Así como las tiendas de hardware necesitan administrar y mostrar uñas y tornillos de varios tipos, métrica, material, longitud, ancho y tono, etc., el diseño de PCB también necesita administrar objetos de diseño como agujeros, especialmente en diseño de alta densidad. Los diseños tradicionales de PCB solo pueden usar unos pocos agujeros de pase diferentes, pero los diseños de interconexión de alta densidad (HDI) de hoy en día requieren muchos tipos diferentes y tamaños de agujeros de pase. Cada orificio de pase debe gestionarse para usarse correctamente, asegurando el máximo rendimiento de la junta y capacidad de fabricación sin errores. Este artículo explicará la necesidad de gestionar los agujeros de alta densidad en el diseño de PCB y cómo lograr esto.

Factores que impulsan el diseño de PCB de alta densidad 

A medida que la demanda de dispositivos electrónicos pequeños continúa creciendo, las placas de circuito impresas que alimentan estos dispositivos tienen que encogerse para encajar en ellos. Al mismo tiempo, para cumplir con los requisitos de mejora del rendimiento, los dispositivos electrónicos deben agregar más dispositivos y circuitos en el tablero. El tamaño de los dispositivos PCB disminuye constantemente, y el número de pines está aumentando, por lo que debe usar pines más pequeños y un espacio más cercano para diseñar, lo que hace que el problema sea más complicado. Para los diseñadores de PCB, este es el equivalente de que la bolsa se vuelve cada vez más pequeña, mientras mantiene más y más cosas en ella. Los métodos tradicionales de diseño de la placa de circuito alcanzan rápidamente sus límites.

Para satisfacer la necesidad de agregar más circuitos a un tamaño de placa más pequeño, surgió un nuevo método de diseño de PCB: interconexión de alta densidad o HDI. El diseño HDI utiliza técnicas de fabricación de placa de circuito más avanzadas, anchos de línea más pequeños, materiales más delgados y microholes ciegos y enterrados o con láser. Gracias a estas características de alta densidad, se pueden colocar más circuitos en una placa más pequeña y proporcionar una solución de conexión viable para circuitos integrados de múltiples pines.

Hay varios otros beneficios de usar estos agujeros de alta densidad: 

Canales de cableado:Dado que los agujeros y microholes ciegos y enterrados no penetran en la pila de capa, esto crea canales de cableado adicionales en el diseño. Al colocar estratégicamente estos diferentes agujeros, los diseñadores pueden alzar dispositivos con cientos de alfileres. Si solo se usan los agujeros estándar, los dispositivos con tantos pines generalmente bloquean todos los canales de cableado interno.

Integridad de la señal:Muchas señales en dispositivos electrónicos pequeños también tienen requisitos específicos de integridad de señales, y los agujeros a través de los agujeros no cumplen con tales requisitos de diseño. Estos agujeros pueden formar antenas, introducir problemas de EMI o afectar la ruta de retorno de la señal de las redes críticas. El uso de agujeros ciegos y microholes enterrados o micro elimina los posibles problemas de integridad de la señal causados ​​por el uso de agujeros.

Para comprender mejor estos agujeros a través, veamos los diferentes tipos de agujeros a través de los agujeros que se pueden usar en diseños de alta densidad y sus aplicaciones.

Tipo y estructura de agujeros de interconexión de alta densidad 

Un orificio de pase es un orificio en la placa de circuito que conecta dos o más capas. En general, el orificio transmite la señal transportada por el circuito desde una capa de la placa al circuito correspondiente en la otra capa. Para realizar señales entre las capas de cableado, los agujeros se metalizan durante el proceso de fabricación. Según el uso específico, el tamaño del orificio y la almohadilla son diferentes. Se utilizan agujeros más pequeños para el cableado de la señal, mientras que los agujeros a través de más grandes se utilizan para el cableado de potencia y tierra, o para ayudar a calentar los dispositivos de sobrecalentamiento.

Diferentes tipos de agujeros en la placa de circuito

agujero

El orificio a través del agujero estándar que se ha utilizado en placas de circuito impreso de doble cara desde que se introdujeron por primera vez. Los agujeros se perforan mecánicamente a través de toda la placa de circuito y se electroplacan. Sin embargo, el orificio mínimo que se puede perforar mediante un taladro mecánico tiene ciertas limitaciones, dependiendo de la relación de aspecto del diámetro del taladro al espesor de la placa. En términos generales, la apertura del agujero a través de no es inferior a 0,15 mm.

Agujero ciego:

Al igual que los agujeros a través, los agujeros se perforan mecánicamente, pero con más pasos de fabricación, solo se perfora parte de la placa de la superficie. Los agujeros ciegos también enfrentan el problema de la limitación del tamaño de bit; Pero dependiendo del lado del tablero en el que estamos, podemos cablear por encima o por debajo del agujero ciego.

Agujero enterrado:

Los agujeros enterrados, como los agujeros ciegos, se perforan mecánicamente, pero comienzan y terminan en la capa interna del tablero en lugar de la superficie. Este agujero de paso también requiere pasos de fabricación adicionales debido a la necesidad de integrarse en la pila de placas.

Microporos

Esta perforación se abligue con un láser y la abertura es menor que el límite de 0.15 mm de una broca mecánica. Debido a que los microholes abarcan solo dos capas adyacentes del tablero, la relación de aspecto hace que los agujeros estén disponibles para el enchapado mucho más pequeño. Los microholes también se pueden colocar en la superficie o dentro del tablero. Los microholes generalmente se llenan y se placan, esencialmente ocultos y, por lo tanto, se pueden colocar en bolas de soldadura de elementos de montaje en la superficie de componentes como matrices de cuadrícula de bola (BGA). Debido a la pequeña abertura, la almohadilla requerida para el microholes también es mucho más pequeña que el orificio ordinario, aproximadamente 0.300 mm.

De acuerdo con los requisitos de diseño, los diferentes tipos de agujeros se pueden configurar para hacer que funcionen juntos. Por ejemplo, los microporos se pueden apilar con otros microporos, así como con agujeros enterrados. Estos agujeros también pueden ser escalonados. Como se mencionó anteriormente, los microholes se pueden colocar en almohadillas con pasadores de elementos de montaje en la superficie. El problema de la congestión del cableado se alivia aún más por la ausencia del enrutamiento tradicional desde la almohadilla de montaje en la superficie hasta la salida del ventilador.