Do mesmo xeito que as tendas de ferraxes necesitan xestionar e mostrar cravos e parafusos de varios tipos, métricos, materiais, lonxitude, ancho e paso, etc., o deseño de PCB tamén necesita xestionar obxectos de deseño como buratos, especialmente no deseño de alta densidade. Os deseños tradicionais de PCB só poden usar algúns orificios de paso diferentes, pero os deseños actuais de interconexión de alta densidade (HDI) requiren moitos tipos e tamaños diferentes de orificios de paso. Cada orificio de paso debe ser xestionado para ser usado correctamente, garantindo o máximo rendemento da placa e unha fabricación sen erros. Este artigo explicará a necesidade de xestionar buratos pasantes de alta densidade no deseño de PCB e como conseguilo.

Factores que impulsan o deseño de PCB de alta densidade 

A medida que a demanda de pequenos dispositivos electrónicos segue crecendo, as placas de circuíto impreso que alimentan estes dispositivos teñen que reducirse para poder encaixar neles. Ao mesmo tempo, para cumprir cos requisitos de mellora do rendemento, os dispositivos electrónicos teñen que engadir máis dispositivos e circuítos na placa. O tamaño dos dispositivos PCB está a diminuír constantemente e o número de pinos aumenta, polo que tes que usar pinos máis pequenos e un espazo máis próximo para deseñar, o que fai que o problema sexa máis complicado. Para os deseñadores de PCB, este é o equivalente a que a bolsa se faga cada vez máis pequena, mentres contén máis e máis cousas nela. Os métodos tradicionais de deseño de placas de circuíto alcanzan rapidamente os seus límites.

Para satisfacer a necesidade de engadir máis circuítos a un tamaño de placa máis pequeno, xurdiu un novo método de deseño de PCB: interconexión de alta densidade ou HDI. O deseño HDI utiliza técnicas de fabricación de placas de circuíto máis avanzadas, anchos de liña máis pequenos, materiais máis finos e microburacos cegos e enterrados ou perforados con láser. Grazas a estas características de alta densidade, pódense colocar máis circuítos nunha placa máis pequena e proporcionar unha solución de conexión viable para circuítos integrados multi-pin.

Hai outros beneficios de usar estes buratos de alta densidade: 

Canles de cableado:Dado que os buracos e microburacos cegos e enterrados non penetran na pila de capas, isto crea canles de cableado adicionais no deseño. Ao colocar estratexicamente estes diferentes orificios pasantes, os deseñadores poden conectar os dispositivos con centos de pinos. Se só se usan orificios pasantes estándar, os dispositivos con tantos pinos normalmente bloquearán todas as canles de cableado interior.

Integridade do sinal:Moitos sinais de pequenos dispositivos electrónicos tamén teñen requisitos específicos de integridade do sinal e os orificios pasantes non cumpren eses requisitos de deseño. Estes buratos poden formar antenas, introducir problemas EMI ou afectar o camiño de retorno do sinal das redes críticas. O uso de buratos cegos e enterrados ou microburatos elimina os posibles problemas de integridade do sinal causados ​​polo uso de buratos pasantes.

Para comprender mellor estes orificios pasantes, vexamos os diferentes tipos de orificios pasantes que se poden utilizar en deseños de alta densidade e as súas aplicacións.

Tipo e estrutura dos buratos de interconexión de alta densidade 

Un orificio de paso é un orificio na placa de circuíto que conecta dúas ou máis capas. En xeral, o burato transmite o sinal que leva o circuíto desde unha capa da placa ata o circuíto correspondente da outra capa. Para conducir sinais entre as capas de cableado, os orificios metalízanse durante o proceso de fabricación. Segundo o uso específico, o tamaño do burato e da almofada son diferentes. Os orificios pasantes máis pequenos utilízanse para o cableado de sinal, mentres que os orificios pasantes máis grandes úsanse para o cableado de enerxía e terra, ou para axudar a quentar os dispositivos de sobrequecemento.

Diferentes tipos de buratos na placa de circuíto

burato pasante

O orificio pasante é o orificio pasante estándar que se utilizou nas placas de circuíto impreso a dobre cara desde que se introduciu por primeira vez. Os orificios son perforados mecánicamente a través de toda a placa de circuíto e están galvanizados. Non obstante, o orificio mínimo que se pode perforar cunha broca mecánica ten certas limitacións, dependendo da relación de aspecto do diámetro da broca co grosor da placa. En xeral, a apertura do orificio pasante non é inferior a 0,15 mm.

Burato cego:

Do mesmo xeito que os buratos pasantes, os buracos son perforados mecánicamente, pero con máis pasos de fabricación, só se perfora unha parte da placa desde a superficie. Os buracos cegos tamén se enfrontan ao problema da limitación do tamaño dos bits; Pero dependendo do lado do taboleiro no que esteamos, podemos conectar por riba ou por debaixo do burato cego.

Burato enterrado:

Os buracos enterrados, como os buratos cegos, son perforados mecánicamente, pero comezan e rematan na capa interna do taboleiro e non na superficie. Este orificio pasante tamén require pasos adicionais de fabricación debido á necesidade de estar incrustado na pila de placas.

Microporo

Esta perforación é eliminada cun láser e a apertura é inferior ao límite de 0,15 mm dunha broca mecánica. Debido a que os microburacos abarcan só dúas capas adxacentes do taboleiro, a relación de aspecto fai que os buracos sexan moito máis pequenos. Os microburatos tamén se poden colocar na superficie ou dentro do taboleiro. Os microburacos adoitan estar cheos e chapados, esencialmente ocultos, e, polo tanto, pódense colocar en bolas de soldadura de elementos de montaxe superficial de compoñentes como matrices de reixa de bolas (BGA). Debido á pequena apertura, a almofada necesaria para o microburaco tamén é moito máis pequena que o buraco común, uns 0,300 mm.

Segundo os requisitos de deseño, pódense configurar os distintos tipos de buratos anteriores para que funcionen xuntos. Por exemplo, os microporos pódense apilar con outros microporos, así como con buratos enterrados. Estes buratos tamén poden ser escalonados. Como se mencionou anteriormente, os microburatos pódense colocar en almofadas con pasadores de elementos de montaxe en superficie. O problema da conxestión do cableado aliviase aínda máis pola ausencia do enrutamento tradicional desde a almofada de montaxe en superficie ata a saída do ventilador.