Плати для друкованих плат із закритими отворамистала ключовим перевізником у -галузях високого класу, таких як зв’язок 5G, авіакосмічна промисловість, медична електроніка тощо, завдяки своїм основним перевагам: «економія місця на платі, зменшення перешкод сигналу та покращення інтеграції схем». Проте, порівняно з традиційними платами друкованих плат із наскрізними-отворами, «непроникаюча» структура та «багато-шарове з’єднання» характеристик глухих закопаних отворів створюють численні технічні вузькі місця в їх обробці, а відхилення точності в кожній ланці можуть безпосередньо призвести до поломки продукту.
1. Основна причина труднощів обробки
Складність друкованої плати з глухими отворами полягає у її вимозі до «точності просторових розмірів». Глухі та закопані отвори порушують просту логіку традиційних наскрізних отворів, що проникають у всю плату, вимагаючи точного з’єднання на певних глибинах і в місцях у межах підкладки з обмеженою товщиною, а також враховуючи синергію багато{1}}шарових схем. Ця структура створює дві основні проблеми: по-перше, складність контролю глибини - глибина свердління глухих отворів повинна точно відповідати відстані від поверхні до цільового внутрішнього шару, а відхилення за межі розумного діапазону можуть призвести до «непроникнення» або «проникнення у внутрішній шар»; По-друге, це проблема міжшарового вирівнювання - обробка захованих отворів вимагає перетину кількох внутрішніх підкладок, а відмінності у швидкості усадки та зміщенні позиціонування ламінованої підкладки можуть призвести до того, що заховані отвори будуть неправильно вирівняні з внутрішніми пайними майданчиками, що зрештою призведе до розривів або коротких замикань.
2, Прорив труднощів у основних процесах
(1) Процес буріння:
Свердління є «першим рятівним кругом» обробки глухих свердловин, і його точність безпосередньо визначає наступний ефект взаємозв’язку. В основному він стикається з трьома основними труднощами:
Труднощі з контролем глибини глухих отворів: традиційне свердління наскрізних отворів вимагає лише «свердління крізь підкладку», тоді як глухі отвори потребують суворого контролю глибини свердління. З одного боку, «ефект відскоку» високо-швидкісного обертання свердлильної голки може призвести до фактичного відхилення глибини, особливо коли матеріал підкладки є високо{3}}частотним матеріалом, низька жорсткість матеріалу, швидше за все, посилить вібрацію свердлільної голки; З іншого боку, нерівномірна товщина багатошарових підкладок може призвести до розбіжностей між фактичною та теоретичною глибиною свердління, що може безпосередньо проникнути у внутрішній контур і пошкодити внутрішню структуру підкладки.
Труднощі у вирівнюванні «вторинного свердління» заглиблених отворів: обробка заглиблених отворів зазвичай передбачає процес «спочатку свердління внутрішнього шару заглиблених отворів, потім ламінування та, нарешті, свердління зовнішнього шару глухих отворів», серед яких ключовим є «вирівнювання внутрішнього шару заглиблених отворів із зовнішнім шаром глухих отворів». Через термічну усадку підкладки під час процесу ламінування, якщо є відхилення між опорним положенням внутрішніх заглиблених отворів і опорним положенням зовнішніх глухих отворів, це, швидше за все, спричинить «зміщення отворів». Коли зсув перевищує розумний діапазон, площа перекриття між зовнішнім глухим отвором і внутрішнім заглибленим отвором буде значно зменшена, що призведе до поганої передачі струму та навіть розриву ланцюга.
Проблема «втрати свердла» при обробці мікроглухих отворів: із збільшенням щільності друкованої плати застосування мікроглухих отворів стає все більш поширеним. Однак жорсткість штифтів мікросвердла надзвичайно низька, і під час обробки може статися «поломка штифта» або «знос». З одного боку, «співвідношення довжини до діаметра» голок мікросвердла зазвичай велике, і вони схильні до «деформації вигину» під час високо-швидкісного обертання, що призводить до надмірної шорсткості стінки отвору; З іншого боку, ріжуча кромка мікросвердлильних голок швидко зношується і потребує частої заміни, що не тільки збільшує витрати, але також може призвести до залишкового «свердлильного шлаку» на дні отвору через «несвоєчасну заміну зношених свердлильних голок», що впливає на якість наступного покриття.
(2) Процес нанесення покриття:
«Непроникаюча структура» сліпих закопаних отворів призводить до «труднощів у обміні розчину» під час процесу нанесення покриття та схильна до «відсутності міді на стінці отвору» або «нерівномірної товщини покриття». Основні труднощі полягають у:
Проблема «залишкових бульбашок» на дні глухих отворів: хімічне осадження міді є основним процесом для досягнення провідності на стінці отвору. Підкладку потрібно занурити в розчин для осадження міді, щоб нанести тонкий шар міді на поверхню стінки отвору. Однак «закритий кінець» глухих отворів схильний до залишків повітря, утворюючи «бульбашки», які перешкоджають контакту області з мідним розчином, що в кінцевому підсумку призводить до «відсутності міді на дні отвору». Особливо, коли діаметр і глибина глухих отворів менші та глибші, бульбашкам важче вийти. Якщо не вжити своєчасних заходів, це безпосередньо призведе до обриву ланцюга.
Труднощі в оновленні розчину всередині закопаного отвору: закопаний отвір розташований усередині підкладки, і після ламінування існує високий ризик залишків «напівзатверділої плівки» або «бурового шлаку» всередині отвору. Якщо попередня -обробка не буде ретельною, це вплине на адгезію покриття. У той же час під час процесу гальванічного покриття міді електроліт у закритому отворі тече повільно, що призводить до нижчої концентрації іонів міді в отворі, ніж на поверхні пластини, зрештою утворюючи явище «тонкого покриття на стінці отвору та товстого покриття на поверхні пластини», яке не відповідає вимогам до струмопровідності та схильне до «перегріву та горіння» після тривалого -користування.
Проблема «ступеню покриття» в глухих мікроотворах: місце з’єднання між «отвором отвору» та «поверхнею пластини» мікроотворів схильне до утворення «сходинок покриття» - через вищу щільність струму на краю отвору порівняно зі стінкою отвору. Під час гальванічного нанесення може відбуватися «накопичення крайового покриття», що призводить до того, що висота ступенів перевищує розумний діапазон. Цей тип етапу не тільки впливає на покриття наступного шару паяльної маски, але також може спричинити нерівномірне паяння під час наступного паяння, що призводить до фактичного спаювання.
(3) Процес ламінування:
Нанесення шарів — це процес пресування «внутрішньої підкладки з просвердленими отворами» та «напівзатверділого листа» в одне ціле, і його складність полягає в «контролюванні швидкості усадки підкладки» та «уникненні деформації прихованих отворів»:
Усадка ламінування призводить до «зміщення отворів»: під час процесу ламінування підкладку потрібно зберігати в середовищі високої температури та високого тиску протягом певного періоду часу, і напівзатверділий лист епоксидної смоли зазнає «потікання» та «усадки затвердіння». Якщо матеріал внутрішньої підкладки не відповідає швидкості усадки напівзатверділого листа, це призведе до деформації ламінованої підкладки, що призведе до зміщення закопаних отворів. Коли викривлення підкладки перевищує стандартний діапазон, відхилення вирівнювання між заглибленими отворами та зовнішніми глухими отворами безпосередньо перевищить галузеві вимоги, впливаючи на функціональність схеми.
Проблема «блокування потоку клею» в закопаних отворах: напівзатверділі плівки вироблятимуть «потік клею» під час ламінування, і якщо кількість клею надто велика, це спричинить блокування закопаних отворів смолою; Якщо кількість клею надто мала, він не зможе заповнити проміжки між внутрішніми підкладками, що призведе до недостатнього міжшарового з’єднання. Коли прихований отвір певною мірою заблокований смолою, мідь не може заповнити отвір під час наступного гальванічного покриття, що призводить до порушення провідності.
Труднощі в контролі «рівномірності товщини» багато{0}}шарових підкладок: друковані плати із глухими отворами зазвичай є багатошаровими-структурами, і під час ламінування необхідно переконатися, що відхилення товщини кожного шару знаходиться в розумному діапазоні. Але якщо різниця товщини внутрішньої мідної фольги та порядок укладання напівзатверділих листів є нерозумними, це призведе до «локальної товщини надто товстої» або «занадто тонкої» ламінованої підкладки. Наприклад, якщо на певній ділянці накопичено занадто багато напівзатверділих плівок, товщина буде відхилятися від заданого значення, і швидкість подачі свердлильної голки потрібно регулювати під час наступного свердління, що може легко призвести до глибини глухого отвору, яка перевищить стандарт.
Труднощі впоратися з напрямком
У відповідь на вищезазначені труднощі галузь розробила низку технічних рішень, зосереджених навколо «контролю точності» та «підвищення ефективності»:
Процес свердління: застосування комбінованої технології «лазерне свердління+механічне свердління» - лазерне свердління може досягти точної обробки мікроглухих отворів із відхиленням глибини, контрольованим у дуже малому діапазоні, і без проблем зношування свердлильних голок; Механічне свердління використовується для заглиблених отворів більшого діаметру в поєднанні з «системою візуального позиціонування ПЗС», яка може-в реальному часі коригувати відхилення положення отвору після ламінування, значно підвищуючи точність вирівнювання.
Процес нанесення покриття: запровадження технології «імпульсного гальванічного покриття» шляхом періодичного регулювання щільності струму, сприяння потоку електроліту в заглибленому отворі, значно покращуючи рівномірність товщини покриття на стінці отвору; У відповідь на проблему бульбашок у сліпих отворах використовується обладнання для «вакуумного хімічного осадження міді», щоб розряджати бульбашки всередині отвору під негативним тиском, що значно покращує покриття осадження міді.
Процес нанесення шарів: розробіть «напівзатверджену плівку з низькою усадкою» в поєднанні з «покроковим--процесом ламінування», щоб контролювати викривлення підкладки на надзвичайно низькому рівні; У той же час «програмне забезпечення моделювання швидкості потоку» використовується для попереднього розрахунку швидкості потоку напівзатверділого листа, щоб уникнути закупорки закопаних отворів.