Precis som järnaffärer behöver hantera och visa spikar och skruvar av olika typer, metriska, material, längder, bredd och stigning, etc., behöver PCB-design också hantera designobjekt som hål, särskilt i design med hög densitet.Traditionella PCB-konstruktioner kan bara använda ett fåtal olika passhål, men dagens högdensitetsinterconnect-konstruktioner (HDI) kräver många olika typer och storlekar av passhål.Varje passhål måste hanteras för att kunna användas korrekt, vilket säkerställer maximal prestanda på kortet och felfri tillverkningsbarhet.Den här artikeln kommer att utveckla behovet av att hantera genomgående hål med hög densitet i PCB-design och hur man uppnår detta.

Faktorer som driver mönsterkortsdesign med hög densitet 

Eftersom efterfrågan på små elektroniska enheter fortsätter att växa, måste de tryckta kretskorten som driver dessa enheter krympa för att passa in i dem.Samtidigt måste elektroniska enheter lägga till fler enheter och kretsar på kortet för att uppfylla prestandaförbättringskraven.Storleken på PCB-enheter minskar hela tiden, och antalet stift ökar, så du måste använda mindre stift och närmare designavstånd, vilket gör problemet mer komplicerat.För PCB-designers motsvarar detta att väskan blir mindre och mindre, samtidigt som den rymmer fler och fler saker i den.Traditionella metoder för design av kretskort når snabbt sina gränser.

För att möta behovet av att lägga till fler kretsar till en mindre kortstorlek, kom en ny PCB-designmetod – high-density Interconnect, eller HDI.HDI-designen använder mer avancerade kretskortstillverkningstekniker, mindre linjebredder, tunnare material och blinda och nedgrävda eller laserborrade mikrohål.Tack vare dessa höga densitetsegenskaper kan fler kretsar placeras på ett mindre kort och ger en hållbar anslutningslösning för integrerade kretsar med flera stift.

Det finns flera andra fördelar med att använda dessa högdensitetshål: 

Kabelkanaler:Eftersom blinda och nedgrävda hål och mikrohål inte penetrerar lagerstapeln skapar detta ytterligare ledningskanaler i designen.Genom att strategiskt placera dessa olika genomgående hål kan designers koppla enheter med hundratals stift.Om endast standardgenomgående hål används, kommer enheter med så många stift vanligtvis att blockera alla inre ledningskanaler.

Signalintegritet:Många signaler på små elektroniska enheter har också specifika signalintegritetskrav, och genomgående hål uppfyller inte sådana designkrav.Dessa hål kan bilda antenner, introducera EMI-problem eller påverka signalreturvägen för kritiska nätverk.Användningen av blinda hål och nedgrävda eller mikrohål eliminerar potentiella signalintegritetsproblem som orsakas av användningen av genomgående hål.

För att bättre förstå dessa genomgående hål, låt oss titta på de olika typerna av genomgående hål som kan användas i design med hög densitet och deras tillämpningar.

Typ och struktur för sammankopplingshål med hög densitet 

Ett passhål är ett hål på kretskortet som förbinder två eller flera lager.I allmänhet sänder hålet signalen som bärs av kretsen från ett lager av kortet till motsvarande krets på det andra lagret.För att leda signaler mellan ledningsskikten metalliseras hålen under tillverkningsprocessen.Beroende på den specifika användningen är storleken på hålet och dynan olika.Mindre genomgående hål används för signalledningar, medan större genomgående hål används för kraft- och jordledningar eller för att hjälpa till att värma upp överhettningsanordningar.

Olika typer av hål på kretskortet

genom hål

Det genomgående hålet är standardhålet som har använts på dubbelsidiga kretskort sedan de först introducerades.Hålen borras mekaniskt genom hela kretskortet och är elektropläterade.Det minsta hålet som kan borras med en mekanisk borr har dock vissa begränsningar, beroende på bildförhållandet mellan borrdiametern och plåttjockleken.Generellt sett är det genomgående hålets öppning inte mindre än 0,15 mm.

Blind hål:

Liksom genomgående hål borras hålen mekaniskt, men med fler tillverkningssteg borras endast en del av plattan från ytan.Blindhål möter också problemet med begränsning av bitstorleken;Men beroende på vilken sida av brädet vi befinner oss på, kan vi kablar ovanför eller under det blinda hålet.

Nedgrävt hål:

Nedgrävda hål, som blinda hål, borras mekaniskt, men börjar och slutar i det inre lagret av brädet snarare än ytan.Detta genomgående hål kräver också ytterligare tillverkningssteg på grund av behovet av att bäddas in i plåtstapeln.

Mikropor

Denna perforering ableras med en laser och öppningen är mindre än gränsen på 0,15 mm för en mekanisk borr.Eftersom mikrohålen bara sträcker sig över två intilliggande lager av brädet, gör bildförhållandet hålen tillgängliga för plätering mycket mindre.Mikrohål kan också placeras på ytan eller insidan av brädan.Mikrohålen är vanligtvis fyllda och pläterade, huvudsakligen dolda, och kan därför placeras i ytmonterade elementlödningskulor av komponenter såsom kulnät (BGA).På grund av den lilla öppningen är kudden som krävs för mikrohålet också mycket mindre än det vanliga hålet, cirka 0,300 mm.

Enligt designkraven kan ovanstående olika typer av hål konfigureras för att få dem att fungera tillsammans.Till exempel kan mikroporer staplas med andra mikroporer, såväl som med nedgrävda hål.Dessa hål kan också vara förskjutna.Som tidigare nämnts kan mikrohål placeras i dynor med ytmonterade elementstift.Problemet med ledningsstockningar lindras ytterligare av frånvaron av den traditionella dragningen från ytmonteringsplattan till fläktutloppet.