Технология проектирования и производства печатных плат сталкивается с серьезными проблемами. Чтобы удовлетворить спрос на меньшие размеры, более высокую производительность и больше функций в электронных продуктах,глухая дыратехнология является ключевым моментом. Порядок разделения глухих отверстий играет решающую роль в проектировании и производстве печатных плат, напрямую влияя на производительность, плотность проводки и стоимость производства печатной платы.
1. Основные понятия о глухих и закопанных отверстиях.
(1) Глухое отверстие
Глухое отверстие – это тип сквозного-отверстия, которое соединяет внутреннюю проводку печатной платы с поверхностной проводкой печатной платы. Его особенность в том, что это отверстие не проникает во всю плату. Глухие отверстия обычно используются для соединения внешних цепей с соседними внутренними цепями. В многослойных печатных платах они помогают сократить расстояние передачи сигнала, уменьшить помехи сигнала и улучшить целостность сигнала, играя важную роль в процессе миниатюризации электронных устройств. Например, в печатных платах, таких как материнские платы мобильных телефонов, которые требуют большого использования пространства и обработки сигналов, глухие отверстия могут обеспечить более эффективные электрические соединения в ограниченном пространстве. Его апертура обычно небольшая, обычно между 0,1-0,3 мм, чтобы соответствовать требованиям проводки высокой плотности.
(2) Заглубленная яма
Заглубленное отверстие — это тип сквозного-отверстия, которое соединяет только провода между внутренними слоями и не может быть непосредственно обнаружено с поверхности печатной платы. Отверстия для захоронения создают стабильные пути электрического соединения внутри многослойных печатных плат, что имеет решающее значение для достижения сложной функциональности схемы. В серверных материнских платах-высокого класса и других печатных платах, требующих строгих электрических характеристик и стабильности, можно использовать скрытые отверстия для соединения нескольких слоев питания и сигналов, обеспечивая стабильное распределение мощности и надежную передачу сигнала. Его отверстие относительно маленькое, похожее на глухие отверстия, в основном в диапазоне 0,1-0,3 мм, что соответствует тенденции прокладки проводов высокой плотности.
2. Определение порядка глухих скважин.
(1) Определение основано на частоте лазерного сверления.
В платах межсоединений с высокой-плотностью общее определение порядка глухих отверстий связано с количеством циклов лазерного сверления. Проще говоря, структура глухого отверстия, образованная лазерным сверлением, соответствует одному порядку. Например, для двунаправленной многослойной платы HDI со скрытым/заглубленным покрытием с чистым лазерным сверлением, если выполняется только одна операция лазерного сверления для соединения внешнего слоя с соседним внутренним слоем, то эта структура является первым-порядком. Если выполняются две операции лазерного сверления, глухое отверстие, образованное первым лазерным сверлением, соединяется от внешнего слоя с определенным внутренним слоем, а второе лазерное сверление соединяется с существующим внутренним слоем с более глубоким внутренним слоем, то это второй порядок. Этот метод определения обычно используется в платах HDI, где лазерное сверление является основным методом изготовления глухих отверстий, что может интуитивно отражать сложность соединений между различными уровнями, достигаемыми с помощью лазерного сверления.
(2) Определение количества проводящих сердцевинных пластин на основе механического сверления.
В случае использования механического сверления глухих/погребных отверстий проведение одной стержневой плиты является первым порядком, а проведение двух стержневых плит является вторым порядком. Например, в некоторых сложных конструкциях печатных плат механические отверстия должны соединять несколько внутренних слоев. Когда одно механическое подземное отверстие может проводить две основные платы, структура подземных отверстий соответствует стандарту второго-порядка. Если в процессе производства многослойных печатных плат механическое сверление начинается с определенного внутреннего слоя и последовательно проходит через две разные основные платы для достижения электрического соединения, такая конструкция относится к структуре механического сверления второго-порядка с глухими погребенными отверстиями. Этот метод определения применим к конструкциям печатных плат, в которых используется механическое сверление для формирования глухих или заглубленных отверстий для соединения внутренних слоев, что отражает способность и иерархические отношения механического сверления для установления соединений между различными основными платами.
(3) Определение, основанное на слоистой структуре.
Обычно используемые в отрасли структуры, такие как a+n+a и a+n+n+a, используются для обозначения плат HDI и определения их порядка, где a представляет собой дополнительный уровень, причем один дополнительный уровень является первым порядком, два дополнительных уровня — вторым порядком, а три дополнительных уровня — третьим порядком; N представляет основной слой. Общие структуры включают 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3 и т. д. Если взять в качестве примера структуру 1+n+1, она представляет собой дополнительный слой с каждой стороны. внутреннего слоя n, соответствующего структуре глухих скрытых дыр первого-порядка; Структура 2+n+n+2 представляет собой два дополнительных слоя по обе стороны от двух основных слоев n, принадлежащих структуре со слепыми скрытыми дырками второго -порядка. Этот метод определения учитывает общую структуру печатной платы и определяет порядок скрытых отверстий за счет увеличения количества слоев. Это очень ясно при описании плат HDI со сложной многоуровневой структурой.
3. Характеристики и сценарии применения глухих скважин разного порядка.
(1) Глухая скважина первого порядка.
Слепая скважина первого-порядка представляет собой относительно простую структуру. Его глухие отверстия обычно напрямую соединяются между внешним слоем печатной платы и прилегающим внутренним слоем, образуя простую структуру межсоединений высокой-плотности. В этой структуре апертура глухих и заглубленных отверстий меньше, а ширина и расстояние между цепями более точные, что может значительно улучшить интеграцию и электрические характеристики печатной платы. Глухие отверстия первого-порядка подходят для электронных продуктов, к которым предъявляются определенные требования к использованию пространства, но не имеют особенно высокой сложности схемы, например, для некоторых простых потребительских электронных продуктов, таких как смарт-браслеты, простые наушники Bluetooth и т. д. Эти продукты должны выполнять базовые функции в ограниченном пространстве, и глухие отверстия первого заказа-могут эффективно уменьшить размер печатных плат и снизить стоимость продукта, одновременно удовлетворяя требованиям к электрическому соединению.
(2) Глухая скважина второго порядка.
Слепая заглубленная дыра второго-порядка усложняет иерархию соединений на основе дыры первого-порядка. Он не только включает в себя глухие отверстия первого-порядка, соединенные от внешнего слоя с соседним внутренним слоем, но также добавляет глухие отверстия второго-порядка, соединенные от внешнего слоя с более глубоким слоем через промежуточный слой, а также соответствующие структуры скрытых отверстий. Глухие отверстия второго порядка позволяют обеспечить более сложные схемные соединения, подходящие для электронных продуктов, требующих высокой целостности сигнала и плотности проводки, таких как смартфоны, планшеты и т. д. Если взять в качестве примера смартфоны, они требуют внутреннего подключения множества микросхем, датчиков и других компонентов. Слепые отверстия второго порядка позволяют обеспечить большое количество электрических соединений в ограниченном пространстве материнской платы, одновременно снижая потери и помехи во время передачи сигнала благодаря разумной конструкции, улучшая общую производительность телефона.
(3) Глухие подземные скважины высокого порядка (третьего порядка и выше)
Структуры с глухими отверстиями третьего и более высокого порядка более сложны и могут соответствовать требованиям-электронной продукции высокого класса, обеспечивающей сверх-высокую плотность проводов и хорошие электрические характеристики. В области коммуникационного оборудования 5G, высокопроизводительных серверных материнских плат, аэрокосмического электронного оборудования и т. д. из-за необходимости обрабатывать большое количество высокоскоростных-высокочастотных-сигналов и интегрировать многочисленные функциональные модули в ограниченном пространстве ключевой задачей стала технология высокого-скрытого заглубления отверстий. Например, в плате связи базовых станций 5G глухие отверстия высокого-порядка позволяют обеспечить высокую-скоростную передачу данных между различными чипами, уменьшить задержку сигнала и перекрестные помехи, а также обеспечить стабильность и эффективность связи; В аэрокосмическом электронном оборудовании-скрытые глухие отверстия высокого порядка помогают уменьшить вес печатных плат, повысить надежность оборудования и его помехозащищенность, а также удовлетворить строгие требования к высоко-производительному и легкому оборудованию в аэрокосмической области.
4. Значение и влияние разделения по порядку глухих скважин.
(1) Влияние на плотность разводки печатной платы
Увеличение порядка глухих отверстий позволяет печатным платам достичь более высокой плотности проводки. Путем проектирования глухих и заглубленных отверстий разного порядка можно создать больше путей соединения между внутренними и внешними слоями печатной платы, тем самым уменьшая давление на внешнюю проводку и позволяя печатной плате разместить больше электронных компонентов и схем. Это имеет решающее значение для миниатюризации и функциональной интеграции электронных продуктов. Например, в смартфонах передовая технология «слепых отверстий» позволяет на материнской плате интегрировать больше микросхем и функциональных модулей в пределах ограниченного размера, обеспечивая постоянное обновление функций телефона.
(2) Влияние на целостность сигнала
Разумный дизайн порядка скрытых отверстий может помочь улучшить целостность сигнала. С постоянным увеличением рабочей частоты электронных устройств такие проблемы, как потеря сигнала, отражение и перекрестные помехи во время передачи, становятся все более заметными. Слепые отверстия разного порядка могут оптимизировать путь передачи сигнала, уменьшить расстояние передачи сигнала и снизить разрыв импеданса сигнала в сквозном отверстии в соответствии с требованиями передачи сигнала, тем самым эффективно улучшая качество и стабильность сигнала. В сценариях применения высокоскоростной-передачи данных, таких как интерфейс передачи данных твердотельных-накопителей, подходящий порядок конструкции глухих отверстий может обеспечить высокую-скоростную и точную передачу данных.
(3) Влияние на производственные затраты
Увеличение порядка глухих заглубленных скважин обычно приводит к увеличению производственных затрат. Расширенные глухие скважины требуют более сложных производственных процессов и более точного оборудования, например, более высоких требований к точности при лазерном бурении и большей сложности при механическом бурении. В то же время более строгий контроль требуется и в таких процессах, как ламинирование и гальваника. Кроме того, выход печатных плат со структурами со глухими отверстиями высокого-порядка в процессе производства относительно низок, что еще больше увеличивает производственные затраты. Поэтому в процессе проектирования печатной платы необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как требования к характеристикам продукта и бюджет затрат, а также разумно выбирать порядок глухих отверстий для достижения наилучшей экономической-эффективности.