高密度HDIホールを管理する方法

ハードウェアストアがさまざまなタイプ、メトリック、材料、長さ、幅、ピッチなどのネイルとネジを管理および表示する必要があるように、PCB設計は、特に高密度設計で穴などのデザインオブジェクトを管理する必要があります。従来のPCB設計では、いくつかの異なるパスホールしか使用できませんが、今日の高密度相互接続（HDI）設計には、さまざまなタイプとサイズのパスホールが必要です。各パスホールを正しく使用する必要があり、最大のボードパフォーマンスとエラーのない製造可能性を確保します。この記事では、PCB設計の高密度スルーホールを管理する必要性と、これを達成する方法について詳しく説明します。

高密度PCB設計を促進する要因

小規模な電子デバイスの需要が成長し続けるにつれて、これらのデバイスに適合するために縮小しなければならない印刷回路板が縮小します。同時に、パフォーマンスの改善要件を満たすために、電子機器はボードにデバイスとサーキットを追加する必要があります。 PCBデバイスのサイズは絶えず減少しており、ピンの数が増加しているため、小さなピンとより近い間隔を設計する必要があります。これにより、問題はより複雑になります。 PCBデザイナーにとって、これはますます小さくなっているバッグに相当するものでありながら、ますます多くのものを保持しています。回路基板の設計の従来の方法は、すぐに制限に達します。

より小さなボードサイズにより多くの回路を追加する必要性を満たすために、新しいPCB設計方法（高密度相互接続）またはHDIが生まれました。 HDI設計では、より高度な回路基板の製造技術、より小さなライン幅、薄い材料、盲目および埋葬またはレーザードリルのマイクロホールを使用しています。これらの高密度特性のおかげで、より小さなボードにより多くの回路を配置し、マルチピン統合回路に実行可能な接続ソリューションを提供できます。

これらの高密度穴を使用することには、他にもいくつかの利点があります。

配線チャネル：ブラインドおよび埋められた穴とマイクロホールはレイヤースタックに浸透しないため、設計に追加の配線チャネルが作成されます。これらの異なるスルーホールを戦略的に配置することにより、設計者はデバイスを数百個のピンで配線できます。標準のスルーホールのみが使用される場合、非常に多くのピンを備えたデバイスは通常、すべての内側の配線チャネルをブロックします。

信号の完全性：小さな電子デバイスの多くの信号には、特定の信号整合性要件もあり、スルーホールはそのような設計要件を満たしていません。これらの穴は、アンテナを形成したり、EMIの問題を導入したり、重要なネットワークの信号戻りパスに影響を与えたりします。ブラインドホールの使用と埋葬または微小ホールは、スルーホールの使用によって引き起こされる潜在的な信号の完全性の問題を排除します。

これらのスルーホールをよりよく理解するために、高密度設計とそのアプリケーションで使用できるさまざまな種類のスルーホールを見てみましょう。

高密度相互接続ホールのタイプと構造

パスホールは、2つ以上の層を接続する回路基板の穴です。一般に、穴は、ボードの1つの層から他の層の対応する回路に回路によって運ばれる信号を伝達します。配線層間で信号を伝導するために、製造プロセス中に穴が金属化されます。特定の用途によれば、穴とパッドのサイズは異なります。より小さなスルーホールは信号の配線に使用されますが、より大きなスルーホールは電力と地上配線、または過熱デバイスの熱を熱くするために使用されます。

回路基板上のさまざまな種類の穴

スルーホール

スルーホールは、最初に導入されてから両面印刷回路基板で使用されてきた標準的なスルーホールです。穴は、回路基板全体に機械的に掘削され、電気めっきされます。ただし、機械式ドリルで掘削できる最小の穴には、ドリルの厚さとプレートの厚さのアスペクト比に応じて、一定の制限があります。一般的に言えば、スルーホールの開口部は0.15 mm以上です。

ブラインドホール：

スルーホールと同様に、穴は機械的に掘削されますが、製造ステップが増えると、プレートの一部のみが表面から掘削されます。ブラインドホールは、ビットサイズの制限の問題にも直面しています。しかし、ボードのどちら側にいるかによって、ブラインドホールの上または下に配線することができます。

埋もれた穴：

盲目の穴のような埋もれた穴は機械的に掘削されますが、表面ではなくボードの内層から始まり、終わります。このスルーホールには、プレートスタックに埋め込まれる必要があるため、追加の製造ステップも必要です。

マイクロポア

この穿孔はレーザーで除去され、開口部は機械式ドリルビットの0.15 mm制限よりも少ない。マイクロホールはボードの2つの隣接する層のみに及ぶため、アスペクト比により穴がはるかに小さくなります。マイクロホールは、表面またはボード内に配置することもできます。マイクロホールは通常、満たされ、メッキされ、本質的に隠されているため、ボールグリッドアレイ（BGA）などのコンポーネントの表面マウント要素はんだボールに配置できます。小さな開口部のため、マイクロホールに必要なパッドは、通常の穴よりもはるかに小さく、約0.300 mmです。

設計要件によれば、上記の異なるタイプの穴を構成するように構成することができます。たとえば、マイクロポアは、他のマイクロポアや埋もれた穴で積み重ねることができます。これらの穴もよろめくことができます。前述のように、マイクロホールは、表面マウント要素ピンを備えたパッドに配置できます。配線輻輳の問題は、表面マウントパッドからファンアウトレットへの従来のルーティングがないことにより、さらに軽減されます。