Понимание различий между сквозными, глухими и погребенными отверстиями является основной предпосылкой для решения проблемы низкой производительности пластин с глухими погребенными отверстиями. Эти три продукта совершенно разные с точки зрения структурного определения, маршрута процесса и применимых сценариев, напрямую определяющих сложность производства и производительность печатных плат.
Различия в основных определениях трех типов отверстий
Сквозное отверстие: сверление непосредственно от верхнего слоя к нижнему слою печатной платы, полностью проникающее на всю толщину платы, и наличие этого отверстия можно увидеть во всех слоях. Это самая основная форма сквозного отверстия в печатной плате.
Слепое отверстие: просверлено в верхней или нижней поверхности печатной платы, соединяя только поверхностный слой с указанным внутренним слоем, не проникая во всю плату, и отверстие не видно с другой стороны платы.
Скрытое отверстие: полностью скрыто внутри печатной платы, соединяет только проводку между двумя или более внутренними слоями, не распространяется на какую-либо поверхность платы, а наличие отверстий совершенно незаметно с поверхности платы.
Различия в производственных процессах и процедурах
| измерение сравнения | сквозное отверстие | глухая дыра | Похоронен через |
|---|---|---|---|
| Метод бурения | Обычное механическое сверление, просверливание всей доски за один проход. | УФ-лазерное сверление обычно используется для точного контроля глубины сверления. | Механическое сверление, обработка отдельных плит перед ламинированием. |
| Сроки обработки | После завершения всех процессов ламинирования просверлите отверстия и нанесите на них гальваническое покрытие за один прием. | После завершения сжатия соответствующего слоя просверлите отверстия внутрь от наружной поверхности. | На этапе производства платы с внутренним ядром, после завершения схемы, сначала выполняются сверление и гальваника, а затем последующее ламинирование. |
| Сложность процесса | Всего 1 сверление и 1 гальваника с минималистичным процессом. | По мере увеличения заказа HDI каждый дополнительный заказ приводит к дополнительному процессу лазерного сверления и гальванизации. | Сверление и гальваническое покрытие следует выполнять отдельно перед прессованием каждой внутренней сердцевины, а также следует выполнять сегментированную обработку. |
| Сложность сопоставления | Нет требований к глубокому выравниванию, чрезвычайно низкий риск межслоевого смещения. | Требуется точное совмещение с внутренней целью, а после многократного сжатия накопление набухания и усадки может легко привести к отклонению пор. | Обрабатывается только внутри независимой основной платы, сложность выравнивания ниже, чем у глухих отверстий, но общий допуск будет увеличен после многоступенчатого сжатия. |
Различия в пространстве для проводки и производительности
Сквозное отверстие: одно отверстие занимает пространство проводки всех слоев. Когда расстояние между контактами в области BGA составляет менее 0,8 мм, выполнить разветвление сложно, а конструкция с высокой плотностью размещения приводит к серьезному расходованию площади внутреннего слоя.
Слепое отверстие: оно занимает только пространство на поверхности и соответствующем внутреннем слое и может быть просверлено непосредственно на контактных площадках BGA (с помощью процесса отверстия), поддерживая чипы высокой плотности с шагом 0,5 мм или даже 0,4 мм, что значительно освобождает место для поверхностной проводки.
Скрытое отверстие: оно вообще не занимает места на поверхности, а внутренний слой имеет самую высокую степень свободы в проводке. Он может продолжать проводку над и под заглубленным отверстием и является основной структурой для достижения максимальной плотности в платах HDI высокого порядка.
Основная причина низкой производительности глухих заглубленных диафрагм
Подавляющее большинство глухих заглубленных диафрагм с пределом текучести менее 85% обусловлено разрывом между проектированием и изготовлением из-за различий в технологических характеристиках трех типов отверстий:
Чрезмерное соотношение сторон: слепое использование нестандартных микропор размером менее 0,1 мм при проектировании, с соотношением толщины диэлектрика к размеру пор, превышающим отраслевой порог безопасности 2: 1, недостаточная толщина медного слоя на дне отверстия во время гальваники и высокий риск обрыва цепи после термического удара.
Дефекты наслоения и выравнивания: после нескольких нажатий динамическая компенсация расширения и сжатия платы отсутствует, смещение отверстия превышает ± 0,03 мм, а кольцевая площадка для пайки составляет менее 50 мкм, требуемых стандартами IPC, что приводит к браку партии разомкнутой цепи.
Отсутствие контроля процесса: на небольших заводах не используется процесс плазменного удаления остатков, что приводит к остаточным остаткам смолы в отверстиях после лазерного сверления. Адгезия медного покрытия недостаточна, и после длительного использования медный слой отваливается и раскрывается, что напрямую увеличивает количество дефектов на 25%.
Непоследовательный процесс гальваники: обычная гальваника постоянным током не может проникнуть глубоко на дно глухих отверстий, а толщина меди на дне отверстия составляет менее 10 мкм. После длительного включения и нагрева сопротивление отверстия увеличивается и цепь разрывается. Производителям, не имеющим оборудования для импульсной гальваники, сложно поддерживать стабильный выход продукции.
План реализации для быстрого повышения доходности
Стандартизированные параметры глухих отверстий: глухие отверстия TOP-L2 и BOT-L3 выбираются одинаково с апертурой лазера 0,15 мм, фиксированной толщиной среды 0,12 мм, соотношением сторон, контролируемым в пределах 1,2:1, а нестандартные микроотверстия диаметром менее 0,1 мм отклоняются.
Оптимизируйте структуру укладки: используйте универсальную укладку TOP-GND-PWR-BOTTOM, уложите медную сетку в пустую область внутреннего слоя, чтобы сбалансировать плотность меди, и используйте полуотвержденные листы с низкотекучим клеем в области заглубленных отверстий, чтобы избежать перелива смолы и закупорки отверстий во время ламинирования.
Удалите избыточные глухие отверстия: замените глухие отверстия сквозными отверстиями для силовых и заземляющих сетей и оставьте глухие отверстия только для высокоскоростных дифференциальных сигналов, что может сократить количество глухих отверстий на 30%, одновременно снижая затраты на обработку и технологические риски.
Предварительная проверка DFM: выполните расчет соотношения глубины и диаметра глухих отверстий во всей плите перед отливкой, заранее отметьте чрезмерные положения отверстий и избегайте обнаружения дефектов партии только после того, как вся плита будет запущена в производство.