PCB设计中的微孔纵横比

在PCB设计中，我们还一直在寻求新技术改进以简化我们的工作，并随着设计变得越来越小，越来越密集而实现更多成就。这些改进之一是微孔。这些激光钻孔的通孔比常规的通孔小，并且具有不同的纵横比。由于尺寸较小，它们简化了布线轨迹的任务，使我们可以在更狭窄的空间中封装更多的布线。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。

 

审查PCB通孔

首先，让我们看一下通孔的一些基本信息以及它们在印刷电路板上的用法。通孔是在PCB上钻孔的孔，电镀孔可将电信号从一层传导到另一层。就像走线在PCB中水平传导信号一样，过孔也可以垂直传导这些信号。通孔的大小可以从小到大不等，较大的通孔用于电源和接地网，甚至可以将机械特征连接到板上。通过机械钻孔来创建标准通孔，它们可分为三类：

l 通孔：从顶层一直到底层一直钻到PCB上的孔。

l 盲孔：从电路板的外层钻到内层的孔，而不会像通孔一样一直穿过电路板。

l 埋入孔：仅在板的内部层上开始和结束的孔。这些孔不延伸到任一外部层。

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，这使它们比常规钻孔小。根据板子的宽度，机械钻孔通常不小于0.006英寸（0.15毫米），微孔从该尺寸开始变小。微孔的另一个不同之处在于，它们通常仅跨越两层，因为在这些小孔内镀铜对于制造商而言可能很困难。如果需要通过两层以上进行直接连接，则可以将微孔堆叠在一起。

从表面层开始的微孔不需要填充，但是根据应用，将用不同的材料填充掩埋的微孔。堆叠的微孔通常填充有电镀铜，以实现堆叠通孔之间的连接。通过层堆栈连接微孔的另一种方法是将它们交错排列并用短走线连接。如下图所示，微孔的轮廓与常规过孔的轮廓不同，从而导致宽高比不同。

 

什么是Microvia宽高比，为什么对PCB设计很重要？

通孔的纵横比是孔的深度与孔的直径之间的比（孔的深度与孔的直径）。例如，厚度为0.062英寸，有0.020英寸通孔的标准电路板的长宽比应为3：1。该比值可作为指导，以确保制造商不超过制造商的能力。他们在钻孔时的设备。对于标准钻孔，长宽比通常不应超过10：1，这将允许0.062英寸的木板通过其钻出0.006英寸（0.15毫米）的孔。

使用微孔时，长宽比因其大小和深度而有很大不同。电镀较小的孔可能很困难，尝试在电路板的 10 层上电镀一个小孔会给PCB制造商带来很多问题。但是，如果孔仅跨越这些层中的两层，则镀覆变得容易得多。IPC曾经根据其尺寸定义微孔，该尺寸等于或小于0.006英寸（0.15毫米）。随着时间的推移，这种尺寸变得很普遍，IPC决定更改其定义，以避免随着技术的变化而不断更新其规格。现在，IPC将微孔定义为长宽比为1：1的孔，只要该孔的深度不超过0.010英寸或0.25 mm。

Microvia如何帮助电路板上的走线布线

PCB设计中的游戏名称是随着PCB技术的密度增加而在较小的区域中获得更多的走线路由。这导致了盲孔和掩埋通孔的使用，以及在表面安装焊盘中嵌入通孔的方法。然而，由于涉及额外的钻孔步骤，盲孔和掩埋通孔更难以制造，并且钻孔会在孔中留下材料，从而导致制造缺陷。常规通孔通常也太大，无法嵌入当今高密度器件中较小的表面安装焊盘中。但是，微孔可以帮助解决所有这些问题：

l Microvia更容易制造小的盲孔和埋孔。

l 微型通孔将适合较小的表面安装焊盘，使它们特别适用于球栅阵列（BGA）等高引脚数器件。

l 由于其尺寸较小，微孔将允许在其周围进行更多的布线。

l 由于其尺寸，微孔还可帮助降低EMI并改善其他信号完整性问题。

微孔是PCB制造的一种先进方法，如果您的电路板不需要它们，您显然会希望使用标准的过孔来降低成本。但是，如果您的设计密集且需要额外的空间，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，最好先与合同制造商联系以检查其性能。

Microvias的精确使用取决于您的PCB设计工具

与制造商建立联系之后，下一步就是配置您的PCB设计工具以使用微孔。要有效使用微孔设计的细节，您需要在工具中做很多事情。这将包括新的通孔形状以及随之而来的设计规则。可以将Microvias堆叠起来，这通常是常规通孔所不具备的，因此您的工具也必须能够对此进行应对。