În industria actuală în care interconectarea de înaltă densitate și transmisia semnalului de mare viteză au devenit standard, structura orificiului PCB nu mai este un simplu „canal conductiv”, ci un element de bază care determină direct densitatea cablurilor, integritatea semnalului și randamentul producției de masă. Mulți ingineri hardware întâlnesc adesea elemente de confirmare a selecției, cum ar fi „găuri traversante, găuri oarbe și găuri îngropate” în foaia EQ de inginerie a fabricii de plăci atunci când se confruntă cu cabluri dense BGA și design de placă de nivel înalt. O ușoară abatere de judecată poate duce la spațiu insuficient de cablare, căi lungi de întoarcere a semnalului și chiar o scădere semnificativă a randamentului general al plăcii.
Definiții de bază și diferențe structurale ale trei tipuri de pori
Din perspectiva esenței structurale, diferența de bază dintre gaura de trecere, gaura oarbă și gaura îngropată constă în „gama de penetrare a găurii din placă”, iar cele trei corespund unor logici de procesare și limite de aplicare diferite:
-
Prin gaura: Pătrunde direct din stratul superior în stratul inferior, pătrunzând complet toate straturile PCB și este cea mai tradițională structură de interconectare. Logica sa de procesare este „apăsați mai întâi întreaga placă, apoi găuriți mecanic dintr-o singură mișcare”, cu cel mai simplu lanț de proces și cel mai mic cost.
-
-
gaură oarbă: conectează numai stratul exterior al PCB-ului la stratul interior specificat și nu pătrunde în întreaga placă. Luând ca exemple plăci cu 8 straturi și 14 straturi, găurile oarbe ale plăcilor cu 8 straturi pot realiza găuri oarbe de 1-L2, 1-L3, 1-4L, 1-5L, 2-3L, 5-8L și 7-8L. 14 straturi, găurile oarbe pot realiza conexiuni interstrat de 1-17-L, 1-17-L, 1-170L, și 11-14L.
-
-
Este necesară confidențialitatea, imaginea a fost procesată și este doar pentru referință
gaură îngropată: complet îngropat în interiorul PCB fără a se extinde pe nicio suprafață exterioară. De exemplu, într-o placă cu 20 de straturi, găurile îngropate realizează doar interconectarea de la L2 la L4, iar pozițiile găurilor nu pot fi observate de ambele părți ale plăcii. Logica sa de procesare este să foreze mai întâi găuri pentru metalizare și apoi să participe la laminare. Toată prelucrarea găurilor trebuie să fie finalizată în stadiul plăcii cu miez interior, iar apoi găurile sunt complet înfășurate în interiorul plăcii prin procesele ulterioare de laminare.
-
Este necesară confidențialitatea, imaginea a fost procesată și este doar pentru referință
-
Procesul de fabricație și parametrii cheie ai trei tipuri de găuri
Structuri diferite de găuri corespund legăturilor de proces și preciziei de control complet diferite, care este, de asemenea, motivul principal al diferenței uriașe de costuri dintre plăcile multistrat de comandă înaltă și plăcile obișnuite cu orificii traversante:
-
-
Procesul prin gaura: Se folosesc burghie convenționale din oțel tungsten cu un diametru de 0,2 mm sau mai mult, iar viteza axului este controlată la 80000 până la 150000 de rotații pe minut. O singură forare poate finaliza prelucrarea completă a plăcii. Raportul de aspect standard al industriei este controlat în 10:1, iar fabrica de plăci asigură capacitatea de schimb a substanțelor chimice ale peretelui orificiului prin linii orizontale de galvanizare PTH. Uniformitatea grosimii cuprului poate îndeplini în mod stabil standardele IPC de nivel 2 sau mai sus. În prezent, în scenariile principale de producție în masă, deschiderea minimă a găurilor traversante poate ajunge la 0,15 mm, dar atunci când este mai mică de 0,2 mm, este necesară o optimizare specială a parametrilor echipamentului.
-
-
Tehnologia găurilor oarbe: împărțit în două rute: găuri oarbe profunde controlate mecanic tradițional și găuri oarbe cu laser mainstream. Găurile oarbe mecanice sunt găurite folosind echipamente de foraj de control al adâncimii, cu o precizie de adâncime controlată în ± 0,05 mm și un raport AR convențional de 1,2:1; Găurile oarbe ale laserului sunt ablate folosind lasere CO ₂ sau UV, cu o precizie a deschiderii de ± 0,01 mm și o deschidere minimă de 3 mil. Densitatea de energie este controlată stabil la 8-12 J/cm², iar stratul interior și circuitul inferior nu vor fi deteriorate pe tot parcursul procesului. După finalizarea procesării găurii oarbe cu laser, este necesar să se optimizeze debitul și timpul de înmuiere a soluției de medicament pentru a evita soluția reziduală de medicament în gaura de capăt oarbă și pentru a se asigura că nu există goluri în scufundarea cuprului.
-
-
-
-
Procesul de înmormântare: Bazat în întregime pe prelucrarea plăcilor cu miez subțire, găurirea mecanică este finalizată mai întâi pe placa cu miez interior independent, iar apoi rășina carbonizată de pe peretele găurii este îndepărtată prin foraj umed cu permanganat de potasiu. Ulterior, grosimea cuprului de pe peretele găurii este crescută la 10-20 μm prin depunere chimică de cupru și galvanizare a plăcii complete. În cele din urmă, circuitul stratului interior este gravat și apoi participă la laminarea ulterioară cu mai multe straturi. Pe parcursul întregului proces, parametrii de temperatură, presiune și timp ai laminării trebuie să fie controlați cu precizie pentru a evita blocarea găurilor îngropate de fluxul de adeziv în foaia semi-întărită sau deplasarea și deformarea plăcii de miez subțire cauzate de stresul de laminare.
-
Cazuri tipice de aplicare în industrie
Selecția combinată a diferitelor structuri poroase determină direct limita superioară a performanței produsului final. Uniwell Circuits a format soluții de implementare mature în multiple domenii de producție de vârf:
-
Backplane de mare viteză cu 24 de straturi al serverului AI: Întreaga placă adoptă o schemă de interconectare de bază de „găuri prin gaură+forare în spate” și este echipată cu găuri oarbe laser de 1-2 ordine în zona soclului CPU, reducând lungimea căii de întoarcere a pinului BGA cu mai mult de 40%, evitând reflectarea serioasă a semnalelor de mare viteză la grămada reziduală a orificiului traversant și îndeplinind cerințele de transmisie de mai sus ale semnalelor SerDesGbps 25. Dacă toate aceste modele folosesc găuri de trecere obișnuite, nu numai că spațiul de cablare va fi complet insuficient, dar și integritatea semnalului nu va îndeplini standardele.
-
-
-
-
16 straturi RO4350B+RO4450F placă cu găuri oarbe de înaltă frecvență: În zona modulului transceiver RF, găurile oarbe laser L1-L2 sunt utilizate pentru a realiza împământarea în apropiere, controlând inductanța parazitară a via în termen de 0,1 nH și reducând semnificativ pierderea de inserție a semnalelor de unde milimetrice de 77 GHz. Dacă se folosește un orificiu traversant obișnuit, o cale de împământare excesiv de lungă va determina o scădere de 2-3dB a câștigului antenei, care nu poate îndeplini cerințele privind distanța de detectare ale radarului montat pe vehicul.
|
|
Este necesară confidențialitatea, imaginea a fost procesată și este doar pentru referință
-
-
10 straturi HDI ordinul a 3-a placă cu orificii îngropate oarbe: Sub cipul SOC al plăcii de bază a smartphone-ului emblematic, se folosește o gaură îngropată oarbă + un design de găuri stivuite pentru a obține ventilator de înaltă densitate din mii de pini într-o zonă BGA de dimensiunea unei unghii. Fără a crește numărul total de straturi, resursele de cablare sunt crescute cu 40%, iar calea de comutare a stratului de semnal este scurtată semnificativ, reducând consumul total de energie cu aproximativ 12%.
-
Backplane de testare a semiconductorilor cu 26 de straturi: În zona de interfață a cardului sondei, un număr mare de găuri îngropate sunt utilizate pentru a realiza interconectarea între straturile adiacente din stratul interior, fără a ocupa niciun spațiu exterior de cablare. Chiar și cu mai mult de 20000 de canale de interconectare pe întreaga placă, toleranța de impedanță a tuturor canalelor de semnal este încă controlată cu ± 5%, îndeplinind cerințele de sincronizare de înaltă precizie ale testării cipurilor. -
Principiile de bază ale procesului decizional de selecție
În proiectele practice, nu există superioritate sau inferioritate absolută între cele trei tipuri de găuri, ci doar diferențe în scenariile de adaptare: plăcile de control industriale obișnuite, plăcile electronice de consum cu două straturi și patru straturi și designurile cu orificii întregi sunt preferate pentru a maximiza controlul costurilor în timp ce îndeplinesc cerințele de performanță; Plăcile BGA de înaltă densitate și plăcile de server de mare viteză pot introduce resurse de cablare de optimizare a găurilor oarbe de ordinul întâi; Plăcile HDI de ultimă generație și modulele RF miniaturizate necesită o combinație de găuri îngropate oarbe pentru a obține cea mai mare densitate de interconectare într-o zonă limitată a plăcii.