Sama seperti kedai perkakasan perlu mengurus dan memaparkan paku dan skru pelbagai jenis, metrik, bahan, panjang, lebar dan pic, dsb., reka bentuk PCB juga perlu mengurus objek reka bentuk seperti lubang, terutamanya dalam reka bentuk berketumpatan tinggi. Reka bentuk PCB tradisional hanya boleh menggunakan beberapa lubang laluan berbeza, tetapi reka bentuk intersambung berketumpatan tinggi (HDI) hari ini memerlukan pelbagai jenis dan saiz lubang laluan. Setiap lubang laluan perlu diuruskan untuk digunakan dengan betul, memastikan prestasi papan maksimum dan kebolehkilangan bebas ralat. Artikel ini akan menghuraikan keperluan untuk mengurus lubang tembus berketumpatan tinggi dalam reka bentuk PCB dan cara mencapainya.

Faktor yang mendorong reka bentuk PCB berketumpatan tinggi 

Memandangkan permintaan untuk peranti elektronik kecil terus berkembang, papan litar bercetak yang menggerakkan peranti ini perlu mengecut untuk dimuatkan ke dalamnya. Pada masa yang sama, untuk memenuhi keperluan peningkatan prestasi, peranti elektronik perlu menambah lebih banyak peranti dan litar pada papan. Saiz peranti PCB sentiasa berkurangan, dan bilangan pin semakin meningkat, jadi anda perlu menggunakan pin yang lebih kecil dan jarak yang lebih dekat untuk reka bentuk, yang menjadikan masalah lebih rumit. Untuk pereka PCB, ini adalah sama dengan beg yang semakin kecil, sambil memegang lebih banyak benda di dalamnya. Kaedah tradisional reka bentuk papan litar dengan cepat mencapai hadnya.

Untuk memenuhi keperluan untuk menambah lebih banyak litar kepada saiz papan yang lebih kecil, kaedah reka bentuk PCB baharu telah wujud – Interconnect berketumpatan tinggi atau HDI. Reka bentuk HDI menggunakan teknik pembuatan papan litar yang lebih maju, lebar talian yang lebih kecil, bahan yang lebih nipis dan lubang mikro buta dan tertimbus atau gerudi laser. Terima kasih kepada ciri ketumpatan tinggi ini, lebih banyak litar boleh diletakkan pada papan yang lebih kecil dan menyediakan penyelesaian sambungan yang berdaya maju untuk litar bersepadu berbilang pin.

Terdapat beberapa faedah lain menggunakan lubang berketumpatan tinggi ini: 

Saluran pendawaian:Memandangkan lubang buta dan tertimbus serta lubang mikro tidak menembusi timbunan lapisan, ini mewujudkan saluran pendawaian tambahan dalam reka bentuk. Dengan meletakkan lubang tembus yang berbeza ini secara strategik, pereka boleh wayar peranti dengan beratus-ratus pin. Jika hanya lubang tembus standard digunakan, peranti dengan banyak pin biasanya akan menyekat semua saluran pendawaian dalam.

Integriti isyarat:Banyak isyarat pada peranti elektronik kecil juga mempunyai keperluan integriti isyarat khusus, dan lubang telus tidak memenuhi keperluan reka bentuk sedemikian. Lubang ini boleh membentuk antena, memperkenalkan masalah EMI, atau menjejaskan laluan pulangan isyarat rangkaian kritikal. Penggunaan lubang buta dan tertimbus atau lubang mikro menghapuskan masalah integriti isyarat yang berpotensi disebabkan oleh penggunaan lubang melalui.

Untuk lebih memahami lubang tembus ini, mari lihat pelbagai jenis lubang tembus yang boleh digunakan dalam reka bentuk berketumpatan tinggi dan aplikasinya.

Jenis dan struktur lubang interkoneksi berketumpatan tinggi 

Lubang laluan ialah lubang pada papan litar yang menghubungkan dua atau lebih lapisan. Secara umum, lubang menghantar isyarat yang dibawa oleh litar dari satu lapisan papan ke litar yang sepadan pada lapisan lain. Untuk menjalankan isyarat antara lapisan pendawaian, lubang dilogamkan semasa proses pembuatan. Mengikut penggunaan khusus, saiz lubang dan pad adalah berbeza. Lubang tembus yang lebih kecil digunakan untuk pendawaian isyarat, manakala lubang tembus yang lebih besar digunakan untuk pendawaian kuasa dan tanah, atau untuk membantu memanaskan peranti yang terlalu panas.

Pelbagai jenis lubang pada papan litar

lubang tembus

Lubang telus ialah lubang telus standard yang telah digunakan pada papan litar bercetak dua muka sejak ia mula diperkenalkan. Lubang-lubang digerudi secara mekanikal melalui seluruh papan litar dan disadur elektrik. Walau bagaimanapun, gerudi minimum yang boleh digerudi oleh gerudi mekanikal mempunyai had tertentu, bergantung pada nisbah aspek diameter gerudi kepada ketebalan plat. Secara umumnya, apertur lubang tembus tidak kurang daripada 0.15 mm.

Lubang buta:

Seperti lubang tembus, lubang digerudi secara mekanikal, tetapi dengan lebih banyak langkah pembuatan, hanya sebahagian daripada plat digerudi dari permukaan. Lubang buta juga menghadapi masalah had saiz bit; Tetapi bergantung pada bahagian papan yang mana kita berada, kita boleh wayar di atas atau di bawah lubang buta.

Lubang terkubur:

Lubang yang tertimbus, seperti lubang buta, digerudi secara mekanikal, tetapi bermula dan berakhir di lapisan dalam papan dan bukannya permukaan. Lubang telus ini juga memerlukan langkah pembuatan tambahan kerana keperluan untuk dibenamkan dalam susunan plat.

Mikropori

Tebuk ini dihilangkan dengan laser dan apertur kurang daripada had 0.15 mm mata gerudi mekanikal. Oleh kerana lubang mikro hanya merentangi dua lapisan papan bersebelahan, nisbah aspek menjadikan lubang tersedia untuk penyaduran lebih kecil. Lubang mikro juga boleh diletakkan di permukaan atau di dalam papan. Lubang mikro biasanya diisi dan bersalut, pada dasarnya tersembunyi, dan oleh itu boleh diletakkan dalam bola pateri elemen pelekap permukaan komponen seperti susunan grid bola (BGA). Oleh kerana apertur yang kecil, pad yang diperlukan untuk lubang mikro juga jauh lebih kecil daripada lubang biasa, kira-kira 0.300 mm.

Mengikut keperluan reka bentuk, jenis lubang yang berbeza di atas boleh dikonfigurasikan untuk menjadikannya berfungsi bersama. Sebagai contoh, mikropori boleh disusun dengan mikropori lain, serta dengan lubang terkubur. Lubang-lubang ini juga boleh berperingkat. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, lubang mikro boleh diletakkan di dalam pad dengan pin elemen pelekap permukaan. Masalah kesesakan pendawaian dikurangkan lagi dengan ketiadaan laluan tradisional dari pad pelekap permukaan ke saluran keluar kipas.