高精度阻抗控制板中的微孔工艺成本效益是怎样的？

设计面积在PCB布局中是非常宝贵的。设计师通常必须在布局的最后发挥创造性，因为组件放置在外层，平面和内层的信号占据了大部分可路由区域。更小的组件(如果可用)是可能的，但可能受到供应或封装限制。对于走线宽度，低于4密耳的制造将提高裸板的生产成本，但更重要的是，电路的阻抗要求将阻碍宽度的减小。

剩下的是通孔:通常是一个机械钻孔和电镀的通孔，横跨电路板从一个外层到另一个外层。制造实践确保钻孔直径在深度的一个量级内，但微孔可以打破这一限制。通孔直径的显著减小改善了高密度互连(HDI)设计，是支持细间距球栅阵列(bga)的制造技术之一，可实现更紧凑的布局。

微通孔的HDI设计激励
摘自: m.gdzrlj.com

标准的机械钻孔和镀孔遵循长宽比，定义为钻孔深度与孔直径的比率。由于外壳内的阻抗和系统集成的影响，在设计的最初阶段之后，板的厚度不太可能发生变化，将板的最小通孔直径锁定为板厚度的十分之一(上限)。

直径超过10:1长宽比的通径可能会遇到可靠性问题，因为枪管中心的枪管电镀不完整。

筒体相对直径越长，铜离子板越有可能到靠近孔开口的筒体表面。

随着孔径的缩小，镀液的流速受到限制。

桶内电镀不良会损害通孔的结构完整性。由于电路板在运行过程中经历了加热循环，材料在z轴上的膨胀(板的厚度)导致应力-应变矩阵的发展，这是由于镀铜层和周围(最常见的)环氧玻璃纤维基板之间的不匹配。长径比超过10:1会阻碍沿筒身长度的适当电镀，并且在其使用寿命期间，通孔容易经历比预期更早的故障。

设计师们陷入了两难境地:如果板的厚度限制了通孔的下边界，那么通孔直径如何缩小呢?解决方法是完全通过微通孔进行通孔层间连接。

根据IPC的定义，微孔是指长径比为1:1，深度不超过10密耳的钻孔。25毫米)。微通孔通常只跨越两层，偶尔也会跨越三层;微孔的“通孔”连接需要将连续的微孔以以下两种方式之一连接在一起:

堆叠微孔在功能上与传统的通孔孔相似，微孔的孔中心与z轴对齐。虽然更节省空间，但堆叠微通孔遇到了更多的可靠性问题。

交错微孔可以分布在电路板平面的任何地方，只要它们之间有电连接(例如，走线)。

微孔工艺对PCBA整体生产的影响

微通孔只是一种类型的通孔结构，可以与通孔通孔共存，但制造过程更复杂。通孔钻孔和电镀是单独的、连续的步骤，在层压过程中，随着板层的融合，微孔需要多次迭代钻孔和电镀。

微孔结构迫使层压成为一个多阶段的过程，在最终层压完成板的物理堆叠之前，在适当的层对上钻微孔。微孔可以根据其在铺层中的位置进一步定义:

盲微孔在板的外层上有一个开口。

埋入式微孔在电路板的任何外层都没有开口，即完全埋入内层。

钻孔工艺本身也适应多种制造模式。虽然机械钻孔仍然可以通过控制深度的钻孔来进行微孔加工，但激光钻孔具有许多优点，主要是在大容量批次和更小直径的情况下具有更高的吞吐量。

此外，由于激光烧蚀是一种非接触式钻孔方法，因此它避免了机械钻孔常见的一些缺陷，如钻移、振动、涂抹、钻头破损等，这些缺陷会严重影响微孔的最终质量。