At forstå kerneforskellene mellem gennemgående hul, blindt hul og nedgravet hul er kerneforudsætningen for at løse problemet med lavt udbytte af blindt nedgravede hulplader. De tre er helt forskellige med hensyn til strukturel definition, procesvej og anvendelige scenarier, der direkte bestemmer fremstillingskompleksiteten og ydeevnen for printkort.
Forskelle i kernedefinitionerne af tre typer huller
Gennemgående hul: Boring direkte fra det øverste lag til det nederste lag af printet, der trænger fuldstændigt igennem hele pladens tykkelse, og tilstedeværelsen af dette hul kan ses i alle lag. Det er den mest grundlæggende form for gennemgående hul i PCB.
Blindt hul: boret i top- eller bundfladen af printkortet, forbinder kun overfladelaget med et specificeret indre lag, uden at trænge ind i hele pladen, og hullet kan ikke ses fra den anden side af pladen.
Nedgravet hul: helt skjult inde i printkortet, der kun forbinder ledningerne mellem to eller flere indre lag, strækker sig ikke til nogen overflade af brættet, og tilstedeværelsen af huller er helt usynlig fra brættets overflade.
Forskelle i fremstillingsprocesser og -procedurer
| sammenligning dimension | gennemgående hul | blindt hul | Begravet via |
|---|---|---|---|
| Boremetode | Konventionel mekanisk boring, boring gennem hele brættet på én gang | UV-laserboring bruges almindeligvis til præcis kontrol af boredybden | Mekanisk boring, bearbejdning på uafhængige kerneplader før laminering |
| Behandlingstidspunkt | Når alle lamineringsprocesser er afsluttet, bores huller og galvaniseres på én gang | Efter at den tilsvarende lagkompression er afsluttet, bores huller indad fra den ydre overflade | Under produktionsfasen af den indre kerneplade, efter at kredsløbet er afsluttet, udføres boring og galvanisering først, efterfulgt af efterfølgende laminering |
| Proces kompleksitet | Kun 1 boring og 1 galvanisering, med en minimalistisk proces | Efterhånden som HDI-ordren stiger, resulterer hver yderligere ordre i en yderligere laserbore- og galvaniseringsproces | Boring og galvanisering skal udføres separat før presning af hver indre kerneplade, og segmenteret bearbejdning skal udføres |
| Matchende sværhedsgrad | Ingen krav til dyb justering, ekstrem lav risiko for mellemlagsforskydning | Nøjagtig justering med det indre mål er påkrævet, og efter flere kompressioner kan akkumulering af hævelse og krympning let føre til poreafvigelse | Kun behandlet inden for den uafhængige kerneplade, er tilpasningsbesværet lavere end blinde huller, men den samlede tolerance vil blive øget efter flertrins kompression |
Forskelle i ledningsplads og ydeevne
Gennemgående hul: Et hul optager ledningspladsen for alle lag. Når benafstanden i BGA-området er mindre end 0,8 mm, er det svært at fuldføre udluftningen, og design med høj tæthed vil alvorligt spilde det indre lags område.
Blindt hul: Det optager kun plads på overfladen og det tilsvarende indre lag og kan bores direkte på BGA-puder (via hulproces), der understøtter chips med høj tæthed med 0,5 mm eller endda 0,4 mm pitch, hvilket i høj grad frigør ledningsplads på overfladen.
Nedgravet hul: Det optager overhovedet ingen overfladeplads, og det indre lag har den højeste grad af frihed i ledningsføring. Den kan fortsætte med ledninger over og under det nedgravede hul og er kernestrukturen til at opnå ultimativ tæthed i højordens HDI-plader.
Hovedårsagen til lavt udbytte af blindt begravede åbningsplader
Langt de fleste blindt begravede åbningsplader med en udbyttegrad på mindre end 85% er forårsaget af afbrydelsen mellem design og fremstilling på grund af forskelle i proceskarakteristika for de tre typer huller:
For højt billedformat: Blindt brug af ikke-standard mikroporer under 0,1 mm under design, med et forhold mellem dielektrisk tykkelse og porestørrelse, der overstiger industriens sikkerhedstærskel på 2:1, utilstrækkelig kobberlagtykkelse i bunden af hullet under galvanisering og høj risiko for kredsløbsbrud efter termisk stød.
Lag- og justeringsdefekter: Efter flere tryk er der ingen dynamisk kompensation for udvidelsen og sammentrækningen af brættet, hulforskydningen overstiger ± 0,03 mm, og den ringformede loddepude er mindre end 50 μm, der kræves af IPC-standarder, hvilket resulterer i partiskrot med åbent kredsløb.
Manglende proceskontrol: Små fabrikker udelader processen til fjernelse af plasmarester, hvilket resulterer i resterende harpiksrester i hullerne efter laserboring. Vedhæftningen af kobberbelægning er utilstrækkelig, og efter langvarig brug falder kobberlaget af og åbner sig, hvilket direkte øger defektraten med 25%.
Inkonsekvent galvaniseringsproces: Almindelig DC galvanisering kan ikke trænge dybt ind i bunden af blinde huller, og kobbertykkelsen i bunden af hullet er mindre end 10 μm. Efter langvarig tænding og opvarmning øges hullets modstand, og kredsløbet er brudt. Producenter uden udstyr til pulsgalvanisering har svært ved at opretholde et stabilt udbytte.
Implementeringsplan for hurtigt at forbedre udbyttegraden
Standardiserede blindhulsparametre: TOP-L2 og BOT-L3 blinde huller vælges ensartet med en laseråbning på 0,15 mm, en fast medium tykkelse på 0,12 mm, et billedformat kontrolleret inden for 1,2:1, og ikke-standardiserede mikrohuller under 0,1 mm afvises.
Optimer stablingsstrukturen: Brug den universelle TOP-GND-PWR-BOTTOM-stabling, læg gitterkobber i det tomme område af det indre lag for at afbalancere kobberdensiteten, og brug halvhærdede plader med lavt flow i det nedgravede hul for at undgå harpiksoverløb og blokering af hullerne under laminering.
Slet redundante blinde huller: Udskift blinde huller med array-gennemgående huller til strøm- og jordnetværk, og behold kun blinde huller til højhastighedsdifferentialsignaler, hvilket kan reducere antallet af blinde huller med 30 %, samtidig med at behandlingsomkostninger og procesrisici reduceres.
Forudgående DFM-verifikation: Fuldfør beregningen af forholdet mellem dybde og diameter af blinde nedgravede huller i hele brættet før støbning, opfang for store hulpositioner på forhånd, og undgå først at opdage batch-defekter, efter at hele brættet er sat i produktion.