Tout comme les magasins de quincaillerie doivent gérer et afficher les ongles et les vis de différents types, la métrique, le matériau, la longueur, la largeur et la hauteur, etc., la conception de PCB doit également gérer des objets de conception tels que les trous, en particulier dans la conception à haute densité. Les conceptions de PCB traditionnelles ne peuvent utiliser que quelques trous de passage différents, mais les conceptions d'interconnexion à haute densité (HDI) d'aujourd'hui nécessitent de nombreux types et tailles de trous de passage différents. Chaque trou de passe doit être géré à être utilisé correctement, garantissant des performances maximales de la carte et une fabrication sans erreur. Cet article va développer la nécessité de gérer les trous à travers à haute densité dans la conception des PCB et comment y parvenir.

Facteurs qui stimulent la conception de PCB à haute densité 

Alors que la demande de petits dispositifs électroniques continue de croître, les cartes de circuits imprimées qui alimentent ces appareils doivent rétrécir afin de s'y adapter. Dans le même temps, afin de répondre aux exigences d'amélioration des performances, les appareils électroniques doivent ajouter plus d'appareils et de circuits sur le tableau. La taille des périphériques PCB est constamment diminue et le nombre d'épingles augmente, vous devez donc utiliser des épingles plus petites et un espacement plus proche de la conception, ce qui rend le problème plus compliqué. Pour les concepteurs de PCB, c'est l'équivalent du sac de plus en plus petit, tout en tenant de plus en plus de choses. Les méthodes traditionnelles de conception de la carte de circuit imprimé atteignent rapidement leurs limites.

Afin de répondre à la nécessité d'ajouter plus de circuits à une taille de carte plus petite, une nouvelle méthode de conception de PCB a vu le jour - interconnexion à haute densité ou HDI. La conception HDI utilise des techniques de fabrication de cartes de circuit imprimées plus avancées, des largeurs de ligne plus petites, des matériaux plus minces et des micro-trous aveugles et enfouis ou percés au laser. Grâce à ces caractéristiques de haute densité, plus de circuits peuvent être placés sur une carte plus petite et fournir une solution de connexion viable pour les circuits intégrés multi-broches.

Il existe plusieurs autres avantages de l'utilisation de ces trous à haute densité: 

Canaux de câblage:Étant donné que les trous et les micro-trous aveugles et enterrés ne pénètrent pas la pile de couche, cela crée des canaux de câblage supplémentaires dans la conception. En plaçant stratégiquement ces différents trous à travers, les concepteurs peuvent câbler des dispositifs avec des centaines d'épingles. Si seuls les trous de standard sont utilisés, les appareils avec autant de broches bloquent généralement tous les canaux de câblage intérieurs.

Intégrité du signal:De nombreux signaux sur les petits appareils électroniques ont également des exigences spécifiques d'intégrité du signal, et les trous à travers ne répondent pas à ces exigences de conception. Ces trous peuvent former des antennes, introduire des problèmes EMI ou affecter le chemin de retour du signal des réseaux critiques. L'utilisation de trous aveugles et d'enterrement ou de micro-trapes élimine les problèmes potentiels d'intégrité du signal causés par l'utilisation des trous.

Pour mieux comprendre ces trous à travers, examinons les différents types de trous à travers qui peuvent être utilisés dans les conceptions à haute densité et leurs applications.

Type et structure des trous d'interconnexion à haute densité 

Un trou de passe est un trou sur le circuit imprimé qui relie deux couches ou plus. En général, le trou transmet le signal transporté par le circuit d'une couche de la carte au circuit correspondant de l'autre couche. Afin de réaliser des signaux entre les couches de câblage, les trous sont métallisés pendant le processus de fabrication. Selon l'utilisation spécifique, la taille du trou et le pad sont différentes. Des trous à travers plus petits sont utilisés pour le câblage du signal, tandis que des trous à travers plus gros sont utilisés pour le câblage de puissance et de terre, ou pour aider à chauffer les dispositifs de surchauffe.

Différents types de trous sur la carte de circuit imprimé

à travers le trou

Le trou à travers est le trou à travers standard qui a été utilisé sur les cartes de circuits imprimés double face depuis leur première introduction. Les trous sont forés mécaniquement sur toute la carte de circuit imprimé et sont électroplités. Cependant, l'alésage minimum qui peut être foré par une perceuse mécanique a certaines limites, selon le rapport d'aspect du diamètre de forage à l'épaisseur de la plaque. D'une manière générale, l'ouverture du trou à travers n'est pas inférieure à 0,15 mm.

Trou aveugle:

Comme les trous à travers, les trous sont forés mécaniquement, mais avec plus d'étapes de fabrication, seule une partie de la plaque est forée de la surface. Les trous aveugles sont également confrontés au problème de la limitation de la taille des bits; Mais selon le côté de la planche sur laquelle nous nous trouvons, nous pouvons câbler au-dessus ou en dessous du trou aveugle.

Trou enterré:

Les trous enterrés, comme les trous aveugles, sont forés mécaniquement, mais commencent et se terminent dans la couche intérieure de la planche plutôt que sur la surface. Ce trou à travers nécessite également des étapes de fabrication supplémentaires en raison de la nécessité d'être intégrée dans la pile de plaques.

Micropore

Cette perforation est absorbée avec un laser et l'ouverture est inférieure à la limite de 0,15 mm d'un foret mécanique. Étant donné que les micro-trapes couvrent seulement deux couches adjacentes de la planche, le rapport d'aspect rend les trous disponibles pour le placage beaucoup plus petit. Les micro-trapes peuvent également être placés à la surface ou à l'intérieur de la planche. Les micro-trous sont généralement remplis et plaqués, essentiellement cachés et peuvent donc être placés dans des boules de soudure à élément de montage de surface telles que les réseaux de grille à billes (BGA). En raison de la petite ouverture, le coussin requis pour le microhole est également beaucoup plus petit que le trou ordinaire, environ 0,300 mm.

Selon les exigences de conception, les différents types de trous ci-dessus peuvent être configurés pour les faire fonctionner ensemble. Par exemple, les micropores peuvent être empilés avec d'autres micropores, ainsi que des trous enterrés. Ces trous peuvent également être échelonnés. Comme mentionné précédemment, les micro-trapes peuvent être placés dans des coussinets avec des épingles d'éléments de montage de surface. Le problème de la congestion du câblage est en outre atténué par l'absence du routage traditionnel de la surface de montage à la sortie du ventilateur.