Tutto Ciò Che Devi Sapere Su Tecniche di Microvia per Design PCB

Creato: maggio 23, 2017
Aggiornato: luglio 1, 2024

Lady Gaga

Ti sei mai sentito un po’ indietro sulla cultura pop? Io ho appena saputo di Lady Gaga. Pare che fosse un pezzo grosso diversi anni fa. Sono abbastanza lieto di essermelo perso. Mi piace ascoltare la sua musica ora, senza dover vedere che canta in un vestito fatto di carne. Mentre potresti non essere interessato alle bizzarre scelte di moda delle star, ci sono altre tendenze che invece dovresti tenere d’occhio. Tra gli astri nascenti nel mondo della progettazione PCB ci sono le microvia e sono qui proprio per spiegarti cosa sono e tutto ciò che di incredibile riescono a fare. Non possono cantare o ballare, ma possono farti risparmiare molto spazio sulle tue basette, oltre a ridurre drasticamente le IEM (Interferenze Elettromagnetiche).

Cosa Sono Le Microvia (Microforature)?

Forse non avrai ascoltato l’ultimo pezzo di Lil Yatchy in ufficio, ma sono sicuro che hai sentito qualcosa a proposito delle microvia. Permettimi farti approfondire l'argomento.

Una microforatura è, ovviamente, una foratura più piccola. Ma esattamente quanto piccola? Molte persone considerano le microvia delle via con un diametro inferiore a 150 µm. Questi minuscoli fori sono prodotti da laser, con un processo che si sta costantemente migliorando. Nuovi progressi nelle tecniche di foratura laser potrebbero ridurre le microvia sotto i15 µm. I laser coinvolti possono forare solo uno strato alla volta. In ogni caso, i produttori possono eseguire le microvia forandoli separatamente in multipli strati e impilarli.

Le microforature riducono le possibilità di difetti di fabbricazione rispetto alle via normali. Questo perchè il laser che fora non lascia alcun materiale nel foro praticato. In ogni caso, le microvia presentano gli stessi rischi delle via normali quando si tratta di placcatura e saldatura per rifusione. Pertanto, è importante che tu discuta del tenting o del riempimento con il tuo produttore.

Ora che sai cosa sono le microvia, como possono aiutarti?

^{Le Microvia sono futuristiche quasi quanto i laser che le scavano.}

Vantaggi di Spazio

Forse non comprerai mai una casa costosa ad Hollywood, ma devi comunque preoccuparti del patrimonio immobiliare. Lo spazio sulla basetta costa e le microvia ti aiuteranno ad abbassare le tue spese. Le piccole dimensioni delle microvia ti faranno risparmiare senz’altro un po’ di spazio rispetto le via normali. Ti aiuteranno ad utilizzare meglio le via-in-pad (VIP), vengono inserite più facilmente e consentono di rendere un progetto di interconnessione ad alta densità (HDI) un gioco da ragazzi.

Normalmente ai VIP piace essere le stelle dello show, ma nei PCB le VIP (via-in-pad) sono piuttosto nascoste. Le VIP ti fanno risparmiare spazio creando le connessioni all’interno dei pad delle tecnologie a montaggio superficiale (SMT). Le microvia sono particolarmente ottimali per le VIP grazie alla loro piccola forma. A volte le via normali sono troppo grandi per adattarsi ai pad per SMT come le BGA (Ball Grid Arrays). Le microvia possono adattarsi nel pad senza causare alcun problema di fabbricazione.

Potresti essere un po' titubante nel provare a incorporare molte via sepolte e cieche nei tuoi progetti, ma le microvia ti faranno cambiare idea. Le via sepolte e cieche ti faranno risparmiare molto spazio, ma possono essere difficili da fabbricare. In ogni caso, giacchè le microvia sono create strato per strato, si adattano perfettamente alle applicazioni cieche e sepolte. Sono anche semplicemente più piccole rispetto alle via tradizionali, perciò sarai in grado di restringere maggiormente la tua basetta.

Le microvia sono particolarmente utili in alcune applicazioni, come il breakout delle BGA. Come ho detto in precedenza, le VIP microvia si adatteranno nei pad anche con le BGA più sottili, rendendo il breakout una passeggiata. Possono essere ancora più utili, comunque, nei canali breakout. Anche se utilizzi delle VIP per risparmiare spazio, avrai bisogno di molti strati per ottenere quei risultati su altre parti della basetta. Usare le microvia può aumentare l’ampiezza della via di fuga, possibilmente facendoti utilizzare meno strati per effettuare il breakout della BGA.

^{Non possiamo fare una musica migliore, ma possiamo ridurne il rumore di fondo.}

Benefici sulle IEM

Un po’ di questa nuova musica pop mi piace, ma la maggior parte sembra come un terribile baccano. Non mi piace la musica rumorosa e non mi piace il rumore nei miei circuiti. Le microvia possono ridurre la diafonia nei circuiti audio, ma purtroppo non possono fare nulla per la musica in sé. Le microvia sono perfette per circuiti esposti alle IEM, come le applicazioni ad alta velocità e ad alta frequenza.

Se non stai attento, quindi, i tuoi circuiti digitali ad alta velocità emaneranno tanto rumore quanto una stazione radio pop. Uno dei grandi problemi nei circuiti ad alta velocità è la radiazione del segnale e il riverbero nelle via. Le via creano delle grandi antenne radianti per questi segnali rumorosi. Un buon metodo per ridurre la potenza di un’antenna è quello di ridurne la dimensione. Usare le microvia, anzichè le via tradizionali, ridurrà il segnale grazie alla semplice geometria. Anche le matrici delle via sono rappresentano uno dei principali problemi dei circuiti ad alta velocità. Le matrici riflettono il segnale nei tuoi conduttori, attenuando o addirittura cancellando il segnale originale. Le microvia sono costruite strato per strato, il che significa che non ci sarà alcuna matrice, a meno che non le metta tu di proposito (non farlo).

Un'ottima applicazione per le microvia sta nelle nelle linee di trasmissione di frequenza. Prendi ad esempio le microonde, onde millimetriche, conduttori stripline. Sono sospesi nel dielettrico delle basette e necessitano di via per evadere i segnali. I grandi via tradizionali introducono troppe IEM per essere utili nelle stripline a frequenze più alte. Le microvia sono perfette, perchè non irradieranno troppe IEM e non degraderanno l’integrità del segnale con troppo riverbero.

I circuiti ad alta frequenza stanno diventando più comuni, e ne progetteremo molti di più in futuro. È tempo di iniziare a padroneggiare le microvia per controllare le IEM su questi tipi di basette.

Non ho tempo di metterti al passo sulle ultime pop star, ma spero che almeno ti sia messo al passo sull’importanza delle microvia. Queste minuscole forature laser stanno cambiando il panorama della progettazione PCB. Ti aiuteranno a ridurre le IEM nelle tue basette, ed inoltre ridurre la superficie.

Ora che hai avuto modo di approfondire, hai bisogno di un software di progettazione PCB che sia abbastanza preparato e pronto sulle microvia. Altium Designer può aiutarti a migliorare le tue basette sofisticate con microvia ed un’ampia gamma di altri strumenti.

Hai delle domande riguardo le microvia? Chiama un esperto di Altium.

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