PCBマイクロビアの簡単な紹介

PCB設計者が直面する最大の課題の1つは、 PCB製造処理する。この記事は、これらのコスト要因（PCBメーカーの観点から）と製品の信頼性に影響を与える設計上の決定について説明するシリーズの最新のものです。

8種類のPCBビア

＃1。スルーホールビア

最も一般的で最も簡単なPCBビアは、スルーホールビアです。 スルーホールビアは、PCB 'の上層から下層にドリルで穴が開けられます。 PCBを取り、それを光に向けて見ると、光が通過する穴はスルーホールビアです。

スルーホールビアは主にPTH（メッキスルーホール）ビアであり、一部はNPTH（非メッキスルーホール）ビアです。 PTHビアは、PTHアセンブリまたは異なるPCB層間の電気的接続に使用され、NPTHは、PCBを固定するためのネジまたはコネクタとの機械的接続に使用されます。

＃2。ブラインドビア

ブラインドビアは、PCB 'の上層または下層から内部層にドリルで穴あけおよび電気めっきされます。ライトに面しているPCBのブラインドビアを見ると、穴を通して反対側を見ることができません。

ブラインドビアは、レーザードリルまたは機械ドリルで穴を開けることができます。ブラインドビアの場合、穴あけ深さは正確である必要があります。ブラインドビアはPCBに直接ドリルで穴を開けることができますが、これは困難です。また、電気めっきも困難になります。より一般的には、高度なPCBメーカーは、必要な回路基板層に穴を開け、層を積み上げてブラインドビアを作成し、電気めっきします。

＃3。埋設ビア

埋め込まれたビアは、PCB 'の内層の間にドリルで穴あけされ、電気めっきされており、外部からは見えません'。埋め込みビアは、2つ以上の内層の間の回路を接続するために使用されます。

ブラインドビアとは異なり、埋め込みビアが3つ以上の内層を接続している場合、PCBに直接ドリルで穴を開けることはできません。 PCBメーカーは、必要なPCB層にのみ穴を開け、それらを積み上げて穴の壁を電気めっきすることができます。

＃4：スタックビア

スタックビアは、ブラインドビアまたは埋め込みビアで、3つ以上の回路レイヤーにまたがる異なるPCBレイヤー間の回路を接続できます。たとえば、下の画像のビア3〜6は、スタックビアと埋め込みビアです。

＃5。千鳥ビア

異なるPCB層の ビアが接続されているがオーバーラップしていない場合、それらは千鳥状のビアを形成します。たとえば、以下では、ビア1-2とビア2-3が千鳥状のビアを形成します。

＃6。ビアをスキップ

スキップビアは、 が複数の回路層を貫通するPCBビアですが、特定の1つまたは複数の層とは電気的に接続されていません。オーバーラップビア、ブラインドビア、または埋め込みビアの場合があります。たとえば、以下のビア3〜6は、4つの回路層を通過し、2つの回路層を接続するスキップビアでもあります。

＃7：マイクロビア

マイクロビアは、最大直径0.15mm、最大アスペクト比1：1、最大深さ0.25mmの構造を介してブラインド/埋め込みされます。 It  は、2つのPCB回路層にのみ浸透します。

＃8：パッドのビア

最も一般的でないタイプのPCBビアは、ビアインパッドです。 MOSFETやBGAのパッドなどの大きなPCBパッドのみに穴を開けることができ、大きなPCBパッド の  holsは、コンポーネントの熱放散に使用されるビアインパッドです。

DFM

Design for Manufacturing（DFM）は、顧客のアセンブリ製造プロセスの機能だけでなく、ボード製造プロセスの機能も可能な限り低いコストで満たすプリント回路基板を設計する方法として定義されます。 PCBファブリケーターとの初期の設計エンゲージメントに代わるものではありませんが、これらの記事は「成功のための設計」に役立つガイドラインを提供します。

マイクロビア
HDIを実行可能にした最も重要な技術的進歩の1つは、マイクロビアの開発でした。非常に小さな穴（通常は0.004〜0.006インチ[0.1〜0.15mm]  以下）で、ビアホールを「ブラインド」します。これは、PCB上の層間を電気的に接続するまったく新しい方法を表しています。従来のPCBテクノロジーでは、「スルーホール」を利用していました。これは、定義上、2つの外側の層とすべての内側の層を接続するPCB全体にドリルで開けられます。特定の層の特定のパッドのみを戦略的に接続する機能により、PCB設計に必要なスペースが大幅に削減され、より小さな設置面積ではるかに高い密度が可能になります。図1は、貫通穴と埋め込みビアおよびブラインドビアを示しています。

図1：マイクロビアとスルーホールビア。 （画像クレジット：Victory PCB）

マイクロビア形成

マイクロビアは、主に機械的穴あけ、レーザー穴あけ、シーケンシャルラミネーションなど、さまざまな方法で形成できます。

機械的穴あけ：従来の穴あけ装置を使用して機械的に穴を形成しますが、通常は直径0.008 [0.2mm]に制限され、必要な深さに依存します

レーザー穴あけ：レーザーを利用して穴を形成し、直径0.001インチまで下げることができる特別な穴あけ装置

シーケンシャルラミネーション：マイクロビアをビアで接続する必要のあるレイヤーのサブパネル全体にドリルで穴を開けるプロセス。複数のラミネーション、メッキ、充填、平坦化の操作が必要になる場合があります（図2）。

図2：シーケンシャルラミネーション。 （出典：Victory PCB）

積み重ねられたマイクロビアとずらされたマイクロビア

スタック： 電気的に接続され、PCBのさまざまな層を介して文字通り互いに垂直にスタックされたマイクロビア

千鳥配置：  PCBのさまざまな層を介して電気的に接続され、相互にオフセットされたマイクロビア（図3）

図3：千鳥状に積み重ねられたマイクロビア

Via-in-Padマイクロビア

ビアインパッドの製造プロセスでは、ビアをメッキし、さまざまな充填タイプの1つで充填し、キャップを付け、最後にメッキすることで、PCBのフラットランドの表面にビアを配置できます。 Via-in-padは通常、10〜12ステップのプロセスであり、専門の機器と熟練した技術者が必要です。 Via-in-padは、熱管理を簡素化し、必要なスペースを削減し、高周波設計用のコンデンサをバイパスする最短の方法の1つを提供できるため、HDI PCBに最適な選択肢であることがよくあります（図4）。

図4：パッド内ビア 

のコスト要因を理解するPCB製造設計者と製造者の間の早期の関与は、費用効果の高い設計の成功につながる重要な要素です。製造元のDFMガイドラインに従うことから始めます。質問やお問い合わせは、sales @ victorypcb.comまでお送りください。