Perceuse Laser PCB

Si vous avez mon âge, vous avez probablement grandi en jouant à Super Mario Brothers. Qu'il s'agisse de plonger à travers ces tuyaux de cuivre verts ou de sauter à travers les nuages, se déplacer entre les mondes dans Super Mario est comme se déplacer entre les couches d'un PCB multicouche. Vos vias sont cette fonctionnalité essentielle qui permet aux signaux de se déplacer entre différentes couches. D'accord, peut-être qu'il y a moins de cuivre et de placage impliqués dans le monde de Super Mario, mais c'est la même idée.

La conception via-in-pad est plus couramment utilisée dans les circuits imprimés en raison de la tendance vers des facteurs de forme plus petits et une conception HDI. Placer une bague annulaire autour d'un via réduit l'espacement requis entre les composants et les vias, ce qui vous permet d'utiliser plus efficacement l'espace de votre PCB. Malgré la faible profondeur des microvias laser, ces structures peuvent être utilisées avec des pastilles de via, ce qui permet d'augmenter la densité de composants et de connexions avec une meilleure utilisation de l'espace précieux du PCB.

Perçage laser pour la conception Via-in-pad

Étant donné que les vias sont nécessaires dans les circuits imprimés multicouches, les concepteurs doivent décider comment les vias seront placés dans leurs cartes une fois qu'ils passeront à la production. Le perçage mécanique fournit des vias avec un rapport d'aspect plus élevé, mais le plus petit diamètre disponible sera limité dans le perçage mécanique. Finalement, le perçage laser doit être utilisé lorsque le diamètre du via devient suffisamment petit. La même chose s'applique aux tampons utilisés dans la conception via-in-pad.

Travailler avec des composants à haute densité de broches, en particulier des BGA ou un tampon BGA, nécessite l'utilisation de vias dans le cadre de la stratégie d'échappement. La conception via-in-pad devient nécessaire une fois que le pas BGA devient très petit. Les pastilles BGA qui sont égales ou inférieures à 0,5 mm nécessitent des microvias percés au laser car le diamètre de la pastille est trop petit pour permettre le perçage mécanique. Les microvias laser s'étendent le plus souvent sur une seule couche, ce qui donne une structure avec un rapport d'aspect allant généralement de 1:2 à 1:1.

Les faibles rapports d'aspect qui sont facilement et précisément accessibles avec le perçage laser rendent ce procédé idéal pour les vias aveugles et enterrés. La profondeur des vias traversants dans les PCB multicouches donne des structures avec un rapport d'aspect élevé, ainsi les vias traversants sont plus susceptibles d'être percés mécaniquement. Cependant, l'empilement de vias borgnes/enterrés permet aux concepteurs de créer une structure qui pénètre plusieurs couches et peut toujours être percée au laser.

Si vous choisissez d'utiliser une pile de vias borgnes/enterrés percés au laser pour accéder aux couches internes d'un circuit imprimé au lieu d'un trou traversant percé mécaniquement, il est important de noter que chaque partie d'une structure de via empilée crée un nouveau discontinuité inductive. Cela peut créer un problème de réflexion et de résonance du signal à l'interface entre chaque partie d'un microvia empilé.

Certaines fréquences de signal résonneront dans des vias empilés dont l'impédance n'est pas adaptée, ce qui entraînera des EMI importantes. Notez que cela ne s'applique que lorsque la longueur totale d'interconnexion (y compris les microvias empilés) fonctionne comme une ligne de transmission. Ainsi, l'utilisation de microvias empilés peut être utile lors du routage des signaux sur des distances plus courtes de manière à éviter les effets de la ligne de transmission.

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