Баш као што продавнице хардвера треба да управљају и приказују ексере и шрафове различитих типова, метрике, материјала, дужине, ширине и корака, итд., ПЦБ дизајн такође треба да управља дизајнерским објектима као што су рупе, посебно у дизајну високе густине. Традиционални дизајн ПЦБ-а може користити само неколико различитих пролазних рупа, али данашњи дизајни интерконекције високе густине (ХДИ) захтевају много различитих типова и величина пролазних рупа. Сваком пролазном рупом треба управљати како би се правилно користио, обезбеђујући максималне перформансе плоче и могућност израде без грешака. Овај чланак ће елаборирати потребу за управљањем рупама високе густине у дизајну ПЦБ-а и како то постићи.

Фактори који покрећу дизајн ПЦБ-а високе густине 

Како потражња за малим електронским уређајима наставља да расте, штампане плоче које напајају ове уређаје морају да се смањују да би се уклопиле у њих. У исто време, да би испунили захтеве за побољшање перформанси, електронски уређаји морају да додају више уређаја и кола на плочу. Величина ПЦБ уређаја се стално смањује, а број пинова се повећава, тако да морате да користите мање пинове и ближи размак за дизајн, што чини проблем компликованијим. За дизајнере ПЦБ-а, ово је еквивалент торби која постаје све мања и мања, док у њој држи све више ствари. Традиционалне методе дизајна штампаних плоча брзо достижу своје границе.

Да би се задовољила потреба за додавањем више кола на мању плочу, појавио се нови метод дизајна ПЦБ-а – интерконект високе густине или ХДИ. ХДИ дизајн користи напредније технике производње штампаних плоча, мање ширине линија, тање материјале и слепе и закопане или ласерски избушене микрорупе. Захваљујући овим карактеристикама високе густине, више кола се може поставити на мању плочу и обезбедити одрживо решење за повезивање за интегрисана кола са више пинова.

Постоји неколико других предности коришћења ових рупа високе густине: 

Канали ожичења:Пошто слепе и закопане рупе и микрорупе не продиру у слој слојева, то ствара додатне канале за ожичење у дизајну. Стратешким постављањем ових различитих пролазних рупа, дизајнери могу повезати уређаје са стотинама пинова. Ако се користе само стандардни отвори за пролаз, уређаји са толико пинова ће обично блокирати све унутрашње канале за ожичење.

Интегритет сигнала:Многи сигнали на малим електронским уређајима такође имају специфичне захтеве за интегритет сигнала, а пролазни отвори не испуњавају такве захтеве дизајна. Ове рупе могу да формирају антене, да уведу проблеме са ЕМИ или утичу на повратну путању сигнала критичних мрежа. Употреба слепих рупа и укопаних или микрорупа елиминише потенцијалне проблеме интегритета сигнала узроковане употребом пролазних рупа.

Да бисмо боље разумели ове пролазне рупе, погледајмо различите типове пролазних рупа које се могу користити у дизајну високе густине и њихове примене.

Тип и структура рупа за међусобну везу велике густине 

Пролазна рупа је рупа на плочи која повезује два или више слојева. У принципу, рупа преноси сигнал који коло носи са једног слоја плоче на одговарајуће коло на другом слоју. Да би се спровели сигнали између слојева ожичења, рупе се метализују током процеса производње. У зависности од специфичне употребе, величина рупе и јастучића се разликују. Мање пролазне рупе се користе за сигнално ожичење, док се веће пролазне рупе користе за ожичење напајања и уземљења, или за помоћ у грејању уређаја за прегревање.

Различите врсте рупа на плочи

кроз рупу

Пролазни отвор је стандардни отвор који се користи на двостраним штампаним плочама од када су први пут представљене. Рупе су механички избушене кроз целу плочу и галванизоване. Међутим, минимални отвор који се може избушити механичком бушилицом има одређена ограничења, у зависности од односа ширине и висине пречника бургије према дебљини плоче. Уопштено говорећи, отвор пролазног отвора није мањи од 0,15 мм.

Слепа рупа:

Као и пролазне рупе, рупе се буше механички, али са више корака производње, само део плоче се буши са површине. Слепе рупе се такође суочавају са проблемом ограничења величине бита; Али у зависности од тога на којој смо страни плоче, можемо ожичити изнад или испод слепе рупе.

Закопана рупа:

Закопане рупе, попут слепих рупа, избушене су механички, али почињу и завршавају у унутрашњем слоју плоче, а не на површини. Овај пролазни отвор такође захтева додатне кораке производње због потребе да се угради у сноп плоча.

Мицропоре

Ова перфорација се уклања ласером и отвор је мањи од границе од 0,15 мм механичке бургије. Пошто микрорупе обухватају само два суседна слоја плоче, однос ширине и висине чини рупе доступним за наношење много мањим. Микрорупе се такође могу поставити на површину или унутар плоче. Микрорупе су обично попуњене и обложене, у суштини скривене, и стога се могу поставити у куглице за лемљење елемената за површинску монтажу компоненти као што су куглични решеткасти низови (БГА). Због малог отвора, подлога потребна за микрорупу је такође много мања од обичне рупе, око 0,300 мм.

У складу са захтевима дизајна, горе наведени различити типови рупа могу се конфигурисати тако да раде заједно. На пример, микропоре се могу слагати са другим микропорама, као и са закопаним рупама. Ове рупе се такође могу размакнути. Као што је раније поменуто, микрорупе се могу поставити у јастучиће са иглама за површинску монтажу. Проблем загушења ожичења додатно је ублажен одсуством традиционалног усмеравања од подлоге за површинску монтажу до излаза вентилатора.