Разбирането на основните разлики между проходен отвор, глух отвор и заровен отвор е основната предпоставка за решаване на проблема с ниския добив на плочи със слепи заровени отвори. Трите са напълно различни по отношение на структурна дефиниция, път на процеса и приложими сценарии, директно определящи производствената сложност и производителността на печатните платки.
Разлики в дефинициите на сърцевината на три типа дупки
Проходен отвор: пробиване директно от горния слой до долния слой на печатната платка, напълно проникване в цялата дебелина на платката и съществуването на този отвор може да се види във всички слоеве. Това е най-основната форма на проходен отвор в PCB.
Сляп отвор: пробит в горната или долната повърхност на печатната платка, като свързва само повърхностния слой с определен вътрешен слой, без да прониква в цялата платка, и дупката не може да се види от другата страна на платката.
Заровен отвор: напълно скрит вътре в печатната платка, свързващ само окабеляването между два или повече вътрешни слоя, без да се простира до никоя повърхност на платката, а наличието на дупки е напълно невидимо от повърхността на платката.
Разлики в производствените процеси и процедури
| сравнително измерение | проходен отвор | сляпа дупка | Погребан през |
|---|---|---|---|
| Метод на пробиване | Конвенционално механично пробиване, пробиване през цялата дъска наведнъж | UV лазерното пробиване обикновено се използва за прецизен контрол на дълбочината на пробиване | Механично пробиване, обработка на независими основни дъски преди ламиниране |
| Време за обработка | След като всички процеси на ламиниране са завършени, пробийте дупки и ги галванизирайте наведнъж | След завършване на компресирането на съответния слой, пробийте дупки навътре от външната повърхност | По време на етапа на производство на вътрешната сърцевина, след завършване на веригата, първо се извършват пробиване и галванопластика, последвано от последващо ламиниране |
| Сложност на процеса | Само 1 пробиване и 1 галванопластика с минималистичен процес | Тъй като поръчката на HDI се увеличава, всяка допълнителна поръчка води до допълнително лазерно пробиване и процес на галванопластика | Пробиването и галванопластиката трябва да бъдат завършени поотделно преди пресоването на всяка вътрешна сърцевина и трябва да се извърши сегментирана обработка |
| Трудност при съпоставяне | Няма изисквания за дълбоко подравняване, изключително нисък риск от отместване на междинния слой | Изисква се точно подравняване с вътрешната цел и след множество компресии натрупването на подуване и свиване може лесно да доведе до отклонение на порите | Обработен само в рамките на независимата основна платка, трудността на подравняването е по-ниска от глухите отвори, но общият толеранс ще бъде увеличен след многоетапно компресиране |
Разлики в пространството на окабеляването и производителността
Проходен отвор: Един отвор заема пространството за окабеляване на всички слоеве. Когато разстоянието между щифтовете в зоната на BGA е по-малко от 0,8 mm, е трудно да се завърши разпръскването и дизайнът с висока плътност сериозно ще загуби площта на вътрешния слой.
Сляп отвор: Той заема място само на повърхността и съответния вътрешен слой и може да бъде директно пробит в BGA подложки (чрез процес на отвор), поддържайки чипове с висока плътност със стъпка от 0,5 mm или дори 0,4 mm, което значително освобождава място за повърхностно окабеляване.
Заровена дупка: Не заема никакво повърхностно пространство, а вътрешният слой има най-висока степен на свобода при окабеляване. Той може да продължи окабеляването над и под заровения отвор и е основната структура за постигане на максимална плътност в HDI платки от висок клас.
Основната първопричина за ниския добив на сляпо заровени плочи с отвори
По-голямата част от сляпо вкопаните плочи с отвор с пробив под 85% са причинени от липсата на връзка между дизайна и производството поради разлики в характеристиките на процеса на трите типа отвори:
Прекомерно аспектно съотношение: Сляпо използване на нестандартни микропори под 0,1 mm по време на проектирането, със съотношение на дебелината на диелектрика към размера на порите, надвишаващо прага за безопасност на индустрията от 2:1, недостатъчна дебелина на медния слой в долната част на отвора по време на галванично покритие и висок риск от счупване на веригата след термичен шок.
Дефекти на наслояване и подравняване: След многократни преси няма динамична компенсация за разширяването и свиването на платката, изместването на отвора надвишава ± 0,03 mm, а пръстеновидната подложка за запояване е по-малка от 50 μm, изисквани от стандартите IPC, което води до партиден скрап с отворена верига.
Липса на контрол на процеса: Малките фабрики пропускат процеса на отстраняване на плазмените остатъци, което води до остатъчна смола в отворите след лазерно пробиване. Адхезията на медното покритие е недостатъчна и след продължителна употреба медният слой пада и се отваря, като директно увеличава процента на дефектите с 25%.
Непоследователен процес на галванопластика: Обикновената галванопластика с постоянен ток не може да проникне дълбоко в дъното на глухите отвори и дебелината на медта на дъното на отвора е по-малка от 10 μm. След продължително включване и нагряване съпротивлението на отвора се увеличава и веригата се прекъсва. Производителите без оборудване за импулсно галванично покритие намират за трудно да поддържат стабилен добив.
План за внедряване за бързо подобряване на нивото на добива
Стандартизирани параметри на глухия отвор: TOP-L2 и BOT-L3 глухите отвори са равномерно избрани с лазерна бленда от 0,15 mm, фиксирана средна дебелина от 0,12 mm, аспектно съотношение, контролирано в рамките на 1,2:1, и нестандартни микро отвори под 0,1 mm се отхвърлят.
Оптимизирайте структурата на подреждане: използвайте универсалното подреждане TOP-GND-PWR-BOTTOM, поставете решетъчна мед в празната зона на вътрешния слой, за да балансирате плътността на медта, и използвайте лепилни полувтвърдени листове с ниска течливост в областта на заровения отвор, за да избегнете преливане на смола и запушване на отворите по време на ламиниране.
Изтрийте излишните слепи дупки: Заменете слепите дупки с редица проходни отвори за захранващи и наземни мрежи и запазете само слепите дупки за високоскоростни диференциални сигнали, което може да намали броя на слепите дупки с 30%, като същевременно намали разходите за обработка и рисковете за процеса.
Предварителна DFM проверка: Завършете изчислението на съотношението дълбочина към диаметър на слепи заровени отвори в цялата плоскост преди отливане, прехванете прекомерните позиции на отворите предварително и избягвайте откриването на партидни дефекти едва след като цялата плоскост бъде пусната в производство.