Kaip techninės įrangos parduotuvėse reikia tvarkyti ir rodyti įvairių tipų, metrinių, medžiagų, ilgio, pločio ir žingsnio vinis ir varžtus, PCB projektavimas taip pat turi valdyti dizaino objektus, tokius kaip skylės, ypač didelio tankio projekte. Tradicinėse PCB konstrukcijose gali būti naudojamos tik kelios skirtingos praėjimo angos, tačiau šiandienos didelio tankio sujungimo (HDI) konstrukcijoms reikia daug skirtingų tipų ir dydžių praėjimo angų. Kiekviena praėjimo anga turi būti tvarkoma, kad būtų naudojama teisingai, užtikrinant maksimalų plokštės našumą ir be klaidų. Šiame straipsnyje bus paaiškinta, kaip reikia valdyti didelio tankio skyles PCB projektavimo metu ir kaip tai pasiekti.

Veiksniai, lemiantys didelio tankio PCB dizainą 

Kadangi mažų elektroninių prietaisų paklausa ir toliau auga, spausdintinės plokštės, kuriomis maitinami šie įrenginiai, turi susitraukti, kad tilptų į juos. Tuo pačiu metu, kad atitiktų našumo gerinimo reikalavimus, elektroniniai įrenginiai turi pridėti daugiau įrenginių ir grandinių prie plokštės. PCB įrenginių dydis nuolat mažėja, o kaiščių daugėja, todėl tenka naudoti mažesnius kaiščius ir mažesnį atstumą projektuojant, o tai apsunkina problemą. PCB dizaineriams tai prilygsta maišui vis mažėti, o jame laikyti vis daugiau daiktų. Tradiciniai plokščių projektavimo metodai greitai pasiekia savo ribas.

Siekiant patenkinti poreikį pridėti daugiau grandinių prie mažesnio dydžio plokštės, atsirado naujas PCB projektavimo metodas – didelio tankio sujungimas arba HDI. HDI konstrukcijoje naudojami pažangesni grandinių plokščių gamybos būdai, mažesni linijų pločiai, plonesnės medžiagos ir aklinos bei palaidotos arba lazeriu išgręžtos mikroskylės. Dėl šių didelio tankio charakteristikų daugiau grandinių galima įdėti į mažesnę plokštę ir sukurti perspektyvų kelių kontaktų integrinių grandynų prijungimo sprendimą.

Yra keletas kitų šių didelio tankio skylių pranašumų: 

Laidų kanalai:Kadangi aklinos ir užkastos skylės bei mikroskylės neprasiskverbia į sluoksnių krūvą, tai sukuria papildomus laidų kanalus projektuojant. Strategiškai įdėdami šias skirtingas skyles, dizaineriai gali sujungti įrenginius su šimtais kaiščių. Jei naudojamos tik standartinės kiaurymės, įrenginiai, turintys tiek daug kaiščių, paprastai blokuoja visus vidinius laidų kanalus.

Signalo vientisumas:Daugelis signalų mažuose elektroniniuose įrenginiuose taip pat turi specifinius signalo vientisumo reikalavimus, o skylės neatitinka tokių projektavimo reikalavimų. Šios skylės gali sudaryti antenas, sukelti EMI problemų arba paveikti kritinių tinklų signalo grąžinimo kelią. Naudojant aklinas angas ir palaidotas arba mikroskyles, pašalinamos galimos signalo vientisumo problemos, kylančios dėl kiaurymių naudojimo.

Norėdami geriau suprasti šias kiaurymes, pažvelkime į įvairių tipų kiaurymes, kurios gali būti naudojamos didelio tankio konstrukcijose, ir jų pritaikymą.

Didelio tankio sujungimo angų tipas ir struktūra 

Praėjimo anga yra plokštės skylė, jungianti du ar daugiau sluoksnių. Paprastai skylė perduoda signalą, kurį grandinė perduoda iš vieno plokštės sluoksnio į atitinkamą grandinę kitame sluoksnyje. Norint perduoti signalus tarp laidų sluoksnių, gamybos proceso metu skylės metalizuojamos. Priklausomai nuo konkretaus naudojimo, skylės ir padėklo dydis skiriasi. Mažesnės skylės naudojamos signalų laidams, o didesnės - maitinimo ir įžeminimo laidams arba padeda šildyti perkaitimo įrenginius.

Įvairių tipų skylės plokštėje

kiaurymė

Kiaurymė yra standartinė kiaurymė, kuri buvo naudojama dvipusėse spausdintinėse plokštėse nuo tada, kai jos buvo pristatytos. Skylės yra mechaniškai išgręžtos per visą plokštę ir padengtos galvanizacija. Tačiau minimali kiaurymė, kurią galima išgręžti mechaniniu grąžtu, turi tam tikrų apribojimų, priklausomai nuo gręžimo skersmens ir plokštės storio santykio. Paprastai tariant, kiaurymės anga yra ne mažesnė kaip 0,15 mm.

Aklina skylė:

Kaip ir kiaurymės, skylės gręžiamos mechaniškai, tačiau atliekant daugiau gamybos žingsnių, nuo paviršiaus išgręžiama tik dalis plokštės. Aklinos skylės taip pat susiduria su antgalių dydžio ribojimo problema; Bet priklausomai nuo to, kurioje lentos pusėje esame, galime laidą virš arba žemiau aklinos angos.

Užkasta skylė:

Įkastos skylės, kaip ir aklinos skylės, gręžiamos mechaniškai, tačiau prasideda ir baigiasi vidiniame lentos sluoksnyje, o ne paviršiuje. Šiai skylei taip pat reikia atlikti papildomus gamybos etapus, nes ją reikia įterpti į plokščių krūvą.

Mikroporas

Ši perforacija pašalinama lazeriu, o diafragma yra mažesnė nei 0,15 mm mechaninio grąžto riba. Kadangi mikroskylės apima tik du gretimus plokštės sluoksnius, dėl kraštinių santykio dengimui skirtos skylės yra daug mažesnės. Mikroskyles taip pat galima dėti ant lentos paviršiaus arba viduje. Mikroskylės paprastai užpildomos ir padengiamos, iš esmės paslėptos, todėl gali būti dedamos į paviršiuje montuojamų elementų litavimo rutulius iš komponentų, tokių kaip rutulinių tinklelių matricos (BGA). Dėl mažos angos mikroangelei reikalingas trinkelės taip pat yra daug mažesnės nei įprastos skylės, apie 0,300 mm.

Atsižvelgiant į projektavimo reikalavimus, aukščiau išvardytos skirtingų tipų skylės gali būti sukonfigūruotos taip, kad jos veiktų kartu. Pavyzdžiui, mikroporos gali būti sukrautos su kitomis mikroporomis, taip pat su palaidotomis skylėmis. Šios skylės taip pat gali būti išdėstytos. Kaip minėta anksčiau, mikroangas galima įdėti į trinkeles su paviršinio montavimo elementų kaiščiais. Laidų perkrovos problemą dar labiau palengvina tai, kad nėra tradicinio maršruto nuo paviršiaus montavimo padėklo iki ventiliatoriaus išleidimo angos.