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PCB设计中的微通径纵横比

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作者Cadence PCB解决方案

这是一所挂满圣诞彩灯的房子

技术的目标要么是简化你的工作，要么是让你有可能完成更多的工作。如果你能两者兼顾，那么你就真的处于最佳位置了。多年来，在圣诞节期间，我都会在黄昏时在家里跑来跑去，把所有的圣诞灯都插上，然后在睡觉前把插头拔掉。最终，我升级为插件式计时器，现在我使用的是智能插头，它可以通过语音命令自动调度或控制。开灯和关灯的任务变得更容易了，我给妻子添了更多的灯。

在PCB设计中，我们也在不断地寻找新的技术改进来简化我们的工作，并随着设计变得更小和更密集而完成更多。其中一项改进是微通孔技术。这些激光钻孔过孔比常规过孔小，具有不同的纵横比。由于其较小的尺寸，它们简化了路由跟踪的任务，允许我们在更紧凑的空间中包装更多的路由。以下是关于微孔纵横比的更多信息，以及如何使用微孔可以帮助您的PCB设计。

PCB过孔审查

首先，让我们回顾一下过孔的一些基本信息以及它们在印刷电路板中的应用。过孔是在PCB上钻出的孔，被镀以将电信号从一层传导到另一层。正如走线在PCB中水平传导信号一样，过孔垂直传导信号。过孔的大小可以从小到大，较大的过孔用于电源和地网，甚至将机械功能连接到板上。标准过孔是通过机械钻孔形成的，分为三类:

  • 通孔通过:PCB上的孔从顶层一直钻到底层。

  • 盲目的通过:从电路板的外层钻到内层的孔，而不是像通孔那样穿透电路板。

  • 通过埋:只在板子内层上开始和停止的孔。这些孔不延伸到任何外层。

另一方面，微孔与标准孔的不同之处在于，它们是用激光钻孔的，这使得它们比常规钻孔小。机械钻的孔通常不小于0.006英寸(0.15毫米)，这取决于板的宽度，微孔从这个尺寸开始，然后越来越小。微孔的另一个区别是它们通常只跨越两层，因为在这些小孔中镀铜对制造者来说会很困难吗．如果需要通过两层以上进行直接连接，则微孔可以相互堆叠。

从表层开始的微孔不需要填充，但埋在地下的微孔将根据应用使用不同的材料填充。堆叠微孔通常填充电镀铜，用于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错开它们并用短轨迹连接它们。正如你可以在下面的图像中看到的，微孔有一个不同的配置文件，而不是一个常规的通过，导致不同的纵横比。

微孔的侧面图像

微孔图

什么是微孔纵横比，为什么它对PCB设计很重要?

纵径比是孔深与孔径的比值(孔深与孔径)。例如，0.062英寸厚、0.020英寸通孔的标准电路板的纵横比将是3:1。这个比例被用作指导，以确保制造商在钻孔时不会超过他们设备的能力。对于标准钻孔，纵横比通常不应超过10:1，这将允许0.062英寸的板有0.006英寸(0.15毫米)的钻穿。

对于微孔，纵横比因其大小和深度而有很大不同。电镀更小的孔可能是困难的，试图电镀一个小孔通过10电路板的层数可能会导致对于PCB制造商来说有很多问题．然而，如果这个孔只横跨其中的两层，那么电镀就变得容易得多。IPC用来定义微孔的大小，它等于或小于0.006英寸(0.15毫米)。随着时间的推移，这种尺寸变得越来越普遍，IPC决定改变其定义，以避免随着技术的变化而不断更新规范。现在IPC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。

Cadence中的Padstack编辑器的截图

使用Cadence Padstack Editor，在OrCAD中创建微孔非常简单

微通孔如何帮助电路板上的跟踪路由

PCB设计的游戏名称是随着PCB技术增加其密度而将更多的走线路由到更小的区域。这导致了盲孔和埋孔的使用，以及在表面安装垫中嵌入孔。然而,盲的和被埋的通道更难以制造，因为涉及到额外的钻孔步骤，钻孔可能会在孔中留下材料，导致制造缺陷。在当今的高密度器件中，常规过孔通常也太大，无法嵌入较小的表面贴装垫中。然而，微通孔可以帮助解决所有这些问题:

  • 微孔比小的盲孔和埋孔更容易制造。

  • 微孔将适合于更小的表面安装垫，使它们特别适用于高引脚数设备，如球栅阵列(BGA)。

  • 微孔由于其较小的尺寸，将允许更多的跟踪路径。

  • 微通孔还可以帮助减少电磁干扰和改善其他信号完整性问题，因为它们的尺寸。

微通孔是一种先进的PCB制造方法，如果你的电路板不需要它们，你显然会想要使用标准通孔来降低成本。但如果你的设计是密集的，你需要额外的空间，看看是否使用微孔可以帮助。与往常一样，在设计带有微孔的PCB之前，首先与合同制造商检查他们的能力是一个好主意。

微孔的精确使用取决于您的PCB设计工具

一旦你与你的制造商建立，你的下一步将是配置你的PCB设计工具与微通孔工作。为了有效地处理microvia设计的细节，您需要在工具中做很多工作。这将包括新的via形状以及与之配套的设计规则。微孔可以堆叠，这是常规过孔通常不会做的，所以你的工具也需要能够处理这个问题。

幸运的是,PCB设计工具你所需要的microvia已经可以从Cadence获得。在他们不同的原理图，库，模拟器和设计工具是快板，这将给你的权力和控制你需要的微通孔设计。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．

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