ისევე, როგორც აპარატების მაღაზიებს უნდა მართონ და აჩვენონ ფრჩხილები და ხრახნები სხვადასხვა ტიპის, მეტრიკის, მასალის, სიგრძის, სიგანე და მოედანი და ა.შ., PCB დიზაინს ასევე უნდა მართოს დიზაინის ობიექტები, როგორიცაა ხვრელები, განსაკუთრებით მაღალი სიმკვრივის დიზაინში. PCB– ს ტრადიციულმა დიზაინმა შეიძლება გამოიყენოს მხოლოდ რამდენიმე განსხვავებული უღელტეხილის ხვრელი, მაგრამ დღევანდელი მაღალი სიმკვრივის ურთიერთკავშირის (HDI) დიზაინები მოითხოვს მრავალფეროვან ტიპსა და ზომას. თითოეული უღელტეხილის ხვრელი უნდა მოხდეს სწორად გამოყენებისთვის, რაც უზრუნველყოფს დაფის მაქსიმალურ შესრულებას და შეცდომების გარეშე წარმოებას. ეს სტატია განიხილავს PCB დიზაინში მაღალი სიმკვრივის მართვის საჭიროებას და როგორ მიაღწიოს ამას.

ფაქტორები, რომლებიც მართავენ მაღალი სიმკვრივის PCB დიზაინს 

რადგან მცირე ელექტრონული მოწყობილობების მოთხოვნა კვლავ იზრდება, დაბეჭდილი მიკროსქემის დაფები, რომლებიც ამ მოწყობილობებს ენერგიას უწევენ, უნდა შემცირდეს, რათა მათში მოთავსდეს. ამავდროულად, შესრულების გაუმჯობესების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, ელექტრონულმა მოწყობილობებმა უნდა დაამატოთ მეტი მოწყობილობები და სქემები დაფაზე. PCB მოწყობილობების ზომა მუდმივად მცირდება, ხოლო ქინძისთავების რაოდენობა იზრდება, ასე რომ თქვენ უნდა გამოიყენოთ მცირე ზომის ქინძისთავები და უფრო მჭიდრო ინტერვალი დიზაინისთვის, რაც პრობლემას უფრო რთულდება. PCB დიზაინერებისთვის, ეს არის ექვივალენტი, რომ ჩანთა უფრო მცირე და მცირე ზომის ხდება, ხოლო მასში უფრო და უფრო მეტ ნივთს უჭირავს. მიკროსქემის დიზაინის ტრადიციული მეთოდები სწრაფად აღწევს მათ საზღვრებს.

იმისათვის, რომ დააკმაყოფილოს უფრო მეტი სქემების დამატება მცირე ზომის დაფის ზომით, შეიქმნა PCB დიზაინის ახალი მეთოდი-მაღალი სიმკვრივის ურთიერთკავშირი, ან HDI. HDI დიზაინში იყენებს უფრო მოწინავე მიკროსქემის დაფის წარმოების ტექნიკას, მცირე ზომის ხაზის სიგანეებს, თხელი მასალები და ბრმა და დაკრძალულ ან ლაზერულ ან ლაზერულ მიკროჰოლებს. ამ მაღალი სიმკვრივის მახასიათებლების წყალობით, უფრო მეტი სქემები შეიძლება განთავსდეს მცირე დაფაზე და უზრუნველყოს სიცოცხლისუნარიანი კავშირის გადაწყვეტა მრავალფნის ინტეგრირებული სქემებისთვის.

ამ მაღალი სიმკვრივის ხვრელების გამოყენების რამდენიმე სხვა სარგებელი არსებობს: 

გაყვანილობის არხები:იმის გამო, რომ უსინათლო და დაკრძალული ხვრელები და მიკროჰოლები არ შეაღწევს ფენის დასტუმში, ეს ქმნის დამატებით გაყვანილობის არხებს დიზაინში. ამ განსხვავებული ხვრელების სტრატეგიულად განთავსებით, დიზაინერებს შეუძლიათ მავთულხლართები ასობით ქინძისთავებით. თუ მხოლოდ სტანდარტული ხვრელები გამოიყენება, ამდენი ქინძისთავები მოწყობილობები ჩვეულებრივ დაბლოკავს ყველა შიდა გაყვანილობის არხს.

სიგნალის მთლიანობა:მცირე ელექტრონულ მოწყობილობებზე ბევრ სიგნალს ასევე აქვს სიგნალის მთლიანობის სპეციფიკური მოთხოვნები, ხოლო ხვრელები არ აკმაყოფილებს დიზაინის ასეთ მოთხოვნებს. ამ ხვრელებს შეუძლიათ შექმნან ანტენა, შემოიტანონ EMI პრობლემები, ან გავლენა მოახდინონ კრიტიკული ქსელების სიგნალის დაბრუნების გზაზე. ბრმა ხვრელების და დაკრძალული ან მიკროჰოლების გამოყენება გამორიცხავს ხვრელების მეშვეობით გამოწვეულ პოტენციურ სიგნალის მთლიანობის პრობლემებს.

ამ ხვრელების უკეთ გასაგებად, მოდით გადავხედოთ სხვადასხვა ტიპის ხვრელებს, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია მაღალი სიმკვრივის დიზაინში და მათ პროგრამებში.

მაღალი სიმკვრივის ურთიერთკავშირის ხვრელების ტიპი და სტრუქტურა 

უღელტეხილის ხვრელი არის ხვრელი მიკროსქემის დაფაზე, რომელიც აკავშირებს ორ ან მეტ ფენას. ზოგადად, ხვრელი გადასცემს მიკროსქემის მიერ დაფის ერთი ფენისგან გადაცემულ სიგნალს შესაბამის წრეზე მეორე ფენაზე. გაყვანილობის ფენებს შორის სიგნალების ჩასატარებლად, ხვრელები მეტალიზდება წარმოების პროცესში. სპეციფიკური გამოყენების თანახმად, ხვრელის და ბალიშის ზომა განსხვავებულია. მცირე ზომის ხვრელები გამოიყენება სიგნალის გაყვანილობისთვის, ხოლო უფრო დიდი ხვრელები გამოიყენება ენერგიისა და მიწისქვეშა გაყვანილობისთვის, ან სითბოს გადახურების მოწყობილობების დასახმარებლად.

სხვადასხვა ტიპის ხვრელები მიკროსქემის დაფაზე

ხვრელის გავლით

ხვრელი არის სტანდარტული ხვრელი, რომელიც გამოყენებულია ორმაგ ცალმხრივ დაბეჭდულ მიკროსქემის დაფებზე, რადგან ისინი პირველად შემოიღეს. ხვრელები მექანიკურად გაბურღულია მთლიანი მიკროსქემის დაფის მეშვეობით და ელექტროპლეტურია. ამასთან, მინიმალური ჭაბურღილი, რომელიც შეიძლება გაბურღოს მექანიკური ბურღვით, აქვს გარკვეული შეზღუდვები, რაც დამოკიდებულია საბურღი დიამეტრის ასპექტის თანაფარდობაზე ფირფიტის სისქემდე. საერთოდ, ხვრელის მეშვეობით დიაფრაგმა არანაკლებ 0,15 მმ.

ბრმა ხვრელი:

ხვრელების მსგავსად, ხვრელები გაბურღულია მექანიკურად, მაგრამ უფრო მეტი წარმოების ნაბიჯებით, ფირფიტის მხოლოდ ნაწილი გაბურღულია ზედაპირიდან. ბრმა ხვრელები ასევე განიცდიან ბიტის ზომის შეზღუდვის პრობლემას; მაგრამ იმისდა მიხედვით, თუ რომელ მხარეს ვსვამთ, ჩვენ შეგვიძლია მავთულები ზემოთ ან ქვემოთ ბრმა ხვრელის ქვემოთ.

დაკრძალული ხვრელი:

დაკრძალული ხვრელები, ბრმა ხვრელების მსგავსად, გაბურღულია მექანიკურად, მაგრამ იწყება და მთავრდება დაფის შიდა ფენაში, ვიდრე ზედაპირი. ეს ხვრელი ასევე მოითხოვს დამატებით წარმოების ნაბიჯებს, იმის გამო, რომ საჭიროა ფირფიტის დასტის ჩასმა.

მიკროფორი

ეს პერფორაცია აბლატირებულია ლაზერით და დიაფრაგმა ნაკლებია, ვიდრე მექანიკური საბურღი ბიტის 0,15 მმ ზღვარი. იმის გამო, რომ მიკროჰოლები დაფის მხოლოდ ორ მიმდებარე ფენას მოიცავს, ასპექტის თანაფარდობა ხვრელებს ხდის გაცილებით მცირე ზომის მოსაწყობად. მიკროჰოლები ასევე შეიძლება განთავსდეს დაფის ზედაპირზე ან შიგნით. მიკროჰოლები, როგორც წესი, შევსებულია და მოოქროვილი, არსებითად იმალება და, შესაბამისად, შეიძლება განთავსდეს ზედაპირის სამონტაჟო ელემენტებში, კომპონენტების გამაძლიერებელ ბურთებში, როგორიცაა ბურთის ქსელის მასივები (BGA). მცირე დიაფრაგმის გამო, მიკროჰოლისთვის საჭირო ბალიში ასევე გაცილებით მცირეა, ვიდრე ჩვეულებრივი ხვრელი, დაახლოებით 0,300 მმ.

დიზაინის მოთხოვნების თანახმად, ზემოაღნიშნული სხვადასხვა ტიპის ხვრელების კონფიგურაცია შესაძლებელია, რომ მათ ერთად იმუშაონ. მაგალითად, მიკროპორების დასვენება შესაძლებელია სხვა მიკროპორორებთან, ასევე დაკრძალულ ხვრელებთან. ეს ხვრელები ასევე შეიძლება იყოს გაჟღენთილი. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მიკროჰოლები შეიძლება მოთავსდეს ბალიშებში, რომელსაც აქვს ზედაპირის დამონტაჟებული ელემენტის ქინძისთავები. გაყვანილობის შეშუპების პრობლემა კიდევ უფრო ამსუბუქებს ტრადიციული მარშრუტიზაციის არარსებობას ზედაპირის სამონტაჟო ბალიშიდან გულშემატკივართა გასასვლელად.