Ontwikkeling en productie en PCB's

15 april 2021

Meerlaags printen met via’s? Graag? maar dan wel goed!

Het aantal functies van elektronische apparatuur neemt met elke nieuwe generatie toe. Deze toename is voornamelijk een gevolg van de ontwikkeling van steeds snellere en kleinere microprocessoren. Deze geavanceerde processoren met honderden aansluitingen moeten natuurlijk met de periferie communiceren nadat ze op een print zijn gemonteerd. Deze ontwikkeling heeft ertoe geleid dat HDI-PCB’s (High Density Interconnect) op het toneel zijn verschenen om de vele duizenden verbindingen mogelijk te maken.

Bij een normale PCB zijn er alleen gaten (via’s) die door de hele PCB geboord worden, maar bij een HDI-PCB kan men ook gebruik maken van blind via’s en buried via’s. Deze via’s zijn niet door hele PCB geboord, maar alleen door die lagen waarmee verbinding gemaakt moet worden. Hierdoor wordt op de andere lagen, die niet met de via zijn verbonden, ruimte vrijgemaakt voor verbindingen naar andere delen van de print, zodat men een maximaal aantal componenten en sporen op een klein gebied kan onderbrengen.

Blind via’s gaan bijna altijd van een buitenlaag naar de eerste binnenlaag. In de figuur zijn een filled via, staggered via en stacked via getekend. Deze worden vaak met een laser geboord en niet mechanisch. Deze lasergeboorde via’s worden microvia’s genoemd. De microvia’s worden laag voor laag opgebouwd (dat heet sequentieel). Als er bijvoorbeeld microvia’s zijn van laag 1 naar 2 en van laag 2 naar 3, dan worden eerst de microvia’s van laag 2 naar laag 3 aangebracht en in een later proces pas de microvia’s van laag 1 naar 2. Als men de stackup beschouwt, wordt er hier dus eigenlijk van binnen naar buiten gewerkt.

De diameter van een typische microvia bedraagt 100 µm; daarbij moet men er rekening mee houden dat de microvia niet dieper is dan 80 µm, omdat het anders niet mogelijk is om een goede koperbedekking in het gat aan te brengen die de verbinding met de volgende laag moet maken. Deze verhouding wordt Aspect Ratio (AR) genoemd. Dit betekent dat de isolatieafstanden tussen de lagen beperkt moeten blijven om microvia te kunnen aanbrengen. De maximale AR is 1:1, waarbij de diameter van de microvia dus gelijk is aan de diepte van het gat. In het algemeen wordt een AR van 0,8:1 geadviseerd.

Een buried via wordt mechanisch geboord en is niet aangesloten op de buitenlagen. Eigenlijk wordt hierbij in eerste instantie een normale PCB gemaakt en worden er naderhand een of meer lagen overheen gelegd waardoor de gaten die in de normale PCB zaten, worden ‘begraven’. Met een combinatie van blind via’s (microvia’s) en buried via’s kan men veel verschillende soorten aansluitingen maken, zodat men alle componenten efficiënt kan plaatsen en aansluiten.

Voor meer informatie kan men contact opnemen met:
NCAB Group Flatfield B.V.