PCB设计中微孔的纵横比

In PCB 在设计的同时,我们也一直在寻找新技术的改进来简化我们的工作,并随着设计变得更小更密集而取得更多成就。 这些改进之一是微孔。 这些激光钻孔的通孔比传统的通孔小,并且具有不同的纵横比。 由于尺寸小,它们简化了布线任务,使我们能够在更窄的空间中封装更多的电线。 以下是有关微孔纵横比以及使用微孔如何帮助您进行 PCB 设计的更多信息。

印刷电路板

审查 PCB 通孔

首先,让我们看一下有关通孔的一些基本信息及其在印刷电路板上的用途。 通孔是在 PCB 上钻出的孔。 电镀孔可以将电信号从一层传导到另一层。 正如线路在 PCB 中水平传导信号一样,过孔也可以垂直传导这些信号。 通孔的尺寸可以从小到大变化。 较大的通孔用于电源和接地网,甚至可以将机械部件连接到电路板上。 标准通孔是通过机械钻孔形成的。 它们可以分为三类:

通孔:从顶层钻到底层一直到PCB的孔。

盲孔:从电路板的外层钻到内层的孔,而不是像通孔那样穿过电路板。

埋孔:仅在板的内层开始和结束的孔。 这些孔不延伸到任何外层。

另一方面,微通孔与标准通孔的不同之处在于它们是用激光钻孔的,这使得它们比传统钻孔小。 根据板的宽度,机械钻孔通常不小于0.006英寸(0.15毫米),微孔从这个尺寸变小。 与微孔的另一个区别是它们通常只跨越两层,因为制造商很难在这些小孔中镀铜。 如果需要通过两层以上直接连接,可以将微孔堆叠在一起。

从表层开始的微孔不需要填充,但根据应用的不同,将使用不同的材料来填充埋藏的微孔。 堆叠的微孔通常用电镀铜填充,以实现堆叠过孔之间的连接。 通过层堆栈连接微通孔的另一种方法是将它们交错并用短走线连接它们。 如下图所示,微孔的轮廓与常规过孔的轮廓不同,导致了不同的纵横比。

什么是微孔纵横比,为什么它对 PCB 设计很重要?

通孔的纵横比是孔的深度与孔的直径(孔的深度与孔的直径)之比。 例如,一块厚度为 0.062 英寸、通孔为 0.020 英寸的标准电路板的纵横比应为 3:1。 该比率可作为指导,以确保制造商不会超出制造商的能力。 他们是钻井设备。 对于标准钻孔,纵横比通常不应超过 10:1,这将允许 0.062 英寸的木板穿过它钻出 0.006 英寸(0.15 毫米)的孔。

使用微孔时,纵横比因它们的大小和深度而有很大差异。 电镀较小的孔可能很困难。 试图在电路板的第10层镀一个小孔会给PCB制造商带来很多问题。 然而,如果孔只跨越这些层中的两层,电镀变得容易得多。 IPC 用于根据其大小定义孔,其大小等于或小于 0.006 英寸(0.15 毫米)。 随着时间的推移,这种尺寸变得普遍,IPC 决定改变其定义,以避免随着技术的变化不断更新其规范。 IPC 现在将微孔定义为纵横比为 1:1 的孔,只要孔的深度不超过 0.010 英寸或 0.25 毫米。

Microvia 如何帮助布线电路板上的走线

PCB设计中的游戏名称是随着PCB技术密度的增加,在更小的面积内获得更多的布线。 这导致使用盲孔和埋孔,以及在表面贴装焊盘中嵌入过孔的方法。 然而,由于涉及额外的钻孔步骤,盲孔和埋孔更难制造,并且钻孔会在孔中留下材料,导致制造缺陷。 在当今的高密度器件中,传统的通孔通常太大而无法嵌入较小的表面贴装焊盘中。 然而,微孔可以帮助解决所有这些问题:

微孔使制造小盲孔和埋孔变得更容易。

微通孔将适用于较小的表面贴装焊盘,使其特别适用于球栅阵列 (BGA) 等高引脚数器件。

由于其较小的尺寸,微孔将允许在其周围进行更多布线。

由于其尺寸,微孔还有助于降低 EMI 并改善其他信号完整性问题。

微孔是一种先进的 PCB 制造方法。 如果您的电路板不需要它们,您显然希望使用标准过孔来降低成本。 但是,如果您的设计密集且需要额外空间,请查看使用微孔是否有帮助。 与往常一样,在设计带有微孔的 PCB 之前,最好联系合同制造商检查其性能。

微孔的精确使用取决于您的 PCB 设计工具

与制造商建立联系后,下一步是配置您的 PCB 设计工具以使用微孔。 为了有效地利用微孔设计的细节,你需要在工具中做很多事情。 这将包括新的通孔形状和后续设计规则。 微通孔可以堆叠,这通常不适用于常规通孔,因此您的工具也必须能够处理此问题。