La fel cum magazinele hardware trebuie să gestioneze și să afișeze unghiile și șuruburile de diferite tipuri, metrică, material, lungime, lățime și pas, etc., designul PCB trebuie, de asemenea, să gestioneze obiecte de proiectare, cum ar fi găuri, în special în proiectarea de înaltă densitate. Modelele tradiționale de PCB pot utiliza doar câteva găuri diferite de trecere, dar proiectele de interconectare de înaltă densitate de înaltă densitate (HDI) necesită multe tipuri și dimensiuni diferite de găuri de trecere. Fiecare gaură de trecere trebuie gestionată să fie utilizată corect, asigurând performanța maximă a plăcii și fabricarea fără erori. Acest articol va elabora asupra necesității de a gestiona cu densitate ridicată prin găuri în proiectarea PCB și modul de realizare a acestui lucru.

Factori care determină designul PCB de înaltă densitate 

Pe măsură ce cererea de dispozitive electronice mici continuă să crească, plăcile de circuite tipărite care alimentează aceste dispozitive trebuie să se micșoreze pentru a se încadra în ele. În același timp, pentru a îndeplini cerințele de îmbunătățire a performanței, dispozitivele electronice trebuie să adauge mai multe dispozitive și circuite pe tablă. Mărimea dispozitivelor PCB este în scădere constantă, iar numărul de pini este în creștere, așa că trebuie să utilizați pini mai mici și distanțare mai atentă la proiectare, ceea ce face ca problema să fie mai complicată. Pentru designerii PCB, acesta este echivalentul pungii din ce în ce mai mic și mai mic, în timp ce ține tot mai multe lucruri în ea. Metodele tradiționale de proiectare a plăcii de circuit își ating rapid limitele.

Pentru a satisface necesitatea de a adăuga mai multe circuite la o dimensiune mai mică a plăcii, a apărut o nouă metodă de proiectare a PCB-Interconect de înaltă densitate sau HDI. Proiectarea HDI folosește mai multe tehnici avansate de fabricație a plăcii de circuit, lățimi de linie mai mici, materiale mai subțiri și microhole orbi și îngropate sau găurite laser. Datorită acestor caracteristici de înaltă densitate, mai multe circuite pot fi plasate pe o placă mai mică și pot oferi o soluție de conectare viabilă pentru circuitele integrate cu mai multe pini.

Există mai multe alte avantaje ale utilizării acestor găuri de înaltă densitate: 

Canale de cablare:Deoarece găurile și microalele orbe și îngropate nu pătrund în stiva de straturi, acest lucru creează canale de cablare suplimentare în proiectare. Prin plasarea strategică a acestor diferite găuri, proiectanții pot conecta dispozitive cu sute de pini. Dacă se folosesc doar găuri standard, dispozitivele cu atât de mulți pini vor bloca de obicei toate canalele de cablare interioară.

Integritatea semnalului:Multe semnale pe dispozitive electronice mici au, de asemenea, cerințe specifice de integritate a semnalului, iar găurile nu îndeplinesc aceste cerințe de proiectare. Aceste găuri pot forma antene, pot introduce probleme EMI sau pot afecta calea de returnare a semnalului rețelelor critice. Utilizarea găurilor orbe și a microalelor îngropate sau microale elimină problemele potențiale de integritate a semnalului cauzate de utilizarea găurilor prin intermediul.

Pentru a înțelege mai bine aceste găuri, să ne uităm la diferitele tipuri de găuri care pot fi utilizate în proiectele de înaltă densitate și în aplicațiile lor.

Tipul și structura găurilor de interconectare de înaltă densitate 

O gaură de trecere este o gaură de pe placa de circuit care conectează două sau mai multe straturi. În general, gaura transmite semnalul purtat de circuitul de la un strat al plăcii către circuitul corespunzător de pe celălalt strat. Pentru a efectua semnale între straturile de cablare, găurile sunt metalizate în timpul procesului de fabricație. Conform utilizării specifice, dimensiunea găurii și a tamponului sunt diferite. Holuri mai mici sunt utilizate pentru cablarea semnalului, în timp ce găurile mai mari sunt utilizate pentru cabluri de alimentare și sol sau pentru a ajuta la încălzirea dispozitivelor de supraîncălzire.

Diferite tipuri de găuri pe placa de circuit

prin gaură

Gaura de trecere este standard-gaură care a fost utilizată pe plăci de circuit tipărite cu două fețe de când au fost introduse pentru prima dată. Găurile sunt găurite mecanic pe întreaga placă de circuit și sunt electroplate. Cu toate acestea, alezajul minim care poate fi forat de un burghiu mecanic are anumite limitări, în funcție de raportul de aspect al diametrului forajului și grosimea plăcii. În general, deschiderea găurii de trecere nu este mai mică de 0,15 mm.

Gaura orb:

Ca și prin găuri, găurile sunt găurite mecanic, dar cu mai multe trepte de fabricație, doar o parte a plăcii este găurită de la suprafață. Găurile orbe se confruntă, de asemenea, cu problema limitării mărimii bițiului; Dar, în funcție de ce parte a plăcii ne aflăm, putem conecta deasupra sau sub gaura orb.

Gaură îngropată:

Găurile îngropate, precum găurile oarbe, sunt găurite mecanic, dar pornesc și se termină în stratul interior al plăcii, mai degrabă decât în ​​suprafață. Această gaură necesită, de asemenea, etape suplimentare de fabricație din cauza necesității de a fi încorporat în stiva de plăci.

Micropore

Această perforație este ablată cu un laser, iar deschiderea este mai mică decât limita de 0,15 mm a unui bit mecanic. Deoarece microholes -ul acoperă doar două straturi adiacente ale plăcii, raportul de aspect face ca găurile să fie disponibile pentru placarea mult mai mică. Microalele pot fi, de asemenea, plasate pe suprafață sau în interiorul plăcii. Microholes-urile sunt de obicei umplute și placate, în esență ascunse și, prin urmare, pot fi plasate în bile de lipit cu elemente de suprafață de componente, cum ar fi tablourile de grilă cu bilă (BGA). Datorită deschiderii mici, tamponul necesar pentru microhol este, de asemenea, mult mai mic decât gaura obișnuită, aproximativ 0,300 mm.

Conform cerințelor de proiectare, diferite tipuri de găuri pot fi configurate pentru a le face să funcționeze împreună. De exemplu, microporii pot fi stivuiți cu alte micropore, precum și cu găuri îngropate. Aceste găuri pot fi, de asemenea, eșalonate. Așa cum am menționat anterior, microholes-ul poate fi plasat în tampoane cu pini de element montați la suprafață. Problema congestionării cablurilor este atenuată în continuare de absența rutării tradiționale de la placa de montare a suprafeței la ieșirea ventilatorului.