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連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的

PCB線路板打樣 ? 來源:ct ? 2019-09-15 05:57 ? 次閱讀
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過孔是鉆入PCB的微型導電通路,用于在不同層之間建立電連接?;旧希资荘CB中的垂直走線。

在深入探討通孔之前,我將簡單地定義一下PCB是。 PCB是受控參數(shù)下的信號傳輸技術(shù)。印刷電路板是組件互連的基礎(chǔ)。主要目的是在有源和無源組件之間形成電連接,而不會中斷或干擾另一信號或連接。因此,基本思想是形成連接網(wǎng)絡(luò)而不與另一個連接沖突。因此,PCB是連接彼此不重疊的組件的連接。

為了達到這個標準,PCB由多層組成。但是這些多層膜如何相互連接以建立電氣連續(xù)性?這是一個通道彈出到圖片中。

如前所述,過孔是微小的導電隧道,連接PCB的不同層并允許信號流過它們。制造商可以精確地鉆取符合設(shè)計者要求的通孔,使該PCB制造商成為業(yè)界最佳制造商。在設(shè)計電路之前找出制造商的能力始終是一個好習慣。

寬高比

方面比率(AR)是決定PCB可靠性的參數(shù)。在討論有關(guān)過孔的更多信息之前,讓我們先了解寬高比的概念??v橫比是PCB厚度與鉆孔直徑之比。

縱橫比(通孔)=(PCB厚度)/(鉆孔直徑)

由于微孔不會突出整個電路板,因此縱橫比為:

縱橫比(微孔)=(鉆孔深度)/(鉆孔直徑)

縱橫比在PCB制造過程中的電鍍過程中起著重要作用。電鍍液必須在鉆孔內(nèi)有效流動,以實現(xiàn)所需的鍍銅。與板厚度相比較小的孔可導致不均勻或不令人滿意的銅鍍層??v橫比越大,在通孔內(nèi)實現(xiàn)可靠的鍍銅越具挑戰(zhàn)性。因此,縱橫比越小,PCB可靠性越高。在Sierra Circuits,我們?yōu)槲⒖滋峁?.75:1的寬高比。

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
Microvias縱橫比。圖片來源:Roozbeh Bakhshi

縱橫比圖表

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的

不同種類的過孔

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
過孔類型

根據(jù)其功能,在PCB上鉆有不同類型的過孔。

  • 通孔過孔 - 孔從頂部穿透到底層。連接是從頂層到底層建立的。
  • 盲孔 - 孔從外層穿透并終止于內(nèi)層??撞粫┩刚麄€板,而是將PCB的外層連接到至少一個內(nèi)層。連接是從頂層到中心的層,或從底層到中間的某個層。一旦層壓完成,就不能看到孔的另一端。因此,它們被稱為盲孔。
  • 埋設(shè)過孔(隱藏過孔) - 這些過孔位于內(nèi)層,沒有到外層的路徑。它們連接內(nèi)層并遠離視線。

根據(jù)IPC標準,埋入式過孔和盲孔的直徑必須小于或等于6密耳(150微米)。

Microvias

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
Microvia說明。圖片來源:Roozbeh Bakhshi

最常見的過孔是微孔(μvias)。在PCB制造期間,微孔通過激光鉆孔并且與標準通孔相比具有更小的直徑。 Microvias在高密度互連(HDI)PCB中實現(xiàn)。微孔的深度通常不超過兩層,因為在這些小通孔內(nèi)鍍銅是一項繁瑣的工作。如前所述,通孔直徑越小,電鍍槽的拋光能力就越高,以實現(xiàn)化學鍍銅。

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
微孔類型

Microvias可分為堆疊過孔交錯過孔在PCB層的位置。此外,還有另一種稱為 skipvias 的微虛擬。 Skipvias跳過一層,這意味著它們通過一層不與該特定層電接觸。跳過的層不會與該通路形成電連接。因此,名稱。

Microvias改善了電氣特性,并允許在更小的空間內(nèi)實現(xiàn)更高功能的小型化。這反過來為智能手機和其他移動設(shè)備中的大引腳數(shù)芯片提供了空間。 Microvias減少了印刷電路板設(shè)計中的層數(shù),并實現(xiàn)了更高的布線密度。這消除了對通孔過孔的需要。微孔微尺寸和能力連續(xù)增加了處理能力。實現(xiàn)微通孔而不是通孔可以減少PCB的層數(shù),并且還可以簡化BGA突破。沒有microvias,你仍然會使用一個大胖無繩電話,而不是你的時尚小智能手機。

通過

有時,通孔覆蓋有焊接掩模,因此通孔不會暴露。這被稱為帳篷或覆蓋的通道。

由于現(xiàn)在我們對通孔有了更好的理解,讓我們來看看最重要的部分,焊盤中的通孔。有時也稱為焊盤上的焊盤。

焊盤中的焊盤或焊盤上的焊孔(VIPPO)

信號速度,電路板元件密度和PCB厚度的增加導致了焊盤內(nèi)部的實現(xiàn)。 CAD設(shè)計工程師實施VIPPO以及傳統(tǒng)的通孔結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)可布線性和信號完整性要求。

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
Via In Pad Vs Traditional Via

那么,什么是焊盤?讓我解釋。在傳統(tǒng)的過孔中,信號跡線遠離焊盤然后到達通孔。您可以在上圖中看到這一點。這樣做是為了避免在回流過程中焊膏滲入通孔。在焊盤中的通孔中,鉆孔位于焊盤正下方。確切地說,通孔放置在表面貼裝元件的焊盤內(nèi)。

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
傳統(tǒng)Dog Bone和VIPPO Vias。圖片來源:Cisco Systems,Inc。

首先,根據(jù)設(shè)計人員的要求,通孔填充有非導電環(huán)氧樹脂。之后,該通孔被加蓋并鍍覆以提供導電性。這種技術(shù)縮短了信號路徑長度,從而消除了寄生電感和電容效應(yīng)。

焊盤中的焊盤可適應(yīng)更小的元件間距尺寸,并縮小PCB的整體尺寸。該技術(shù)非常適用于BGA封裝元件。

為了使事情變得更好,背鉆工藝與焊盤一起實施。執(zhí)行后鉆以消除通孔的未使用部分內(nèi)的信號反射。鉆出不需要的通孔根部以去除任何類型的信號反射。這確保了信號的完整性。

連接PCB層的微小導電隧道是什么樣子的
帶背鉆的Vippo。圖片來源:Cisco Systems,Inc。

總之,過孔基本上都是井,但不足以放棄硬幣并許愿。 PCB制造商實施的過孔技術(shù)可能會影響您的產(chǎn)品。下次遇到許愿井時,請記得希望獲得完美的通道。

快速PCB設(shè)計提示

以下是您在設(shè)計中使用過孔時可以考慮的一些快速提示:

  • 避免盲孔和埋孔 - 這需要更多的鉆孔時間和額外的疊片。這會增加整個PCB的成本。
  • 堆疊和交錯的過孔 - 選擇交錯而不是堆疊的過孔,因為堆疊的過孔需要填充和平面化。此過程既費時又昂貴。
  • 保持縱橫比最小。這提供了更好的電氣性能和信號完整性。降低噪聲和串擾,降低EMI/RFI。
  • 實現(xiàn)更小的過孔。這可以幫助您構(gòu)建高效的HDI PCB,因為雜散電容和電感會減少。
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