જેમ હાર્ડવેર સ્ટોર્સને મેટ્રિક, સામગ્રી, લંબાઈ, પહોળાઈ અને પિચ વગેરેના વિવિધ પ્રકારના નખ અને સ્ક્રૂનું સંચાલન અને પ્રદર્શિત કરવાની જરૂર છે, તે જ રીતે PCB ડિઝાઇનને પણ ડિઝાઇન ઑબ્જેક્ટ્સનું સંચાલન કરવાની જરૂર છે જેમ કે છિદ્રો, ખાસ કરીને ઉચ્ચ-ઘનતા ડિઝાઇનમાં. પરંપરાગત PCB ડિઝાઈનમાં માત્ર થોડા અલગ પાસ હોલ્સનો ઉપયોગ થઈ શકે છે, પરંતુ આજની હાઈ-ડેન્સિટી ઈન્ટરકનેક્ટ (HDI) ડિઝાઈનમાં પાસ હોલ્સના વિવિધ પ્રકારો અને કદની જરૂર પડે છે. બોર્ડની મહત્તમ કામગીરી અને ભૂલ-મુક્ત ઉત્પાદનક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરીને, દરેક પાસ હોલને યોગ્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવા માટે મેનેજ કરવાની જરૂર છે. આ લેખ PCB ડિઝાઇનમાં ઉચ્ચ ઘનતા દ્વારા છિદ્રોનું સંચાલન કરવાની જરૂરિયાત અને આ કેવી રીતે પ્રાપ્ત કરવું તે વિશે વિગતવાર જણાવશે.

ઉચ્ચ ઘનતા પીસીબી ડિઝાઇનને ચલાવતા પરિબળો 

જેમ જેમ નાના ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની માંગ સતત વધી રહી છે, તેમ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ જે આ ઉપકરણોને શક્તિ આપે છે તે તેમાં ફિટ થવા માટે સંકોચાઈ જાય છે. તે જ સમયે, પ્રદર્શન સુધારણાની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને બોર્ડ પર વધુ ઉપકરણો અને સર્કિટ ઉમેરવા પડશે. PCB ઉપકરણોનું કદ સતત ઘટી રહ્યું છે, અને પિનની સંખ્યા વધી રહી છે, તેથી તમારે ડિઝાઇન માટે નાની પિન અને નજીકના અંતરનો ઉપયોગ કરવો પડશે, જે સમસ્યાને વધુ જટિલ બનાવે છે. PCB ડિઝાઇનર્સ માટે, આ બેગ નાની અને નાની થતી જાય છે, જ્યારે તેમાં વધુને વધુ વસ્તુઓ પકડી રાખે છે. સર્કિટ બોર્ડ ડિઝાઇનની પરંપરાગત પદ્ધતિઓ ઝડપથી તેમની મર્યાદા સુધી પહોંચે છે.

નાના બોર્ડના કદમાં વધુ સર્કિટ ઉમેરવાની જરૂરિયાતને પહોંચી વળવા માટે, એક નવી PCB ડિઝાઇન પદ્ધતિ અસ્તિત્વમાં આવી - હાઇ-ડેન્સિટી ઇન્ટરકનેક્ટ, અથવા HDI. HDI ડિઝાઇન વધુ અદ્યતન સર્કિટ બોર્ડ ઉત્પાદન તકનીકો, નાની લાઇન પહોળાઈ, પાતળી સામગ્રી અને અંધ અને દફનાવવામાં આવેલા અથવા લેસર-ડ્રિલ્ડ માઇક્રોહોલનો ઉપયોગ કરે છે. આ ઉચ્ચ ઘનતા લાક્ષણિકતાઓ માટે આભાર, નાના બોર્ડ પર વધુ સર્કિટ મૂકી શકાય છે અને મલ્ટી-પિન ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ માટે એક સક્ષમ કનેક્શન સોલ્યુશન પ્રદાન કરે છે.

આ ઉચ્ચ ઘનતાવાળા છિદ્રોનો ઉપયોગ કરવાના અન્ય ઘણા ફાયદા છે: 

વાયરિંગ ચેનલો:કારણ કે અંધ અને દફનાવવામાં આવેલા છિદ્રો અને માઇક્રોહોલ લેયર સ્ટેકમાં પ્રવેશતા નથી, આ ડિઝાઇનમાં વધારાની વાયરિંગ ચેનલો બનાવે છે. વ્યૂહાત્મક રીતે આ વિવિધ થ્રુ-હોલ્સ મૂકીને, ડિઝાઇનર્સ સેંકડો પિન સાથે ઉપકરણોને વાયર કરી શકે છે. જો માત્ર પ્રમાણભૂત થ્રુ-હોલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો ઘણી બધી પિનવાળા ઉપકરણો સામાન્ય રીતે તમામ આંતરિક વાયરિંગ ચેનલોને અવરોધિત કરશે.

સિગ્નલ અખંડિતતા:નાના ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો પરના ઘણા સિગ્નલોમાં ચોક્કસ સિગ્નલ અખંડિતતાની જરૂરિયાતો પણ હોય છે, અને થ્રુ-હોલ્સ આવી ડિઝાઇન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતા નથી. આ છિદ્રો એન્ટેના બનાવી શકે છે, EMI સમસ્યાઓ રજૂ કરી શકે છે અથવા જટિલ નેટવર્ક્સના સિગ્નલ રીટર્ન પાથને અસર કરી શકે છે. અંધ છિદ્રો અને દફનાવવામાં આવેલા અથવા માઇક્રોહોલ્સનો ઉપયોગ થ્રુ હોલ્સના ઉપયોગને કારણે સંભવિત સિગ્નલ અખંડિતતા સમસ્યાઓને દૂર કરે છે.

આ થ્રુ-હોલ્સને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, ચાલો વિવિધ પ્રકારના થ્રુ-હોલ્સ જોઈએ જેનો ઉપયોગ હાઈ-ડેન્સિટી ડિઝાઈન અને તેમની એપ્લિકેશનમાં થઈ શકે છે.

ઉચ્ચ-ઘનતા ઇન્ટરકનેક્શન છિદ્રોનો પ્રકાર અને માળખું 

પાસ હોલ એ સર્કિટ બોર્ડ પરનો એક છિદ્ર છે જે બે અથવા વધુ સ્તરોને જોડે છે. સામાન્ય રીતે, છિદ્ર બોર્ડના એક સ્તરમાંથી અન્ય સ્તર પરના અનુરૂપ સર્કિટમાં સર્કિટ દ્વારા વહન કરેલા સિગ્નલને પ્રસારિત કરે છે. વાયરિંગ સ્તરો વચ્ચે સિગ્નલોનું સંચાલન કરવા માટે, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન છિદ્રોને મેટલાઈઝ કરવામાં આવે છે. ચોક્કસ ઉપયોગ અનુસાર, છિદ્ર અને પેડનું કદ અલગ છે. નાના થ્રુ-હોલ્સનો ઉપયોગ સિગ્નલ વાયરિંગ માટે થાય છે, જ્યારે મોટા થ્રુ-હોલ્સનો ઉપયોગ પાવર અને ગ્રાઉન્ડ વાયરિંગ માટે અથવા હીટ ઓવરહિટીંગ ઉપકરણોને મદદ કરવા માટે થાય છે.

સર્કિટ બોર્ડ પર વિવિધ પ્રકારના છિદ્રો

થ્રુ-હોલ

થ્રુ-હોલ એ પ્રમાણભૂત થ્રુ-હોલ છે જેનો ઉપયોગ ડબલ-સાઇડ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર કરવામાં આવે છે ત્યારથી તેઓ પ્રથમ વખત રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા. છિદ્રો યાંત્રિક રીતે સમગ્ર સર્કિટ બોર્ડ દ્વારા ડ્રિલ કરવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ છે. જો કે, યાંત્રિક કવાયત દ્વારા ડ્રિલ કરી શકાય તેવા ન્યૂનતમ બોરમાં ચોક્કસ મર્યાદાઓ હોય છે, જે ડ્રિલના વ્યાસ અને પ્લેટની જાડાઈના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, થ્રુ હોલનું છિદ્ર 0.15 મીમી કરતા ઓછું નથી.

અંધ છિદ્ર:

થ્રુ-હોલ્સની જેમ, છિદ્રોને યાંત્રિક રીતે ડ્રિલ કરવામાં આવે છે, પરંતુ વધુ ઉત્પાદન પગલાં સાથે, પ્લેટનો માત્ર ભાગ સપાટી પરથી ડ્રિલ કરવામાં આવે છે. અંધ છિદ્રો પણ બીટ કદ મર્યાદાની સમસ્યાનો સામનો કરે છે; પરંતુ આપણે બોર્ડની કઈ બાજુએ છીએ તેના આધારે, આપણે અંધ છિદ્રની ઉપર અથવા નીચે વાયર કરી શકીએ છીએ.

દફનાવવામાં આવેલ છિદ્ર:

દફનાવવામાં આવેલા છિદ્રો, જેમ કે અંધ છિદ્રો, યાંત્રિક રીતે ડ્રિલ કરવામાં આવે છે, પરંતુ સપાટીને બદલે બોર્ડના આંતરિક સ્તરમાં શરૂ થાય છે અને સમાપ્ત થાય છે. આ થ્રુ-હોલને પ્લેટ સ્ટેકમાં એમ્બેડ કરવાની જરૂરિયાતને કારણે વધારાના ઉત્પાદન પગલાંની પણ જરૂર છે.

માઇક્રોપોર

આ છિદ્ર લેસર વડે દૂર કરવામાં આવે છે અને છિદ્ર મિકેનિકલ ડ્રિલ બીટની 0.15 મીમી મર્યાદા કરતા ઓછું હોય છે. કારણ કે માઇક્રોહોલ્સ બોર્ડના માત્ર બે સંલગ્ન સ્તરોમાં ફેલાયેલા છે, આસ્પેક્ટ રેશિયો પ્લેટિંગ માટે છિદ્રોને ખૂબ નાના બનાવે છે. માઇક્રોહોલને સપાટી પર અથવા બોર્ડની અંદર પણ મૂકી શકાય છે. માઇક્રોહોલ સામાન્ય રીતે ભરવામાં આવે છે અને પ્લેટેડ હોય છે, અનિવાર્યપણે છુપાયેલા હોય છે, અને તેથી તેને બોલ ગ્રીડ એરે (BGA) જેવા ઘટકોના સરફેસ-માઉન્ટ એલિમેન્ટ સોલ્ડર બોલમાં મૂકી શકાય છે. નાના છિદ્રને કારણે, માઇક્રોહોલ માટે જરૂરી પેડ પણ સામાન્ય છિદ્ર કરતાં ઘણું નાનું છે, લગભગ 0.300 મીમી.

ડિઝાઇનની જરૂરિયાતો અનુસાર, ઉપરોક્ત વિવિધ પ્રકારના છિદ્રોને એકસાથે કામ કરવા માટે ગોઠવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, માઇક્રોપોરોને અન્ય માઇક્રોપોર્સ સાથે, તેમજ દફનાવવામાં આવેલા છિદ્રો સાથે સ્ટેક કરી શકાય છે. આ છિદ્રો પણ અટકી શકે છે. અગાઉ સૂચવ્યા મુજબ, સપાટી-માઉન્ટ એલિમેન્ટ પિન સાથે પેડમાં માઇક્રોહોલ મૂકી શકાય છે. સરફેસ માઉન્ટ પેડથી ફેન આઉટલેટ સુધી પરંપરાગત રૂટીંગની ગેરહાજરી દ્વારા વાયરિંગની ભીડની સમસ્યા વધુ દૂર થાય છે.