In PCB dizajn, tiež vždy hľadáme nové technologické vylepšenia, aby sme si zjednodušili prácu a dosiahli viac úspechov, keď sa dizajn zmenšuje a zhusťuje. Jedným z týchto vylepšení sú mikropóry. Tieto laserom vŕtané priechodky sú menšie ako bežné priechodky a majú rôzne pomery strán. Vďaka svojej malej veľkosti zjednodušujú úlohu smerovania trás, čo nám umožňuje zabaliť viac vodičov do užšieho priestoru. Tu je viac informácií o pomere strán mikrovstupov a o tom, ako vám použitie mikropriechodov môže pomôcť pri návrhu PCB.

Skontrolujte priechodné otvory DPS

Najprv sa pozrime na niekoľko základných informácií o priechodných otvoroch a ich použití na doskách plošných spojov. Priechodné otvory sú vyvŕtané otvory v DPS. Pokovované otvory môžu viesť elektrické signály z jednej vrstvy do druhej. Rovnako ako stopy vedú signály horizontálne v PCB, môžu priechody viesť tieto signály aj vertikálne. Veľkosť priechodných otvorov sa môže meniť od malých po veľké. Väčšie priechodné otvory sa používajú pre napájacie a uzemňovacie siete a k doske je možné pripojiť aj mechanické prvky. Štandardné priechodné otvory sú vytvorené mechanickým vŕtaním. Možno ich rozdeliť do troch kategórií:

Priechodný otvor: diera vyvŕtaná od vrchnej vrstvy po spodnú vrstvu až po DPS.

Slepý otvor: Otvor vyvŕtaný z vonkajšej vrstvy do vnútornej vrstvy dosky plošných spojov namiesto toho, aby prechádzal doskou plošných spojov ako priechodný otvor.

Zakopané diery: Diery, ktoré začínajú a končia iba na vnútornej vrstve dosky. Tieto otvory nezasahujú do žiadnej vonkajšej vrstvy.

Na druhej strane sa micro vias odlišujú od štandardných v tom, že sú vŕtané laserom, vďaka čomu sú menšie ako bežné vŕtačky. Podľa šírky dosky nie je mechanické vŕtanie zvyčajne menšie ako 0.006 palca (0.15 mm) a mikrootvory sa od tejto veľkosti zmenšujú. Ďalším rozdielom v prípade mikrovias je, že zvyčajne zahŕňajú iba dve vrstvy, pretože pokovovanie medi v týchto malých otvoroch môže byť pre výrobcov ťažké. Ak potrebujete pripojiť priamo cez viac ako dve vrstvy, môžete mikroviasy naskladať dohromady.

Mikropóry začínajúce od povrchovej vrstvy nemusia byť vyplnené, ale v závislosti od aplikácie sa na vyplnenie skrytých mikropórov použijú rôzne materiály. Naskladané mikropriechody sú zvyčajne naplnené galvanizovanou meďou, aby sa zrealizovalo spojenie medzi naskladanými priechodkami. Ďalším spôsobom, ako spojiť mikropriechody cez vrstvy vrstiev, je rozložiť ich a spojiť krátkymi stopami. Ako je znázornené na obrázku nižšie, profil mikrovia sa líši od profilu konvenčnej priechodky, čo má za následok odlišný pomer strán.

Aký je pomer strán Microvia a prečo je dôležitý pri návrhu PCB?

Pomer strán priechodného otvoru je pomer medzi hĺbkou otvoru a priemerom otvoru (hĺbka otvoru a priemer otvoru). Napríklad štandardná obvodová doska s hrúbkou 0.062 palca a 0.020 palca priechodnými otvormi by mala mať pomer strán 3:1. Tento pomer sa dá použiť ako vodítko, aby sa zabezpečilo, že výrobca neprekročí možnosti výrobcu. Sú to vrtné zariadenia. Pri štandardnom vŕtaní by pomer strán vo všeobecnosti nemal presiahnuť 10:1, čo umožní 0.062 palcovej doske vyvŕtať cez ňu 0.006 palcový (0.15 mm) otvor.

Pri použití mikropórov sa pomer strán značne líši v dôsledku ich veľkosti a hĺbky. Môže byť ťažké obložiť menšie otvory. Pokus o doštičkovanie malého otvoru na 10. vrstve dosky plošných spojov spôsobí výrobcom PCB veľa problémov. Ak však otvor presahuje iba dve z týchto vrstiev, pokovovanie bude oveľa jednoduchšie. IPC sa používa na definovanie pórov na základe ich veľkosti, ktorá sa rovná alebo je menšia ako 0.006 palca (0.15 mm). Postupom času sa táto veľkosť stala bežnou a IPC sa rozhodla zmeniť svoju definíciu, aby sa vyhlo neustálej aktualizácii špecifikácií pri zmenách technológie. IPC teraz definuje mikropór ako otvor s pomerom strán 1:1, pokiaľ hĺbka otvoru nepresahuje 0.010 palca alebo 0.25 mm.

Ako Microvia pomáha smerovať stopy na doske plošných spojov

Názov hry v dizajne DPS je, že so zvyšujúcou sa hustotou technológie DPS sa získa viac smerovacích trás na menšom území. To viedlo k použitiu slepých a zakopaných priechodov, ako aj metód na vkladanie priechodov do podložiek na povrchovú montáž. Slepé diery a zapustené priechody sa však vyrábajú ťažšie kvôli dodatočným krokom vŕtania a vŕtanie môže zanechať materiál v otvoroch, čo spôsobí výrobné chyby. Bežné priechody sú zvyčajne príliš veľké na to, aby sa dali vložiť do menších podložiek na povrchovú montáž v dnešných zariadeniach s vysokou hustotou. Mikropóry však môžu pomôcť vyriešiť všetky tieto problémy:

Microvia uľahčuje výrobu malých slepých a zakopaných priechodiek.

Micro vias budú vhodné pre menšie podložky na povrchovú montáž, vďaka čomu sú obzvlášť vhodné pre zariadenia s vysokým počtom kolíkov, ako sú guľové mriežkové polia (BGA).

Vďaka svojej menšej veľkosti umožní mikrovia okolo seba viac káblov.

Vďaka svojej veľkosti môžu mikropriechody tiež pomôcť znížiť EMI a zlepšiť ďalšie problémy s integritou signálu.

Mikrovias sú pokročilou metódou výroby DPS. Ak ich vaša doska plošných spojov nevyžaduje, zrejme budete chcieť použiť štandardné priechody na zníženie nákladov. Ak je však váš dizajn hustý a vyžaduje priestor navyše, zistite, či vám pomôže mikrovias. Ako vždy, pred návrhom PCB s mikroviasami je najlepšie kontaktovať zmluvného výrobcu, aby skontroloval jeho výkon.

Presné použitie Microvias závisí od vašich návrhových nástrojov PCB

Po nadviazaní kontaktu s výrobcom je ďalším krokom konfigurácia nástroja na návrh PCB na používanie mikrovias. Ak chcete efektívne využiť detaily dizajnu mikrovia, musíte v nástroji urobiť veľa vecí. To bude zahŕňať nový tvar priechodného otvoru a následné pravidlá dizajnu. Mikropriechody môžu byť stohované, čo zvyčajne nie je k dispozícii pri bežných priechodoch, takže váš nástroj si musí poradiť aj s týmto.