Розуміння основних відмінностей між наскрізним отвором, глухим отвором і закопаним отвором є основною передумовою для вирішення проблеми низького ресурсу пластин із глухими закопаними отворами. Ці три абсолютно різні з точки зору структурного визначення, шляху процесу та застосовних сценаріїв, безпосередньо визначаючи складність виробництва та продуктивність друкованих плат.
Відмінності у визначенні керна трьох типів отворів
Наскрізний отвір: свердління безпосередньо від верхнього шару до нижнього шару друкованої плати, повністю проникаючи по всій товщині плати, і наявність цього отвору можна побачити в усіх шарах. Це найпростіша форма наскрізного отвору в друкованій платі.
Глухий отвір: висвердлений у верхній або нижній поверхні друкованої плати, лише з’єднуючи поверхневий шар із зазначеним внутрішнім шаром, не проникаючи в усю плату, і отвір не видно з іншого боку плати.
Прихований отвір: повністю прихований всередині друкованої плати, лише з’єднує проводку між двома або більше внутрішніми шарами, не поширюється на жодну поверхню плати, а наявність отворів абсолютно непомітна з поверхні плати.
Відмінності у виробничих процесах і процедурах
| розмір порівняння | наскрізний отвір | глухий отвір | Похований через |
|---|---|---|---|
| Метод буріння | Звичайне механічне свердління, просвердлювання всієї дошки за один раз | Ультрафіолетове лазерне свердління зазвичай використовується для точного контролю глибини свердління | Механічне свердління, обробка на незалежних стрижневих плитах перед ламінуванням |
| Терміни обробки | Після завершення всіх процесів ламінування просвердліть отвори та залиште їх одним рухом | Після завершення стиснення відповідного шару просвердліть отвори всередину від зовнішньої поверхні | На етапі виробництва внутрішньої основної плати, після завершення схеми, спочатку виконуються свердління та гальванічне покриття, а потім наступне ламінування |
| Складність процесу | Лише 1 свердління та 1 гальванічне покриття з мінімалістичним процесом | Зі збільшенням замовлення HDI кожне додаткове замовлення призводить до додаткового процесу лазерного свердління та гальванічного покриття | Свердління та нанесення гальванічного покриття слід виконувати окремо перед пресуванням кожної внутрішньої основної плити, а також проводити сегментовану обробку |
| Складність відповідності | Немає вимог до глибокого вирівнювання, надзвичайно низький ризик зсуву між шарами | Потрібне точне вирівнювання з внутрішньою ціллю, і після багаторазового стиснення накопичення набряку та усадки може легко призвести до відхилення пор | Обробляється лише всередині незалежної основної плати, складність вирівнювання нижча, ніж глухі отвори, але загальний допуск буде збільшено після багатоступінчастого стиснення |
Відмінності в просторі проводки та продуктивності
Наскрізний отвір: один отвір займає простір проводки всіх шарів. Коли відстань між контактами в зоні BGA становить менше 0,8 мм, важко завершити розгортання, а конструкція з високою щільністю серйозно витрачає площу внутрішнього шару.
Глухий отвір: він займає простір лише на поверхні та відповідному внутрішньому шарі, і його можна просвердлити безпосередньо на колодках BGA (через процес отвору), підтримуючи мікросхеми високої щільності з кроком 0,5 мм або навіть 0,4 мм, значно звільняючи простір для проводки на поверхні.
Закопаний отвір: він взагалі не займає жодного простору на поверхні, а внутрішній шар має найвищий ступінь свободи в проводці. Він може продовжувати проводку над і під закопаним отвором і є основною структурою для досягнення максимальної щільності в платах HDI високого рівня.
Основна причина низької продуктивності сліпих заглиблених діафрагм
Переважна більшість заглиблених діафрагм із коефіцієнтом текучості менше 85% викликано розривом між проектуванням і виробництвом через відмінності в технологічних характеристиках трьох типів отворів:
Надмірне співвідношення сторін: під час проектування сліпо використовуються нестандартні мікропори менше 0,1 мм із співвідношенням товщини діелектрика до розміру пор, що перевищує промисловий поріг безпеки 2:1, недостатня товщина мідного шару в нижній частині отвору під час гальванічного покриття та високий ризик розриву ланцюга після термічного удару.
Дефекти розшарування та вирівнювання: після багаторазового натискання немає динамічної компенсації для розширення та звуження плати, зміщення отвору перевищує ± 0,03 мм, а кільцева паяльна площадка становить менше 50 мкм, що вимагається стандартами IPC, що призводить до утилізації партії разомкнутої схеми.
Відсутність контролю процесу: невеликі фабрики пропускають процес видалення залишків плазми, що призводить до залишкових залишків смоли в отворах після лазерного свердління. Адгезія мідного покриття є недостатньою, і після тривалого використання мідний шар відпадає та розкривається, безпосередньо збільшуючи рівень дефектів на 25%.
Непослідовний процес гальванічного покриття: звичайне гальванічне покриття постійним струмом не може проникнути глибоко в дно глухих отворів, а товщина міді на дні отвору становить менше 10 мкм. Після тривалого ввімкнення живлення та нагрівання опір отвору збільшується і ланцюг розривається. Виробникам без обладнання для імпульсного гальванічного покриття важко підтримувати стабільний вихід.
План впровадження для швидкого підвищення рівня врожайності
Стандартизовані параметри глухих отворів: TOP-L2 і BOT-L3 глухі отвори рівномірно вибираються з лазерною апертурою 0,15 мм, фіксованою середньою товщиною 0,12 мм, співвідношенням сторін, що контролюється в межах 1,2:1, а нестандартні мікроотвори менше 0,1 мм відхиляються.
Оптимізуйте структуру укладання: використовуйте універсальне укладання TOP-GND-PWR-BOTTOM, покладіть сітку з міді в порожню зону внутрішнього шару, щоб збалансувати щільність міді, і використовуйте напівзатверділі листи з низьким розтіканням у зоні закопаного отвору, щоб уникнути переливу смоли та блокування отворів під час ламінування.
Видаліть зайві глухі отвори: замініть глухі отвори масивом наскрізних отворів для мереж живлення та заземлення та збережіть лише глухі отвори для високошвидкісних диференціальних сигналів, що може зменшити кількість глухих отворів на 30%, одночасно зменшуючи витрати на обробку та ризики процесу.
Попередня перевірка DFM: завершіть розрахунок співвідношення глибини та діаметра глухих отворів у всій дошці перед литтям, заздалегідь перехопіть надмірні позиції отворів і уникайте виявлення дефектів партії лише після того, як уся дошка буде запущена у виробництво.