Rétt eins og byggingavöruverslanir þurfa að hafa umsjón með og sýna nagla og skrúfur af ýmsum gerðum, metra, efni, lengd, breidd og halla o.s.frv., þarf PCB hönnun einnig að stjórna hönnunarhlutum eins og götum, sérstaklega í hönnun með miklum þéttleika. Hefðbundin PCB hönnun getur aðeins notað nokkrar mismunandi rásholur, en háþéttni samtengingar (HDI) hönnun nútímans krefjast margar mismunandi gerðir og stærðir af götuholum. Það þarf að stjórna hverri holu til að hún sé notuð á réttan hátt, sem tryggir hámarksafköst borðsins og villulausa framleiðni. Þessi grein mun útfæra nánar þörfina á að stjórna háþéttni gegnumholum í PCB hönnun og hvernig á að ná því.
Þættir sem knýja háþéttni PCB hönnun
Þar sem eftirspurnin eftir litlum rafeindatækjum heldur áfram að vaxa, verða prentplöturnar sem knýja þessi tæki að minnka til að passa inn í þau. Á sama tíma, til að uppfylla kröfur um frammistöðuauka, verða rafeindatæki að bæta við fleiri tækjum og hringrásum á borðinu. Stærð PCB tækja minnkar stöðugt og pinnum fjölgar, þannig að þú þarft að nota smærri pinna og nær bil við hönnun, sem gerir vandamálið flóknara. Fyrir PCB hönnuði jafngildir þetta því að pokinn verði minni og minni, en geymir fleiri og fleiri hluti í honum. Hefðbundnar aðferðir við hönnun hringrásarborða ná fljótt takmörkunum.
Til að mæta þörfinni á að bæta við fleiri rafrásum við smærri borðstærð, varð til ný PCB hönnunaraðferð - high-density Interconnect, eða HDI. HDI hönnunin notar fullkomnari framleiðslutækni fyrir hringrásarplötur, minni línubreidd, þynnri efni og blindar og grafnar eða leysiboraðar örholur. Þökk sé þessum mikla þéttleikaeiginleikum er hægt að setja fleiri hringrásir á minni borð og veita raunhæfa tengingarlausn fyrir fjölpinna samþættar hringrásir.
Það eru nokkrir aðrir kostir við að nota þessar háþéttu holur:
Raflagnir rásir:Þar sem blindar og grafnar holur og örholar komast ekki í gegnum lagstaflan, skapar þetta fleiri raflagnarásir í hönnuninni. Með því að setja þessar mismunandi í gegnum götin á beittan hátt geta hönnuðir tengt tæki með hundruðum pinna. Ef aðeins eru notuð venjuleg gegnumgöt munu tæki með svo marga pinna venjulega loka fyrir allar innri raflögn.
Heiðarleiki merkis:Mörg merki á litlum rafeindatækjum hafa einnig sérstakar kröfur um merkiheilleika og gegnumholur uppfylla ekki slíkar hönnunarkröfur. Þessar holur geta myndað loftnet, kynnt EMI vandamál eða haft áhrif á skilaleið merkja mikilvægra neta. Notkun blindhola og niðurgrafinna eða örhola útilokar hugsanleg vandamál með heilleika merkja sem stafa af notkun gegnumhola.
Til að skilja þessar holur betur skulum við skoða mismunandi gerðir af holum sem hægt er að nota í hönnun með miklum þéttleika og notkun þeirra.
Gerð og uppbygging háþéttni samtengingarhola
Gat er gat á hringrásinni sem tengir tvö eða fleiri lög. Almennt séð sendir gatið merkið sem hringrásin flytur frá einu lagi borðsins til samsvarandi hringrásar á hinu laginu. Til þess að leiða merki á milli raflagna eru götin málmhúðuð meðan á framleiðsluferlinu stendur. Samkvæmt tiltekinni notkun er stærð holunnar og púðans mismunandi. Minni gegnumgötur eru notaðar fyrir merkjalagnir, en stærri gegnumholur eru notaðar fyrir rafmagns- og jarðlagnir, eða til að hjálpa til við að hita ofhitnunartæki.
Mismunandi gerðir af holum á hringrásinni
gegnum gat
Í gegnum gatið er staðlað í gegnum gatið sem hefur verið notað á tvíhliða prentplötur síðan þau voru fyrst kynnt. Götin eru vélrænt boruð í gegnum allt hringrásarborðið og eru rafhúðuð. Hins vegar hefur lágmarkshol sem hægt er að bora með vélrænni bor ákveðnar takmarkanir, allt eftir stærðarhlutfalli þvermál borsins og plötuþykktar. Almennt séð er ljósop í gegnum gatið ekki minna en 0,15 mm.
Blind gat:
Eins og gegnumholur eru holurnar boraðar vélrænt, en með fleiri framleiðsluskrefum er aðeins hluti plötunnar boraður frá yfirborðinu. Blindhol standa einnig frammi fyrir vandamálinu við takmörkun bitastærðar; En eftir því hvoru megin borðsins við erum, getum við snúið fyrir ofan eða neðan blindgatið.
Grafið gat:
Niðurgrafnar holur, eins og blindgötur, eru boraðar vélrænt en byrja og enda í innra lagi borðsins frekar en yfirborðinu. Þetta gegnum gat krefst einnig viðbótar framleiðsluþrepa vegna þess að það þarf að fella inn í plötustokkinn.
Micropore
Þetta gat er fjarlægt með leysi og ljósopið er minna en 0,15 mm mörk vélræns borkrona. Vegna þess að örgötin spanna aðeins tvö aðliggjandi lög af borðinu, gerir stærðarhlutfallið götin tiltæk til málunar mun minni. Einnig er hægt að setja örhol á yfirborðið eða inni á borðinu. Örgötin eru venjulega fyllt og húðuð, í meginatriðum falin, og því er hægt að setja þær í yfirborðsfesta lóðmálmöguleika íhluta eins og kúlugrid fylki (BGA). Vegna lítils ljósops er púðinn sem þarf fyrir örholið líka mun minni en venjulegt gat, um 0.300 mm.
Samkvæmt hönnunarkröfum er hægt að stilla ofangreindar mismunandi gerðir hola til að láta þær vinna saman. Til dæmis er hægt að stafla örholum með öðrum örholum, sem og með niðurgrafnum holum. Þessar holur geta líka verið dreifðar. Eins og áður hefur komið fram er hægt að setja örgöt í púða með yfirborðsfestum einingapinnum. Vandamálið með þrengslum í raflögnum er enn létt af því að ekki er hefðbundin leið frá yfirborðsfestingarpúðanum að viftuúttakinu.