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什么是微孔
什么是微孔
一旦您了解了所有組件類型及其符號(hào)，設(shè)計(jì)PCB就會(huì)非常容易。但即便如此，在決定哪個(gè)組件放在電路板上的哪個(gè)位置時(shí)，它還是會(huì)讓人感到困惑。這就是微孔可以提供很大幫助的時(shí)候。
您可能已經(jīng)注意到，在PCB中，有這些非常小的圓圈。這些被稱為微孔PCB，有時(shí)簡稱為過孔。由于某些原因，它們是創(chuàng)建PCB的重要組成部分。微孔可以確保各種類型的耐用性和性能，并使您的PCB看起來很棒。本指南將解釋您需要了解的有關(guān)微孔的所有信息，以及它們對(duì)PCB設(shè)計(jì)的好處。
微孔：快速概述
微通孔是通孔的較小版本，是PCB上的一個(gè)孔，可讓您在PCB下方走線并將它們連接到各種電路和連接。當(dāng)所需連接點(diǎn)周圍的銅太多而無法鉆出正常尺寸的通孔時(shí)，可以使用微通孔PCB代替普通簽證。微孔最常用于PCB的邊緣，在那里很難或不可能鉆出所需的孔。它們將頂層的焊盤連接到底層，或連接疊層的兩個(gè)不同層的焊盤。
微通孔可以放置在PCB上的任何位置，但它們最常見于許多信號(hào)或電源線相互交叉的區(qū)域，以減少串?dāng)_并提高信號(hào)完整性。微孔具有令人難以置信的應(yīng)用范圍；它們可用于高速數(shù)據(jù)電路設(shè)計(jì)、電源和信號(hào)電路設(shè)計(jì)，以及需要將信號(hào)傳入和傳出結(jié)構(gòu)的射頻設(shè)計(jì)。即使它們很小，它們?nèi)匀豢梢詫?shí)現(xiàn)與較大的對(duì)應(yīng)物相同的目的。
微孔的類型
盲孔
盲孔是一種較小形式的盲孔，可用于將信號(hào)從一層傳輸?shù)搅硪粚印＿@些通孔是通過在介電層頂部沉積金屬然后蝕刻掉金屬直到達(dá)到所需深度來制造的。盲孔微孔變得越來越流行，因?yàn)樗鼈兊碾姼谢螂娙莘浅Ｐ。峁┍葌鹘y(tǒng)通孔更好的信號(hào)完整性。此外，微盲通孔的成本低于傳統(tǒng)通孔，因?yàn)樗褂玫牟牧细佟?span lang="EN-US">
這種過孔的優(yōu)點(diǎn)是它不與元件接觸，使其比其他過孔更可靠。它也可用于接地目的。
埋地微孔
Buried microvias PCB與埋孔類似，只是直徑更小，間距更大。它們完全嵌入基材中并覆蓋有一層環(huán)氧樹脂。當(dāng)對(duì)PCB沒有機(jī)械要求或不需要直接接觸PCB的頂面時(shí)，可以使用埋入式微孔。
埋孔通常用于信號(hào)走線或電源層。它們在射頻應(yīng)用中大量使用，其中許多高頻信號(hào)通過電路板。它們還具有比傳統(tǒng)通孔更低的阻抗，使其成為高速數(shù)字電路的理想選擇。
堆疊微孔
堆疊微孔是通過將多層金屬堆疊在一起形成的，以提供電流流過的路徑。在一層中創(chuàng)建一個(gè)孔并鉆入下面的另一層。頂層焊接或焊接到底層上，在兩層之間形成互連。這允許在不影響性能或可靠性的情況下進(jìn)行快速、高效的路由。
交錯(cuò)微孔
交錯(cuò)的微孔PCB與同一層的焊盤對(duì)齊，但從其中心偏移了焊盤直徑的一半。從其中心到電路板邊緣的距離也是焊盤直徑的一半。交錯(cuò)的微孔允許您在一個(gè)焊盤內(nèi)放置兩個(gè)過孔，而無需將它們重疊或不必在此位置將不同層上的走線布線在一起。這種類型的微孔可用于與周圍的銅焊盤和走線進(jìn)行電氣連接。
Via-In-Pad 微孔
當(dāng)需要通過密集的電路區(qū)域（例如在FPGA或ASIC中）路由信號(hào)時(shí)，可使用Via-In-Pad微通孔 (VIP)。VIP的占位面積比傳統(tǒng)的微通孔小，并允許在其下方布線更多信號(hào)層。VIP的缺點(diǎn)是，如果放置得太近，它們可能會(huì)導(dǎo)致問題，這可能會(huì)導(dǎo)致通過同一VIP的走線之間的信號(hào)串?dāng)_。
創(chuàng)建焊盤中通孔微孔的方法包括切割或鉆孔穿過PCB的頂部金屬層，然后與底部金屬層接觸。它們用于各種應(yīng)用，包括散熱器和其他熱管理設(shè)備。它們還用于電氣開關(guān)、連接器和射頻(RF)電路。
設(shè)計(jì)微孔
Microvias PCB可以通過三種方式制造：激光鉆孔、沖壓和銑削。激光鉆孔是當(dāng)今最常見的方法，因?yàn)榕c沖壓或銑削方法相比，它可以實(shí)現(xiàn)更小直徑的通孔（0.004 英寸或更?。┣揖雀摺?span lang="EN-US">
激光鉆孔
鉆孔是用激光完成的，打出非常干凈的孔，留下很少或沒有殘留物。激光鉆孔也比其他方法快得多，因此可以在需要快速鉆孔大量電路板時(shí)使用。鉆孔微孔通常為0.005英寸（0.127 毫米）寬和0.010英寸（0.254 毫米）深。它們一次分批生產(chǎn)200個(gè)或更多，以便它們可以一起放置在面板上，并在它們制成后立即焊接。
沖孔
制作微孔的另一種常用方法是使用壓力機(jī)進(jìn)行沖壓。這臺(tái)機(jī)器使用鋒利的沖頭切割銅層壓板，而不會(huì)像鉆頭那樣在孔的邊緣留下任何毛刺。這允許非常高質(zhì)量的微通孔可以輕松通過檢查，并且仍然緊密地貼在它們的焊盤上，而不會(huì)在它們之間懸掛松散的材料。這些壓力機(jī)專為此目的而設(shè)計(jì)，因此它們可以一次制作數(shù)百個(gè)微孔，并將它們放在面板上，以便稍后進(jìn)行焊接。
銑削
銑削是使用微型鉆頭在板上切出一個(gè)孔，該鉆頭由計(jì)算機(jī)控制的切割頭移動(dòng)。刀具路徑由軟件生成，該軟件考慮了所需孔的尺寸和形狀。銑床可用于金屬零件的粗加工或精加工。主軸可以雙向旋轉(zhuǎn)，因此您可以進(jìn)行垂直或水平切割。
銑削的優(yōu)勢在于它可以非常精確地在板上切割出極小的特征，低至幾分之一微米。缺點(diǎn)是速度慢、成本高，不適合制作大量的孔。
微孔的常見用途
微孔有很多用途，但這里有一些常見的用途：
焊接元件的熱釋放
與體積相比，標(biāo)準(zhǔn)尺寸通孔元件上的焊球表面積相對(duì)較小，這導(dǎo)致它們在焊接過程中需要很長時(shí)間才能加熱。這會(huì)導(dǎo)致冷焊點(diǎn)和較差的電氣性能。微孔可用作散熱裝置，以允許更多的熱量從焊球傳遞，從而減少適當(dāng)?shù)暮噶匣亓魉璧臅r(shí)間并提高可靠性。
連接電源層
電源層有助于將熱量從多個(gè)組件消耗電流的高密度電路板區(qū)域散發(fā)出去。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，微通孔通常直接放置在每個(gè)電源平面上方，以便熱量可以快速分布在整個(gè)平面上，而不是像標(biāo)準(zhǔn)通孔那樣集中在板上的一個(gè)點(diǎn)上。
連接接地層
接地層旨在吸收噪聲并防止干擾侵入電路板的敏感部分，例如模擬或數(shù)字信號(hào)路徑。接地層通常通過微孔連接，以共享板上的一個(gè)公共連接點(diǎn)。這有助于確保所有接地點(diǎn)均已連接并正確接地。
諧振電路
微孔可用于諧振電路，以減少走線的電感并減少初級(jí)和次級(jí)諧振元件之間的相移。這有助于減少信號(hào)完整性很重要的高頻應(yīng)用中的信號(hào)損失。
電源完整性測試
微孔允許您測試電源完整性，而無需在測試過程（如老化測試或EMI測試過程（如輻射測試或抗擾度測試）期間從板上移除組件或?qū)⑺鼈冎糜趬毫ο拢?span lang="EN-US">
最后的想法
不可否認(rèn)，微孔已經(jīng)改變了PCB行業(yè)的游戲規(guī)則。當(dāng)它們在1990年代首次推出時(shí)，它們?yōu)閿U(kuò)展BGA布線選項(xiàng)和最大化布線密度提供了機(jī)會(huì)。它們的制造方式也為PCB盈利開辟了新的可能性。今天，微孔可用于制造比以往任何時(shí)候都更廣泛的印刷電路板。唯一的問題是您打算如何在下一個(gè)項(xiàng)目中使用微孔的這些屬性。