回路基板は、電子機器やコンピューター機器の心臓部です。この回路は、操作プロンプトから画面へ信号を送信します。例えば、スマートフォンにも回路基板が使われています。画面をタッチするたびに、この回路基板上の信号のいずれかがアクティブになります。 PCB vIAS 現代のデバイスの動作に必要な複雑な回路を実現するためには、ビアが不可欠です。様々な種類のビアの中でも、マイクロビアは特に重要です。
マイクロビアとは何ですか?
マイクロビアは、高密度相互接続基板の重要な構成要素です。これは、150マイクロメートル以下のサイズを持つ特殊なタイプのビアです。その小ささから、設計者はマイクロビアを好んで使用し、 HDIボードマイクロビアは、基板上の他のビアに比べてはるかに小さなスペースしか必要としません。マイクロビアでは、銅めっきによって基板の異なる層が互いに接続されます。
プリント基板のマイクロビアの種類
一般的に使用されるマイクロビアには、ブラインドマイクロビア、埋め込みマイクロビア、スタックドマイクロビア、スタッガードマイクロビアの4種類があります。これらを個別に、または組み合わせて使用することで、プリント基板の密度を高めることができます。
ブラインドマイクロビア
マイクロビアが外層から始まり内層で止まる場合、ブラインドマイクロビアと呼ばれます。これは、マイクロビアが両層を貫通しないことを意味します。ブラインドマイクロビアを使用することで、回路基板上の配線密度を高めることができます。
外層から内層へ信号を配線する場合、ブラインドビアは非常に便利です。ブラインドビアは、このシナリオにおいて最短距離を実現します。HDIボードでは、これらのマイクロビアは配線スペースを最適化するために使用されます。 多層イノシシdsたとえば、ボードに 4 つの層がある場合、これらのビアを上位 2 層または下位 2 層に配置できます。
埋め込まれたマイクロビア
基板の2つの内層を接続するマイクロビアは、埋め込みマイクロビアと呼ばれます。これらのビアは外層からは見えません。そのため、回路基板に埋め込みビアを組み込む場合は、外層を塗布する前に内層をドリルで穴あけする必要があります。埋め込みビアを使用することで、2つの内層を接続できます。穴あけには任意の機械工具を使用できますが、最適な代替方法はレーザーを使用することです。
回路基板を介してマイクロを適用する前に、穴サイズのアスペクト比に注意する必要があります。
参考文献： ブラインドビアと埋め込みビア：'違いは何ですか?
スタック型マイクロビア
スタックドマイクロビアは、複数のPCB層にまたがる垂直方向の電気接続を可能にします。まず1つの層に穴を開け、次に次の層に位置合わせされた別の穴を開けます。これらの穴はメタライズされ、層間に導電パスを形成します。このスタッキング手法により、高密度配線が可能になります。スタックドマイクロビアは、限られたスペースに膨大な回路密度を必要とする高性能コンピューティング、通信システム、ICパッケージングアプリケーションに見られるHDI PCBにとって極めて重要です。
スタッガードマイクロビア
スタッガードマイクロビアは、高密度相互接続（HDI）プリント基板（PCB）設計における手法の一つで、マイクロビア（層間の電気接続用の小さなドリル穴）を互いに直接重ねるのではなく、オフセットさせて配置します。この配置は交互の層を接続し、応力と損傷の可能性を低減することで基板の信頼性を高めます。スタッガードマイクロビアは、多層PCBにおける複雑な配線を容易にし、基板の構造的完全性や機能性を損なうことなく、より高密度な回路設計を可能にします。これは、高度な電子機器にとって非常に重要です。
参考文献： スタックドビアとスタッガードビアの違いは何ですか?
マイクロビアは何に使用されますか?
現在の電子機器業界とコンピューティング業界のトレンドを見てください。どちらの業界も、より軽量で小型、そして信頼性の高い電子機器を求めています。つまり、業界は機能性に加えて、こうした外観上の要素も重視しているということです。さらに、パフォーマンスはデバイスをトレンドに乗せる上で重要な要素です。
デバイスを軽量化・小型化するには、回路基板も小型化・軽量化する必要があります。回路基板が巨大だと、スマートデバイスを作ることは不可能です。さらに、回路が巨大になれば消費電力も増加し、バッテリー駆動時間も短くなってしまいます。あらゆる業界がバッテリーの消費量を可能な限り抑えたいと考えているため、このような状況では小型回路が重宝されるでしょう。
さらに、小型回路は発熱量も少なく、バッテリー消費も抑えられます。さらに、これらの小型回路は優れた性能を発揮します。スマートフォンの性能がその証です！回路の機能性を高めるには、複雑な配線構造が必要です。そこで、より小型の回路基板が登場しました。例えば、 ボールグリッドアレイ 入出力数の増加により、I/O数が増えると、同じボード上で回路トレースを増やす必要があります。
これらの問題に対処するため、研究者たちは様々な解決策を考案しました。その一つが、マイクロビアを用いた高密度相互接続技術の活用です。多くのビアを用いることで、回路基板はより多くの配線を実装できます。配線が増えるということは、様々な部品をより高密度に配置することを意味します。マイクロビアの主な目的は、回路基板の密度を高めることです。マイクロビアとHDI技術を組み合わせることで、特定の領域に6つの部品を実装することが可能になります。それ以前の従来の方法では、この領域に実装できるのは4つの部品に限られていました。
マイクロビアが他のタイプのビアよりも優れているのはなぜですか?
PCBの製造プロセスはコストのかかるプロセスです。複雑な回路を設計する必要がある場合、このプロセスはさらにコストがかかります。そのため、回路基板の各層には多額のコストがかかるのは事実です。したがって、層数が増えると、回路基板のコストも増加します。
従来のスルーホールビアの代わりにマイクロビアを利用できます。「スルーホール」は非常に一般的な用語です。通常、ビアについて話すときはスルーホールビアのことを指します。
スルーホールビアをマイクロビアに置き換えるとどうなるでしょうか？層数が減り、製造コストが削減されます。
さらに、わずかな部品交換はコスト削減だけでなく、PCBの電気特性を向上させることにもつながります。テクノロジー時代において、人々はより小型で軽量なデバイスを求めています。そのため、高密度・多層の回路基板こそが、この時代の必須条件なのです。
マイクロビアは機能性に加え、基板のスペースを最小限に活用します。しかも、2層または3層でしか形成されないため、メーカーはこれらのビアを優先的に使用します。
さらに、マイクロビアは多様なパターンと材料で利用可能です。そのため、この技術は複雑な回路基板に最適な選択肢の一つとなっています。スタッガード、パッド内ビア、非導電性ビアなどがその例です。さらに、ステーキング、オフセット、銅充填材なども含まれます。
3層以上の配線を必要とするアプリケーションでは、スタックドマイクロビアを使用することで、複数層にわたる配線速度を向上させることができます。さらに、熱制御機能も内蔵されています。
電子機器の小型化と高密度化に伴い、マイクロビアの使用は不可欠です。これらの微細な相互接続ビアの適切な設計と製造は、PCBの性能と信頼性にとって非常に重要です。社内にノウハウが不足している場合は、専門家へのコンサルティングが非常に役立ちます。MOKO Technologyは、PCB設計・製造の統合サービスを提供しています。マイクロビアの実装を通してお客様をサポートし、高密度相互接続の最適化を支援します。お気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ 無料の見積もりを取得します。
