Nii nagu riistvarapoed peavad haldama ja kuvama erinevat tüüpi, meetermõõdustiku, materjali, pikkuse, laiuse ja sammuga jne naelu ja kruvisid, peab PCB projekteerimine haldama ka selliseid disainiobjekte nagu augud, eriti suure tihedusega projekteerimisel. Traditsioonilistes PCB-de konstruktsioonides võib kasutada vaid mõnda erinevat läbipääsuava, kuid tänapäevaste suure tihedusega ühendamise (HDI) konstruktsioonide jaoks on vaja palju erinevat tüüpi ja suurusega läbipääsuavasid. Iga läbipääsuava tuleb õigesti kasutada, tagades plaadi maksimaalse jõudluse ja vigadeta valmistatavuse. Selles artiklis käsitletakse vajadust hallata PCB projekteerimisel suure tihedusega läbivaid auke ja kuidas seda saavutada.

Kõrge tihedusega PCB projekteerimist mõjutavad tegurid 

Kuna nõudlus väikeste elektroonikaseadmete järele kasvab jätkuvalt, peavad neid seadmeid toidavad trükkplaadid nendesse mahtumiseks kahanema. Samal ajal peavad elektroonikaseadmed jõudluse parandamise nõuete täitmiseks plaadile lisama rohkem seadmeid ja vooluringe. PCB-seadmete suurus väheneb pidevalt ja tihvtide arv suureneb, mistõttu peate kasutama väiksemaid kontakte ja kujundusele lähemale, mis muudab probleemi keerulisemaks. PCB disainerite jaoks on see samaväärne kott väiksemaks muutumisega, hoides selles üha rohkem asju. Traditsioonilised trükkplaatide kujundamise meetodid jõuavad kiiresti oma piiridesse.

Et täita vajadus lisada väiksemale plaadile rohkem vooluringe, tuli kasutusele uus PCB projekteerimismeetod – suure tihedusega interconnect ehk HDI. HDI disain kasutab täiustatud trükkplaatide tootmistehnikaid, väiksemaid joonlaiusi, õhemaid materjale ning pimedaid ja maetud või laserpuuritud mikroauke. Tänu nendele suure tihedusega karakteristikutele saab väiksemale plaadile paigutada rohkem vooluahelaid ja pakkuda mitme kontaktiga integraallülituste jaoks elujõulist ühenduslahendust.

Nende suure tihedusega aukude kasutamisel on mitmeid muid eeliseid: 

Juhtmete kanalid:Kuna pimedad ja maetud augud ning mikroaugud ei tungi kihivirnast läbi, tekitab see disainis täiendavaid juhtmekanaleid. Neid erinevaid läbivaid auke strateegiliselt paigutades saavad disainerid ühendada sadade tihvtidega seadmeid. Kui kasutatakse ainult standardseid läbivaid auke, blokeerivad nii paljude kontaktidega seadmed tavaliselt kõik sisemised juhtmestiku kanalid.

Signaali terviklikkus:Paljudel väikeste elektroonikaseadmete signaalidel on ka spetsiifilised signaali terviklikkuse nõuded ja läbivad augud ei vasta sellistele konstruktsiooninõuetele. Need augud võivad moodustada antenne, tekitada EMI probleeme või mõjutada kriitiliste võrkude signaali tagasiteed. Pimeaukude ja maetud või mikroaukude kasutamine välistab võimalikud signaali terviklikkuse probleemid, mis on põhjustatud läbivate aukude kasutamisest.

Nende läbivate aukude paremaks mõistmiseks vaatleme eri tüüpi läbivaid auke, mida saab kasutada suure tihedusega konstruktsioonides, ja nende rakendusi.

Suure tihedusega ühendusavade tüüp ja struktuur 

Läbipääsuava on auk trükkplaadil, mis ühendab kahte või enamat kihti. Üldjuhul edastab auk vooluringi poolt kantud signaali ühelt plaadi kihilt teise kihi vastavasse vooluringi. Juhtmekihtide vahel signaalide juhtimiseks metalliseeritud augud tootmisprotsessi käigus. Vastavalt konkreetsele kasutusotstarbele on augu ja padja suurus erinev. Väiksemaid läbivaid auke kasutatakse signaalijuhtmete jaoks, suuremaid läbivaid auke kasutatakse toite- ja maandusjuhtmete jaoks või ülekuumenemisseadmete soojendamiseks.

Erinevat tüüpi augud trükkplaadil

läbiv auk

Läbiv auk on standardne läbiv auk, mida on kasutatud kahepoolsetel trükkplaatidel alates nende esmakordsest kasutuselevõtust. Avad puuritakse mehaaniliselt läbi kogu trükkplaadi ja need on galvaniseeritud. Siiski on mehaanilise puuriga puuritava minimaalsel puuril teatud piirangud, mis sõltuvad puuri läbimõõdu ja plaadi paksuse kuvasuhtest. Üldiselt on läbiva ava ava vähemalt 0,15 mm.

Pime auk:

Nagu läbivad augud, puuritakse augud mehaaniliselt, kuid rohkemate valmistamise etappide puhul puuritakse pinnalt ainult osa plaadist. Pimeaugud seisavad silmitsi ka biti suuruse piirangu probleemiga; Kuid olenevalt sellest, kummal pool plaati me asume, saame juhtmega pimedast kõrgemale või allapoole.

Maetud auk:

Maetud augud, nagu pimeaugud, puuritakse mehaaniliselt, kuid algavad ja lõpevad pigem plaadi sisemises kihis kui pinnas. See läbiv auk nõuab ka täiendavaid tootmisetappe, kuna see peab olema plaadivirna sisse põimitud.

Mikropoor

See perforatsioon eemaldatakse laseriga ja ava on väiksem kui mehaanilise puuri 0,15 mm piir. Kuna mikroaugud hõlmavad ainult kahte külgnevat plaadi kihti, muudab kuvasuhe plaadistamiseks kasutatavad augud palju väiksemaks. Mikroaugud saab asetada ka plaadi pinnale või sisse. Mikroaugud on tavaliselt täidetud ja kaetud, sisuliselt peidetud ja seetõttu saab need asetada komponentide, näiteks kuulvõrestiku massiivide (BGA) pinnale paigaldatavate elementide jootekuulidesse. Väikese ava tõttu on ka mikroaugu jaoks vajalik padi tavalisest august palju väiksem, umbes 0,300 mm.

Vastavalt projekteerimisnõuetele saab ülaltoodud erinevat tüüpi auke konfigureerida nii, et need koos töötaksid. Näiteks võib mikropoore virnastada teiste mikropooridega, aga ka maetud aukudega. Neid auke saab ka ajastada. Nagu varem mainitud, saab mikroauke paigutada pindmontaažielementide tihvtidega patjadesse. Juhtmete ülekoormamise probleemi leevendab veelgi traditsioonilise marsruudi puudumine pindpaigaldusplaadilt ventilaatori väljalaskeavasse.