Proprio come i negozi di hardware devono gestire e visualizzare chiodi e viti di vari tipi, metrica, materiale, lunghezza, larghezza e pitch, ecc., Il design del PCB deve anche gestire oggetti di progettazione come fori, specialmente nel design ad alta densità. I design di PCB tradizionali possono utilizzare solo alcuni fori di passaggio diversi, ma i progetti di interconnessione ad alta densità di oggi (HDI) richiedono molti tipi e dimensioni diversi di fori di passaggio. Ogni foro di passaggio deve essere gestito per essere utilizzato correttamente, garantendo le massime prestazioni della scheda e la produzione priva di errori. Questo articolo approfondirà la necessità di gestire i buchi ad alta densità nel design del PCB e come raggiungere questo obiettivo.

Fattori che guidano il design del PCB ad alta densità 

Poiché la domanda di piccoli dispositivi elettronici continua a crescere, i circuiti stampati che alimentano questi dispositivi devono ridursi per adattarsi a loro. Allo stesso tempo, al fine di soddisfare i requisiti di miglioramento delle prestazioni, i dispositivi elettronici devono aggiungere più dispositivi e circuiti sul tabellone. La dimensione dei dispositivi PCB è costantemente diminuendo e il numero di pin è in aumento, quindi è necessario utilizzare pin più piccoli e una spaziatura più stretta alla progettazione, il che rende il problema più complicato. Per i progettisti di PCB, questo è l'equivalente della borsa che diventa sempre più piccolo, mentre tiene sempre più cose. I metodi tradizionali di progettazione di circuiti raggiungono rapidamente i loro limiti.

Al fine di soddisfare la necessità di aggiungere più circuiti a una dimensione della scheda più piccola, è nato un nuovo metodo di progettazione PCB: interconnessione ad alta densità o HDI. Il design HDI utilizza tecniche di produzione di circuiti più avanzati, larghezze di linea più piccole, materiali più sottili e microholi ciechi e sepolti o perforati laser. Grazie a queste caratteristiche ad alta densità, possono essere posizionati più circuiti su una scheda più piccola e fornire una soluzione di connessione praticabile per i circuiti integrati multi-pin.

Ci sono molti altri vantaggi dell'utilizzo di questi fori ad alta densità: 

Canali di cablaggio:Poiché i buchi e i microholi ciechi e sepolti non penetrano nella pila di strati, questo crea ulteriori canali di cablaggio nel design. Posizionando strategicamente questi diversi fori, i progettisti possono collegare dispositivi con centinaia di pin. Se vengono utilizzati solo i buchi standard, i dispositivi con così tanti pin di solito bloccano tutti i canali di cablaggio interni.

Integrità del segnale:Molti segnali su piccoli dispositivi elettronici hanno anche requisiti specifici di integrità del segnale e i fori non soddisfano tali requisiti di progettazione. Questi fori possono formare antenne, introdurre problemi EMI o influenzare il percorso di ritorno del segnale delle reti critiche. L'uso di buchi ciechi e microholi elimina potenziali problemi di integrità del segnale causati dall'uso attraverso i fori.

Per comprendere meglio questi fori, diamo un'occhiata ai diversi tipi di buchi che possono essere utilizzati nei progetti ad alta densità e nelle loro applicazioni.

Tipo e struttura dei fori di interconnessione ad alta densità 

Un foro di passaggio è un foro sul circuito che collega due o più strati. In generale, il foro trasmette il segnale trasportato dal circuito da uno strato della scheda al circuito corrispondente sull'altro strato. Al fine di condurre segnali tra gli strati di cablaggio, i fori vengono metallizzati durante il processo di produzione. Secondo l'uso specifico, le dimensioni del foro e del cuscinetto sono diverse. I fori più piccoli vengono utilizzati per il cablaggio del segnale, mentre i fori più grandi vengono utilizzati per il cablaggio di potenza e a terra o per aiutare i dispositivi di surriscaldamento del calore.

Diversi tipi di fori sul circuito

foro

Il foro attraverso il buco standard che è stato utilizzato su circuiti stampati a doppia faccia da quando sono stati introdotti per la prima volta. I fori vengono perforati meccanicamente attraverso l'intero circuito e sono elettroplati. Tuttavia, il foro minimo che può essere perforato da un trapano meccanico ha alcune limitazioni, a seconda del rapporto di aspetto del diametro del trapano e dello spessore della piastra. In generale, l'apertura del foro attraverso non è inferiore a 0,15 mm.

Buco cieco:

Come i fori, i fori vengono perforati meccanicamente, ma con più passaggi di produzione, solo una parte della piastra viene perforata dalla superficie. I buchi ciechi affrontano anche il problema della limitazione delle dimensioni delle bit; Ma a seconda di quale lato della tavola ci troviamo, possiamo filare sopra o sotto il foro cieco.

Buco sepolto:

I fori sepolti, come i buchi ciechi, vengono perforati meccanicamente, ma iniziano e finiscono nello strato interno della tavola piuttosto che nella superficie. Questo foro attraverso richiede inoltre ulteriori passaggi di produzione a causa della necessità di essere incorporati nello stack della piastra.

Microporo

Questa perforazione è ablata con un laser e l'apertura è inferiore al limite di 0,15 mm di una punta meccanica. Poiché i microholi si estendono solo due strati adiacenti della scheda, il rapporto di aspetto rende i fori disponibili per la placcatura molto più piccoli. I microholi possono anche essere posizionati sulla superficie o all'interno della scheda. I microholi sono generalmente riempiti e placcati, essenzialmente nascosti e possono quindi essere posizionati in palline di saldatura a elementi a montaggio superficiale di componenti come array di griglia a sfera (BGA). A causa della piccola apertura, il cuscinetto richiesto per il microhole è anche molto più piccolo del foro ordinario, circa 0,300 mm.

Secondo i requisiti di progettazione, i diversi tipi di fori possono essere configurati per farli lavorare insieme. Ad esempio, i micropori possono essere impilati con altri micropori e con buchi sepolti. Questi buchi possono anche essere scaglionati. Come accennato in precedenza, i microholi possono essere posizionati in cuscinetti con perni di elemento a montaggio superficiale. Il problema della congestione del cablaggio è ulteriormente alleviato dall'assenza del percorso tradizionale dal pad di montaggio superficiale all'uscita della ventola.