Kennen Sie gestapelte Vias und versetzte Vias in HDI-Leiterplatten?

In Leiterplatten verbessern Mikrovias nicht nur die Platzausnutzung, sondern dienen auch als Schlüsselprozess zur Verbesserung der Leiterplattendichte und -leistung. Sie sind zu einer unverzichtbaren Option für die Herstellung hochfrequenter, hochdichter Leiterplatten geworden. Dieser Artikel befasst sich eingehend mit gestapelten Mikrovia- (Stacked Via) und versetzten Mikrovia- (Offset Via) Technologien in Leiterplatten. Basierend auf der praktischen Erfahrung von Shenzhen SprintPCB hilft Ihnen dieser Artikel, die Anwendung und Vorteile dieser Technologien in hochpräzisen, leistungsstarken Leiterplatten besser zu verstehen.

Gestapelte Vias

Mit „Stacked Via“ ist der Prozess gemeint, bei dem durch das Stapeln mehrerer Lochschichten an derselben Stelle eine elektrische Verbindung zwischen verschiedenen Schichten im PCB-Design hergestellt wird.

Hauptvorteile von Stacked Vias

Platzsparend : Das gestapelte Microvia-Design ermöglicht die Konzentration mehrerer elektrischer Verbindungen in einem einzigen Bereich, wodurch die Anzahl der Vias auf der Platine reduziert und Platz gespart wird. Dies ist besonders wichtig für hochdichte und miniaturisierte Leiterplatten, da es die PCB-Routingdichte effektiv erhöht und den hohen Platzanforderungen moderner elektronischer Produkte gerecht wird.

Erhöhte Produktionsdichte bei Mehrschichtplatinen : Gestapelte Mikrovias konzentrieren mehrere Durchgangslöcher an einer Stelle, wodurch mehr Signalleitungen auf derselben Fläche angeordnet werden können und die Produktionsdichte von Mehrschichtplatinen erhöht wird. Für komplexe Leiterplatten mit einer großen Anzahl von Anschlusspunkten bietet das gestapelte Mikrovia-Design eine effektive Lösung.

Unterstützt Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung : Das gestapelte Microvia-Design verkürzt die Signalweglänge und erhöht so die Signalübertragungsgeschwindigkeit. Dies ist besonders wichtig für Hochfrequenz-Leiterplatten, da es Verzögerungen und Verzerrungen bei der Signalübertragung effektiv reduziert und so die Zuverlässigkeit und Leistung der Platine gewährleistet.

Optimierung der elektrischen Leistung : Das gestapelte Microvia-Design macht elektrische Verbindungen über mehrere Schichten hinweg kompakter, reduziert Übersprechen und gegenseitige Störungen zwischen Signalspuren und optimiert so die elektrische Leistung. Bei Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen bieten gestapelte Microvias eine bessere Impedanzkontrolle und reduzieren Signalverluste.

Verbesserte Fertigungsflexibilität : Gestapelte Mikrovias können flexibel zwischen verschiedenen Schichten gestaltet werden, und durch unterschiedliche Stapelkombinationen können unterschiedliche elektrische Verbindungen erreicht werden, was Designern mehr Flexibilität bietet und dabei hilft, die Anforderungen verschiedener Kunden besser zu erfüllen.

Versetzte Durchkontaktierungen

Offset Via, auch als versetzte Mikrovia oder gestufte Mikrovia bekannt, bezieht sich auf eine mehrschichtige Leiterplatte, bei der die Mikrovias zwischen benachbarten Schichten nicht vollständig vertikal auf derselben Achse gestapelt sind, sondern stufenweise versetzt sind und so eine „gestufte“ oder „stufenweise gestapelte“ Struktur bilden.

Hauptvorteile von Offset-Vias

Reduziertes Verarbeitungsrisiko : Im Vergleich zu gestapelten Mikrovias, die mehrere hochpräzise Stapelausrichtungen und Beschichtungen erfordern, nutzen versetzte Mikrovias eine stufenweise, schichtweise Verbindung. Dadurch werden die Risiken von Lochversatz und schlechter Beschichtung, die mit dem Stapeln auf höheren Ebenen einhergehen, vermieden. Dies ermöglicht einen besser kontrollierbaren Produktionsprozess.

Verbesserte Ausbeute : Bei der Herstellung zeichnen sich versetzte Mikrovias durch kürzere einzelne Via-Segmente aus, was das Plattieren und Füllen jedes Segments vereinfacht und zu einer höheren Gesamtausbeute führt. Dies ist besonders wichtig für die Massenproduktion, da es die Kosten effektiv kontrolliert und die Chargenkonsistenz gewährleistet.

Relativ niedrige Kosten : Im Vergleich zu hochrangigen gestapelten Mikrovias bieten versetzte Mikrovias eine ausgereiftere Verarbeitungstechnologie und weniger strenge Anforderungen an die Gerätepräzision, wodurch die Herstellungskosten für Einzelplatinen gesenkt werden. Sie eignen sich für kostensensible Produkte, die dennoch eine hohe Verdrahtungsdichte erfordern.

Starke Anwendbarkeit : Das versetzte Microvia-Design bietet Flexibilität und ermöglicht die optimale Platzierung gestufter Positionen je nach Schaltungsanforderungen und Layout. Dadurch eignet es sich für eine Vielzahl von HDI-Designs. Es wird besonders häufig in dünnen und leichten Produkten wie Smartphones, Wearables und Automobilelektronik eingesetzt.

Vergleich: Gestapelte Vias vs. Offset Vias

Gestapelte Mikrovias ermöglichen direkte vertikale Verbindungen. Mehrere Mikrovias werden gestapelt und ausgerichtet, um einen kompakteren Routing-Kanal innerhalb eines vertikalen Raums zu schaffen. Dieser Ansatz eignet sich für High-End-Designs, die extrem kompakten Raum und kürzeste Signalwege erfordern.

Versetzte Mikrovias erzielen tiefe Verbindungen durch ein stufenförmiges Versatzmuster, bei dem die Verbindungspunkte auf verschiedenen Ebenen versetzt angeordnet sind. Dies eignet sich besser für die Balance zwischen Routing-Dichte und Herstellbarkeit und reduziert den mit dem Stapeln verbundenen Fertigungsaufwand.

Zuverlässigkeit und Herstellbarkeit

Gestapelte Vias erfordern eine hochpräzise Ausrichtung und mehrere Galvanisierungs- und Füllschritte. Unzureichende Ausrichtung oder Füllung zwischen den Schichten kann zu internen Via-Kurzschlüssen oder mangelhaften Lötverbindungen zwischen den Schichten führen. Daher sind die Anforderungen an Herstellungsprozess und Inspektion extrem hoch.

Jeder Verbindungsschritt einer versetzten Durchkontaktierung ist relativ einfach. Nach dem partiellen Einpressen wird das nächste Loch zur Verbindung gebohrt. Das nächste Loch befindet sich versetzt. Dies ermöglicht eine größere Ausrichtungstoleranz zwischen den Schichten, eine verbesserte Prozessstabilität und eine höhere Ausbeute.

Kostenvergleich

Gestapelte Vias erfordern mehrere Bohr-, Plattierungs-, Füll- und Ausrichtungsschritte, was zu einem langen Verarbeitungszyklus und relativ höheren Herstellungskosten führt. Das Verfahren zur Herstellung versetzter Mikrolöcher ist relativ ausgereift, erfordert etwas weniger Laserbohrgeräte und ist insgesamt überschaubarer. Daher eignet es sich für die Massenproduktion und kostensensible Projekte.

Anwendbare Szenarien

Fertigungsstärken von Shenzhen SprintPCB

Im Hinblick auf die Produktionskapazität hat Shenzhen SprintPCB mehrere hochpräzise Bohrmaschinen, LDI-Belichtungsgeräte und automatisierte Laminierungsproduktionslinien eingeführt, um eine hohe Konsistenz und Zuverlässigkeit beim Bohren von Mikro-Vias, beim Füllen von Löchern, bei der Galvanisierung und bei Laminierungsprozessen zu gewährleisten. Angesichts der hohen Frequenz, Dichte und Qualität der Leiterplattenaufträge kann Shenzhen SprintPCB Folgendes stabil erreichen:

• Mikrovia-Durchmesser von nur 0,15 mm, mit einer Ausrichtungspräzision von Schicht zu Schicht innerhalb von 1 mil;

• Massenproduktion von hybriden gestapelten + versetzten Via-Strukturen für 6-Lagen-, 8-Lagen-, 12-Lagen- und mehr Designs;

• Strenge Impedanzkontrolle und verlustarme dielektrische Stapelung für Hochgeschwindigkeits-Signalübertragung;

• Flexible Lieferung sowohl für Prototypen als auch für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen, einschließlich beschleunigter Bearbeitung.

Ob Sie komplexe Mehrschichtplatinen oder Hochgeschwindigkeitsdesigns mit strenger Signalintegrität benötigen: Mit SprintPCB entscheiden Sie sich für Präzisionsfertigung, zuverlässige Qualität und wettbewerbsfähige Liefereffizienz.