy. Jednym z tych ulepszeń są mikropory. Te wywiercone laserowo przelotki są mniejsze niż przelotki konwencjonalne i mają różne proporcje. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom upraszczają zadanie trasowania śladów, dzięki czemu możemy upakować więcej przewodów na mniejszej przestrzeni. Oto więcej informacji o proporcjach mikroprzelotek i o tym, jak ich użycie może pomóc w projektowaniu PCB.

Sprawdź PCB przez otwory

Najpierw przyjrzyjmy się podstawowym informacjom o otworach przelotowych i ich wykorzystaniu na płytkach drukowanych. Otwory przelotowe to otwory wiercone w płytce drukowanej. Platerowane otwory mogą przewodzić sygnały elektryczne z jednej warstwy do drugiej. Tak jak ścieżki przewodzą sygnały poziomo na płytce drukowanej, przelotki mogą również przewodzić te sygnały w pionie. Rozmiar otworów przelotowych może się różnić od małych do dużych. Większe otwory przelotowe są używane do siatek zasilających i uziemiających, a do płyty można podłączyć nawet elementy mechaniczne. Standardowe otwory przelotowe są tworzone przez wiercenie mechaniczne. Można je podzielić na trzy kategorie:

Otwór przelotowy: otwór wywiercony od warstwy górnej do warstwy dolnej aż do płytki drukowanej.

Ślepy otwór: Otwór wywiercony od zewnętrznej warstwy do wewnętrznej warstwy płytki drukowanej, zamiast przechodzić przez płytkę drukowaną jak otwór przelotowy.

Buried Holes: Dziury, które zaczynają się i kończą tylko na wewnętrznej warstwie deski. Otwory te nie rozciągają się na żadną warstwę zewnętrzną.

Z drugiej strony, mikro przelotki różnią się od standardowych przelotek tym, że są wiercone laserem, co czyni je mniejszymi niż konwencjonalne wiertła. W zależności od szerokości płyty wiercenie mechaniczne jest zwykle nie mniejsze niż 0.006 cala (0.15 mm), a mikrootwory stają się mniejsze od tego rozmiaru. Kolejną różnicą w przypadku mikroprzelotek jest to, że zwykle obejmują tylko dwie warstwy, ponieważ powlekanie miedzią w tych małych otworach może być trudne dla producentów. Jeśli potrzebujesz połączyć bezpośrednio więcej niż dwie warstwy, możesz ułożyć mikroprzelotki razem.

Mikropory zaczynające się od warstwy powierzchniowej nie muszą być wypełniane, ale w zależności od zastosowania, do wypełnienia zakopanych mikroporów zostaną użyte różne materiały. Mikroprzelotki ułożone w stos są zwykle wypełnione miedzią galwaniczną, aby zapewnić połączenie między przelotkami ułożonymi w stos. Innym sposobem łączenia mikroprzelotek za pomocą stosów warstw jest ich rozłożenie i połączenie krótkimi ścieżkami. Jak pokazano na poniższym rysunku, profil mikroprzelotki różni się od profilu konwencjonalnej przelotki, co skutkuje innym współczynnikiem kształtu.

Jaki jest współczynnik proporcji Microvia i dlaczego jest tak ważny w projektowaniu PCB?

Współczynnik kształtu otworu przelotowego to stosunek głębokości otworu do średnicy otworu (głębokość otworu i średnica otworu). Na przykład standardowa płytka drukowana o grubości 0.062 cala i otworach przelotowych 0.020 cala powinna mieć współczynnik kształtu 3:1. Ten stosunek może służyć jako wskazówka, aby upewnić się, że producent nie przekracza możliwości producenta. Są sprzętem wiertniczym. W przypadku standardowego wiercenia współczynnik kształtu zasadniczo nie powinien przekraczać 10:1, co pozwoli desce 0.062 cala na wywiercenie przez nią otworu 0.006 cala (0.15 mm).

Podczas korzystania z mikroporów proporcje różnią się znacznie ze względu na ich rozmiar i głębokość. Osadzanie mniejszych otworów może być trudne. Próba umieszczenia małego otworu w 10. warstwie płytki drukowanej spowoduje wiele problemów dla producentów PCB. Jeśli jednak otwór obejmuje tylko dwie z tych warstw, poszycie staje się znacznie łatwiejsze. IPC używane do definiowania porów na podstawie ich wielkości, która jest równa lub mniejsza niż 0.006 cala (0.15 mm). Z biegiem czasu rozmiar ten stał się powszechny i ​​IPC zdecydowało się zmienić jego definicję, aby uniknąć ciągłego aktualizowania specyfikacji wraz ze zmianami technologicznymi. IPC definiuje teraz mikropor jako otwór o współczynniku kształtu 1:1, o ile głębokość otworu nie przekracza 0.010 cala lub 0.25 mm.

Jak Microvia pomaga poprowadzić ślady na płytce drukowanej

Nazwa gry w projektowaniu PCB polega na tym, że wraz ze wzrostem gęstości technologii PCB uzyskuje się więcej tras routingu na mniejszym obszarze. Doprowadziło to do stosowania przelotek ślepych i przelotek zakopanych, a także metod osadzania przelotek w podkładkach do montażu powierzchniowego. Jednak ślepe otwory i zakopane przelotki są trudniejsze do wykonania ze względu na dodatkowe etapy wiercenia, a wiercenie może pozostawić materiał w otworach, powodując wady produkcyjne. Konwencjonalne przelotki są zwykle zbyt duże, aby można je było osadzić w mniejszych podkładkach do montażu powierzchniowego w dzisiejszych urządzeniach o dużej gęstości. Jednak mikropory mogą pomóc rozwiązać wszystkie te problemy:

Microvia ułatwia produkcję małych przelotek ślepych i zakopanych.

Mikroprzelotki będą odpowiednie dla mniejszych podkładek do montażu powierzchniowego, dzięki czemu są szczególnie odpowiednie dla urządzeń o dużej liczbie pinów, takich jak matryce kulkowe (BGA).

Ze względu na mniejsze rozmiary, microvia pozwoli na więcej okablowania wokół niej.

Ze względu na swój rozmiar mikroprzelotki mogą również pomóc zredukować zakłócenia elektromagnetyczne i poprawić inne problemy z integralnością sygnału.

Microvias to zaawansowana metoda produkcji PCB. Jeśli twoja płytka drukowana ich nie wymaga, oczywiście będziesz chciał użyć standardowych przelotek, aby obniżyć koszty. Jeśli jednak Twój projekt jest gęsty i wymaga dodatkowej przestrzeni, sprawdź, czy użycie mikrowektorów nie pomaga. Jak zawsze przed zaprojektowaniem płytki z mikroprzelotkami najlepiej skontaktować się z producentem kontraktowym w celu sprawdzenia jej działania.

Dokładne wykorzystanie Microvias zależy od narzędzi do projektowania PCB

Po nawiązaniu kontaktu z producentem, kolejnym krokiem jest skonfigurowanie narzędzia do projektowania PCB do korzystania z mikroprzelotek. Aby efektywnie wykorzystać szczegóły projektu microvia, musisz zrobić wiele rzeczy w narzędziu. Obejmie to nowy kształt otworu przelotowego i późniejsze zasady projektowania. Microvias można układać w stosy, co zwykle nie jest dostępne w przypadku zwykłych przelotek, więc Twoje narzędzie również musi sobie z tym poradzić.