जिस तरह हार्डवेयर स्टोर को विभिन्न प्रकार, मीट्रिक, सामग्री, लंबाई, चौड़ाई और पिच आदि के कीलों और स्क्रू को प्रबंधित और प्रदर्शित करने की आवश्यकता होती है, उसी तरह पीसीबी डिज़ाइन को भी डिज़ाइन ऑब्जेक्ट जैसे छेद को प्रबंधित करने की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से उच्च-घनत्व डिज़ाइन में। पारंपरिक पीसीबी डिज़ाइन केवल कुछ अलग-अलग पास होल का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन आज के उच्च-घनत्व इंटरकनेक्ट (एचडीआई) डिज़ाइन के लिए कई अलग-अलग प्रकार और आकार के पास होल की आवश्यकता होती है। प्रत्येक पास होल को सही ढंग से उपयोग करने के लिए प्रबंधित किया जाना चाहिए, जिससे अधिकतम बोर्ड प्रदर्शन और त्रुटि मुक्त विनिर्माण क्षमता सुनिश्चित हो सके। यह लेख पीसीबी डिज़ाइन में उच्च-घनत्व थ्रू-होल को प्रबंधित करने की आवश्यकता और इसे कैसे प्राप्त किया जाए, इस पर विस्तार से बताएगा।

उच्च-घनत्व पीसीबी डिज़ाइन को संचालित करने वाले कारक 

जैसे-जैसे छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की मांग बढ़ती जा रही है, इन उपकरणों को शक्ति प्रदान करने वाले मुद्रित सर्किट बोर्डों को उनमें फिट होने के लिए सिकुड़ना पड़ता है। साथ ही, प्रदर्शन सुधार आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बोर्ड पर अधिक डिवाइस और सर्किट जोड़ने होंगे। पीसीबी उपकरणों का आकार लगातार कम हो रहा है, और पिनों की संख्या बढ़ रही है, इसलिए आपको डिज़ाइन के लिए छोटे पिन और करीबी रिक्ति का उपयोग करना होगा, जिससे समस्या अधिक जटिल हो जाती है। पीसीबी डिजाइनरों के लिए, यह बैग के छोटे होने और उसमें अधिक से अधिक चीजें रखने के बराबर है। सर्किट बोर्ड डिज़ाइन के पारंपरिक तरीके जल्दी ही अपनी सीमा तक पहुँच जाते हैं।

छोटे बोर्ड आकार में अधिक सर्किट जोड़ने की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, एक नई पीसीबी डिज़ाइन विधि अस्तित्व में आई - उच्च-घनत्व इंटरकनेक्ट, या एचडीआई। एचडीआई डिज़ाइन अधिक उन्नत सर्किट बोर्ड निर्माण तकनीकों, छोटी लाइन चौड़ाई, पतली सामग्री और अंधे और दबे हुए या लेजर-ड्रिल किए गए माइक्रोहोल का उपयोग करता है। इन उच्च घनत्व विशेषताओं के लिए धन्यवाद, अधिक सर्किट को एक छोटे बोर्ड पर रखा जा सकता है और मल्टी-पिन एकीकृत सर्किट के लिए एक व्यवहार्य कनेक्शन समाधान प्रदान किया जा सकता है।

इन उच्च-घनत्व वाले छिद्रों का उपयोग करने के कई अन्य लाभ हैं: 

वायरिंग चैनल:चूंकि अंधे और दबे हुए छेद और माइक्रोहोल परत स्टैक में प्रवेश नहीं करते हैं, इससे डिज़ाइन में अतिरिक्त वायरिंग चैनल बनते हैं। रणनीतिक रूप से इन अलग-अलग छेदों को रखकर, डिजाइनर सैकड़ों पिनों के साथ उपकरणों को तार कर सकते हैं। यदि केवल मानक थ्रू-होल का उपयोग किया जाता है, तो इतने सारे पिन वाले उपकरण आमतौर पर सभी आंतरिक वायरिंग चैनलों को अवरुद्ध कर देंगे।

सिग्नल की समग्रता:छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर कई सिग्नलों में विशिष्ट सिग्नल अखंडता आवश्यकताएं भी होती हैं, और थ्रू-होल ऐसी डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। ये छेद एंटेना बना सकते हैं, ईएमआई समस्याएं पैदा कर सकते हैं, या महत्वपूर्ण नेटवर्क के सिग्नल रिटर्न पथ को प्रभावित कर सकते हैं। ब्लाइंड होल और दफन या माइक्रोहोल का उपयोग थ्रू होल के उपयोग के कारण होने वाली संभावित सिग्नल अखंडता समस्याओं को समाप्त करता है।

इन थ्रू-होल्स को बेहतर ढंग से समझने के लिए, आइए विभिन्न प्रकार के थ्रू-होल्स को देखें जिनका उपयोग उच्च-घनत्व डिज़ाइन और उनके अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।

उच्च-घनत्व इंटरकनेक्शन छिद्रों का प्रकार और संरचना 

पास होल सर्किट बोर्ड पर एक छेद होता है जो दो या दो से अधिक परतों को जोड़ता है। सामान्य तौर पर, छेद सर्किट द्वारा किए गए सिग्नल को बोर्ड की एक परत से दूसरी परत पर संबंधित सर्किट तक पहुंचाता है। तारों की परतों के बीच सिग्नल संचालित करने के लिए, विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान छिद्रों को धातुकृत किया जाता है। विशिष्ट उपयोग के अनुसार छेद और पैड का आकार अलग-अलग होता है। छोटे थ्रू-होल का उपयोग सिग्नल वायरिंग के लिए किया जाता है, जबकि बड़े थ्रू-होल का उपयोग बिजली और ग्राउंड वायरिंग के लिए, या ओवरहीटिंग उपकरणों को गर्म करने में मदद के लिए किया जाता है।

सर्किट बोर्ड पर विभिन्न प्रकार के छेद

छेद के माध्यम से

थ्रू-होल मानक थ्रू-होल है जिसका उपयोग पहली बार पेश किए जाने के बाद से दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों पर किया गया है। छेद यांत्रिक रूप से पूरे सर्किट बोर्ड में ड्रिल किए जाते हैं और इलेक्ट्रोप्लेटेड होते हैं। हालाँकि, एक यांत्रिक ड्रिल द्वारा ड्रिल किए जा सकने वाले न्यूनतम बोर की कुछ सीमाएँ होती हैं, जो ड्रिल व्यास और प्लेट की मोटाई के पहलू अनुपात पर निर्भर करता है। सामान्यतया, थ्रू होल का एपर्चर 0.15 मिमी से कम नहीं होता है।

अंधा सुराख:

थ्रू-होल की तरह, छेद यांत्रिक रूप से ड्रिल किए जाते हैं, लेकिन अधिक विनिर्माण चरणों के साथ, प्लेट का केवल एक हिस्सा सतह से ड्रिल किया जाता है। ब्लाइंड होल को भी बिट आकार सीमा की समस्या का सामना करना पड़ता है; लेकिन हम बोर्ड के किस तरफ हैं, इसके आधार पर हम ब्लाइंड होल के ऊपर या नीचे तार लगा सकते हैं।

दफन छेद:

दफन छेद, अंधे छेद की तरह, यांत्रिक रूप से ड्रिल किए जाते हैं, लेकिन सतह के बजाय बोर्ड की आंतरिक परत में शुरू और समाप्त होते हैं। प्लेट स्टैक में एम्बेड करने की आवश्यकता के कारण इस थ्रू-होल को अतिरिक्त विनिर्माण चरणों की भी आवश्यकता होती है।

माइक्रोपोर

इस छिद्र को लेजर से समाप्त किया जाता है और छिद्र एक यांत्रिक ड्रिल बिट की 0.15 मिमी की सीमा से कम होता है। क्योंकि माइक्रोहोल बोर्ड की केवल दो आसन्न परतों तक फैले होते हैं, पहलू अनुपात प्लेटिंग के लिए उपलब्ध छेदों को बहुत छोटा बनाता है। माइक्रोहोल को बोर्ड की सतह पर या अंदर भी रखा जा सकता है। माइक्रोहोल आमतौर पर भरे और चढ़ाए जाते हैं, अनिवार्य रूप से छिपे हुए होते हैं, और इसलिए इन्हें बॉल ग्रिड एरे (बीजीए) जैसे घटकों के सतह-माउंट तत्व सोल्डर गेंदों में रखा जा सकता है। छोटे छिद्र के कारण, माइक्रोहोल के लिए आवश्यक पैड भी सामान्य छेद से बहुत छोटा होता है, लगभग 0.300 मिमी।

डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार, उपरोक्त विभिन्न प्रकार के छेदों को एक साथ काम करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, माइक्रोप्रोर्स को अन्य माइक्रोप्रोर्स के साथ-साथ दबे हुए छिद्रों के साथ भी जोड़ा जा सकता है। इन छिद्रों को क्रमबद्ध भी किया जा सकता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, माइक्रोहोल को सतह-माउंट तत्व पिन के साथ पैड में रखा जा सकता है। सरफेस माउंट पैड से पंखे के आउटलेट तक पारंपरिक रूटिंग की अनुपस्थिति से वायरिंग कंजेशन की समस्या और भी कम हो गई है।