Inhaltsübersicht
Was ist die Microvia-Technologie?
Microvia-Technologie is a core process in modern high-density interconnect (HDI) printed circuit board manufacturing. It involves creating tiny conductive holes—typically less than 150 microns (0.15mm) in diameter—using laser drilling or other advanced methods. Compared to traditional mechanical drilling, microvia technology enables smaller apertures (as small as 0.05mm), higher positional accuracy (±0.01mm), and finer wiring density. This makes it possible to achieve high-density interconnections in complex PCB designs with 18 or more layers.
Die Microvia-Technologie wird hauptsächlich in drei Typen unterteilt:
- Blinde Durchkontaktierungen (von den äußeren zu den inneren Schichten, aber nicht durch die gesamte Platte)
- Vergrabene Durchkontaktierungen (vollständig zwischen den inneren Schichten)
- Durchgangsbohrungen (alle Schichten durchdringend)
Bei 18-Lagen-Leiterplatten werden diese Microvia-Typen oft kombiniert, um Routing-Lösungen und Signalintegrität zu optimieren.
Die wichtigsten Vorteile der Microvia-Technologie
- Deutlich verbesserte Raumausnutzung – Microvias reduce aperture sizes to 1/4 or less of traditional drills, freeing up more routing space.
- Verbesserte Signalübertragungsleistung – Shorter interconnect paths minimize signal attenuation and delay, especially critical for high-frequency applications.
- Größere Flexibilität bei Schichtverbindungen – Supports any-layer HDI (Any Layer HDI), increasing design freedom.
- Ermöglicht Produktminiaturisierung – Critical for thin and lightweight modern electronics (e.g., smartphones, wearables).
- Besseres Wärmemanagement – Microvia arrays can act as thermal channels, improving heat dissipation in multilayer PCBs.
Wichtige Überlegungen zum Microvia-Design bei 18-Lagen-Leiterplatten
Hochwertige Microvia-Verbindungen in 18-Lagen-Leiterplatten-Designs erfordern eine sorgfältige Konstruktion:
1. Präzisionskontrolle und Ausrichtung von Schicht zu Schicht
- Problem: Mit zunehmender Lagenzahl können kumulative Ausrichtungsfehler zu einer Fehlregistrierung der Microvia führen.
- Lösung: Use high-precision laser drilling equipment (±5μm repeatability), real-time X-ray inspection for calibration, and incorporate process compensation in design.
2.Qualität der Durchgangswände und Gleichmäßigkeit der Beschichtung
- ProblemMikrovias mit hohem Aspektverhältnis können unter einer ungleichmäßigen Beschichtung oder rauen Via-Wänden leiden.
- LösungOptimierung der Laserparameter (Pulsbreite, Energie), Anwendung von Step-Plating-Verfahren und Verwendung von Additiven zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Beschichtung.
3.Thermische Belastung und Zuverlässigkeit
- ProblemCTE-Fehlanpassungen (Wärmeausdehnungskoeffizient) in Mehrschichtstrukturen können bei Temperaturwechseln zu Mikrorissen führen.
- LösungAuswahl von Materialien mit abgestimmtem WAK, Verwendung von gefüllten Beschichtungen und Optimierung der HASL-Parameter (Hot Air Solder Leveling).
Gemeinsame Herausforderungen und Lösungen für das Microvia-Design
Problem 1: Mikrovia-Positionsfehler mit Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit der Verbindungen
Lösung:
- Verwenden Sie optische Positionierungssysteme (OPS) in Kombination mit Laser Direct Imaging (LDI).
- Halten Sie sich bei der Gestaltung an die 1:1-Regel für das Verhältnis von Vias zu Pads.
- Einführung einer statistischen Prozesskontrolle (SPC) zur Überwachung der Bohrgenauigkeit.
Problem 2: Schwierigkeiten bei der Beschichtung von Microvias mit hohem Streckungsverhältnis
Lösung:
- Impulsumkehrplattieren für eine bessere Gleichmäßigkeit der tiefen Löcher.
- Verwenden Sie spezielle hochdisperse Beschichtungslösungen.
- Führen Sie eine vakuumunterstützte Beschichtung durch, um eine vollständige chemische Durchdringung zu gewährleisten.
Problem 3: Microvia-Verformung nach Mehrfachlaminierung
Lösung:
- Optimierung der Laminierzyklen (schrittweiser Temperatur- und Druckanstieg).
- Wählen Sie Prepreg-Materialien mit geringem Harzfluss und hohem Tg-Wert.
- Berücksichtigen Sie die Materialschwindung bei der Konstruktion mit einem angemessenen Ausgleich.
Industrieanwendungen und zukünftige Trends
Die Microvia-Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei modernen Anwendungen:
- 5G-Kommunikation – Interconnects for millimeter-wave antenna arrays.
- Hochleistungsrechnen (HPC) – 3D integration in multi-chip modules (MCMs).
- Kfz-Elektronik – High-reliability interconnects for ADAS systems.
- Medizinische Elektronik – Ultra-dense interconnects in implantable microdevices.
Mit der Weiterentwicklung von IC-Substraten und System-in-Package (SiP)-Technologien schreitet auch die Microvia-Technologie voran:
- Smaller sizes (≤50μm)
- Höhere Seitenverhältnisse (>15:1)
- Tighter spacing (≤100μm pitch)
Neue hybride Laser-Plasma-Ätzverfahren könnten diese Grenzen noch weiter verschieben.
Schlussfolgerung
Microvia design in 18-layer PCBs represents the pinnacle of modern interconnect technology, enabling macro-level performance breakthroughs through micro-scale precision engineering. Mastering microvia technology requires balancing design innovation with manufacturability—leveraging its high-density advantages while ensuring process feasibility and long-term reliability. With continuous advancements in materials and fabrication techniques, microvia technology will play an even more central role in next-generation electronics, driving progress toward higher performance, smaller form factors, and lower power consumption.
DE 
EN 
PT 
AR