Akkurat som jernvarebutikker trenger å administrere og vise spiker og skruer av ulike typer, metriske, materialer, lengder, bredde og stigning osv., må PCB-design også håndtere designobjekter som hull, spesielt i design med høy tetthet. Tradisjonelle PCB-design kan bare bruke noen få forskjellige passhull, men dagens design med høy tetthet (HDI) krever mange forskjellige typer og størrelser av passhull. Hvert pass-hull må administreres for å kunne brukes riktig, noe som sikrer maksimal brettytelse og feilfri produksjon. Denne artikkelen vil utdype behovet for å håndtere gjennomgående hull med høy tetthet i PCB-design og hvordan man oppnår dette.

Faktorer som driver PCB-design med høy tetthet 

Ettersom etterspørselen etter små elektroniske enheter fortsetter å vokse, må de trykte kretskortene som driver disse enhetene krympe for å passe inn i dem. Samtidig, for å oppfylle kravene til ytelsesforbedring, må elektroniske enheter legge til flere enheter og kretser på brettet. Størrelsen på PCB-enheter minker stadig, og antallet pinner øker, så du må bruke mindre pinner og tettere avstand til design, noe som gjør problemet mer komplisert. For PCB-designere tilsvarer dette at posen blir mindre og mindre, samtidig som den holder flere og flere ting i den. Tradisjonelle metoder for kretskortdesign når raskt sine grenser.

For å møte behovet for å legge til flere kretser til en mindre kortstørrelse, kom en ny PCB-designmetode – high-density Interconnect, eller HDI. HDI-designet bruker mer avanserte kretskortproduksjonsteknikker, mindre linjebredder, tynnere materialer og blinde og nedgravde eller laserborede mikrohull. Takket være disse egenskapene med høy tetthet kan flere kretser plasseres på et mindre kort og gi en levedyktig tilkoblingsløsning for integrerte kretser med flere pinner.

Det er flere andre fordeler med å bruke disse høytetthetshullene: 

Kablingskanaler:Siden blinde og nedgravde hull og mikrohull ikke trenger gjennom lagstabelen, skaper dette ytterligere ledningskanaler i designet. Ved å plassere disse forskjellige gjennomgående hullene strategisk, kan designere koble enheter med hundrevis av pinner. Hvis bare standard gjennomgående hull brukes, vil enheter med så mange pinner vanligvis blokkere alle de indre ledningskanalene.

Signalintegritet:Mange signaler på små elektroniske enheter har også spesifikke krav til signalintegritet, og gjennomgående hull oppfyller ikke slike designkrav. Disse hullene kan danne antenner, introdusere EMI-problemer eller påvirke signalreturveien til kritiske nettverk. Bruken av blinde hull og nedgravde eller mikrohull eliminerer potensielle signalintegritetsproblemer forårsaket av bruk av gjennomgående hull.

For bedre å forstå disse gjennomgående hull, la oss se på de forskjellige typene gjennomgående hull som kan brukes i design med høy tetthet og deres applikasjoner.

Type og struktur av sammenkoblingshull med høy tetthet 

Et pass-hull er et hull på kretskortet som forbinder to eller flere lag. Generelt overfører hullet signalet som bæres av kretsen fra ett lag av brettet til den tilsvarende kretsen på det andre laget. For å lede signaler mellom ledningslagene metalliseres hullene under produksjonsprosessen. I henhold til den spesifikke bruken er størrelsen på hullet og puten forskjellig. Mindre gjennomgående hull brukes til signalledninger, mens større gjennomgående hull brukes til strøm- og jordledninger, eller for å varme opp overopphetingsenheter.

Ulike typer hull på kretskortet

gjennomgående hull

Det gjennomgående hullet er standard gjennomgående hull som har blitt brukt på dobbeltsidige trykte kretskort siden de først ble introdusert. Hullene bores mekanisk gjennom hele kretskortet og er galvanisert. Imidlertid har minimumsboringen som kan bores av en mekanisk bor visse begrensninger, avhengig av sideforholdet mellom bordiameteren og platetykkelsen. Generelt sett er åpningen til det gjennomgående hullet ikke mindre enn 0,15 mm.

Blindt hull:

I likhet med gjennomgående hull bores hullene mekanisk, men med flere produksjonstrinn bores bare en del av platen fra overflaten. Blindhull står også overfor problemet med begrensning av bitstørrelse; Men avhengig av hvilken side av brettet vi er på, kan vi koble over eller under blindhullet.

Nedgravd hull:

Nedgravde hull, som blinde hull, bores mekanisk, men starter og slutter i det indre laget av brettet i stedet for overflaten. Dette gjennomgående hullet krever også ytterligere produksjonstrinn på grunn av behovet for å bli innebygd i platestabelen.

Mikropore

Denne perforeringen fjernes med en laser og blenderåpningen er mindre enn grensen på 0,15 mm for en mekanisk borkrone. Fordi mikrohullene spenner over bare to tilstøtende lag av brettet, gjør sideforholdet hullene tilgjengelige for plettering mye mindre. Mikrohull kan også plasseres på overflaten eller innsiden av brettet. Mikrohullene er vanligvis fylt og belagt, hovedsakelig skjult, og kan derfor plasseres i overflatemonterte elementloddekuler av komponenter som ball grid arrays (BGA). På grunn av den lille blenderåpningen er puten som kreves for mikrohullet også mye mindre enn det vanlige hullet, ca. 0,300 mm.

I henhold til designkravene kan de ovennevnte forskjellige typene hull konfigureres for å få dem til å fungere sammen. For eksempel kan mikroporer stables med andre mikroporer, så vel som med nedgravde hull. Disse hullene kan også være forskjøvet. Som nevnt tidligere kan mikrohull plasseres i puter med overflatemonterte elementstifter. Problemet med overbelastning av ledninger blir ytterligere lindret av fraværet av den tradisjonelle ruten fra overflatemonteringsputen til vifteuttaket.