Ligesom isenkræmmere skal administrere og vise søm og skruer af forskellige typer, metriske, materialer, længder, bredder og stigninger osv., skal PCB-design også håndtere designobjekter såsom huller, især i højdensitetsdesign. Traditionelle PCB-designs kan kun bruge nogle få forskellige gennemgangshuller, men nutidens high-density interconnect (HDI) designs kræver mange forskellige typer og størrelser af gennemgangshuller. Hvert gennemløbshul skal styres for at blive brugt korrekt, hvilket sikrer maksimal printydelse og fejlfri fremstillingsevne. Denne artikel vil uddybe behovet for at håndtere gennemgående huller med høj tæthed i PCB-design og hvordan man opnår dette.

Faktorer, der driver high-density PCB design 

Efterhånden som efterspørgslen efter små elektroniske enheder fortsætter med at vokse, skal de printkort, der driver disse enheder, krympe for at passe ind i dem. Samtidig skal elektroniske enheder tilføje flere enheder og kredsløb på kortet for at opfylde kravene til forbedring af ydeevnen. Størrelsen af ​​PCB-enheder falder konstant, og antallet af ben stiger, så man skal bruge mindre ben og tættere afstand til designet, hvilket gør problemet mere kompliceret. For PCB-designere svarer det til, at posen bliver mindre og mindre, mens den rummer flere og flere ting i den. Traditionelle metoder til printkortdesign når hurtigt deres grænser.

For at imødekomme behovet for at tilføje flere kredsløb til en mindre kortstørrelse, opstod en ny PCB-designmetode – high-density Interconnect eller HDI. HDI-designet bruger mere avancerede printkort fremstillingsteknikker, mindre linjebredder, tyndere materialer og blinde og nedgravede eller laserborede mikrohuller. Takket være disse højdensitetskarakteristika kan flere kredsløb placeres på et mindre kort og give en levedygtig forbindelsesløsning til integrerede kredsløb med flere ben.

Der er flere andre fordele ved at bruge disse højdensitetshuller: 

Kabelføringskanaler:Da blinde og nedgravede huller og mikrohuller ikke trænger ind i lagstakken, skaber dette yderligere ledningskanaler i designet. Ved strategisk at placere disse forskellige gennemgående huller kan designere forbinde enheder med hundredvis af stifter. Hvis der kun bruges standard gennemgående huller, vil enheder med så mange ben normalt blokere alle de indre ledningskanaler.

Signalintegritet:Mange signaler på små elektroniske enheder har også specifikke krav til signalintegritet, og gennemgående huller opfylder ikke sådanne designkrav. Disse huller kan danne antenner, introducere EMI-problemer eller påvirke signalreturvejen for kritiske netværk. Brugen af ​​blinde huller og nedgravede eller mikrohuller eliminerer potentielle signalintegritetsproblemer forårsaget af brugen af ​​gennemgående huller.

For bedre at forstå disse gennemgående huller, lad os se på de forskellige typer gennemgående huller, der kan bruges i design med høj tæthed og deres anvendelser.

Type og struktur af sammenkoblingshuller med høj tæthed 

Et gennemløbshul er et hul på printkortet, der forbinder to eller flere lag. Generelt overfører hullet signalet, der bæres af kredsløbet fra det ene lag af kortet til det tilsvarende kredsløb på det andet lag. For at lede signaler mellem ledningslagene metalliseres hullerne under fremstillingsprocessen. I henhold til den specifikke brug er størrelsen af ​​hullet og puden forskellige. Mindre gennemgående huller bruges til signalledninger, mens større gennemgående huller bruges til strøm- og jordledninger eller til at hjælpe med at opvarme overophedningsenheder.

Forskellige typer huller på printpladen

gennemgående hul

Det gennemgående hul er det standard gennemgående hul, der har været brugt på dobbeltsidede printplader, siden de først blev introduceret. Hullerne bores mekanisk gennem hele printpladen og er galvaniseret. Den mindste boring, der kan bores med en mekanisk boremaskine, har dog visse begrænsninger, afhængigt af størrelsesforholdet mellem borediameteren og pladetykkelsen. Generelt er åbningen af ​​det gennemgående hul ikke mindre end 0,15 mm.

Blind hul:

Ligesom gennemgående huller bores hullerne mekanisk, men med flere fremstillingstrin bores kun en del af pladen fra overfladen. Blindhuller står også over for problemet med begrænsning af bitstørrelsen; Men afhængigt af hvilken side af brættet vi er på, kan vi wire over eller under det blinde hul.

Nedgravet hul:

Nedgravede huller, ligesom blinde huller, bores mekanisk, men starter og slutter i det indre lag af brættet i stedet for overfladen. Dette gennemgående hul kræver også yderligere fremstillingstrin på grund af behovet for at blive indlejret i pladestakken.

Mikropore

Denne perforering fjernes med en laser, og åbningen er mindre end grænsen på 0,15 mm for et mekanisk bor. Fordi mikrohullerne kun spænder over to tilstødende lag af brættet, gør størrelsesforholdet hullerne tilgængelige til plettering meget mindre. Mikrohuller kan også placeres på overfladen eller indersiden af ​​pladen. Mikrohullerne er sædvanligvis fyldte og belagte, i det væsentlige skjulte, og kan derfor placeres i overflademonterede elementloddekugler af komponenter såsom ball grid arrays (BGA). På grund af den lille åbning er den nødvendige pude til mikrohullet også meget mindre end det almindelige hul, omkring 0,300 mm.

I henhold til designkravene kan ovenstående forskellige typer huller konfigureres til at få dem til at fungere sammen. For eksempel kan mikroporer stables med andre mikroporer, såvel som med nedgravede huller. Disse huller kan også være forskudt. Som tidligere nævnt kan mikrohuller placeres i puder med overflademonterede elementstifter. Problemet med overbelastning af ledninger afhjælpes yderligere af fraværet af den traditionelle føring fra overflademonteringspuden til ventilatorudgangen.