Schede PCB con foro sepolto ciecoè diventato un operatore chiave in campi-di fascia alta come la comunicazione 5G, l'aerospaziale, l'elettronica medica, ecc., grazie ai vantaggi principali di "risparmio di spazio sulla scheda, riduzione delle interferenze del segnale e miglioramento dell'integrazione dei circuiti". Tuttavia, rispetto alle tradizionali schede PCB con foro passante, la struttura "non penetrante" e le caratteristiche di "interconnessione multistrato" dei fori interrati ciechi pongono numerosi colli di bottiglia tecnici nella loro elaborazione e deviazioni di precisione in ciascun collegamento possono portare direttamente al guasto del prodotto.
1, La causa principale delle difficoltà di elaborazione
La difficoltà della scheda PCB con foro sepolto cieco risiede nel suo requisito di "precisione della dimensione spaziale". I fori ciechi e quelli sepolti rompono la semplice logica dei tradizionali fori passanti che penetrano nell'intera scheda, richiedendo un'interconnessione precisa a profondità e posizioni specifiche all'interno di un substrato di spessore limitato, considerando anche la sinergia dei circuiti multi-strato. Questa struttura comporta due sfide fondamentali: in primo luogo, la difficoltà del controllo della profondità - la profondità di perforazione dei fori ciechi deve essere accuratamente abbinata alla distanza dalla superficie allo strato interno target e deviazioni oltre un intervallo ragionevole possono portare a "non penetrare" o "penetrare nello strato interno"; Il secondo è il problema dell'allineamento degli strati interstrati - la lavorazione dei fori sepolti richiede l'attraversamento di più substrati interni e le differenze nel tasso di ritiro e nell'offset di riferimento di posizionamento del substrato laminato possono causare il disallineamento dei fori sepolti con i pad di saldatura interni, portando infine a circuiti aperti o cortocircuiti.
2, Superamento delle difficoltà nei processi fondamentali
(1) Processo di perforazione:
La perforazione è la "prima ancora di salvezza" della lavorazione dei fori ciechi interrati e la sua precisione determina direttamente il successivo effetto di interconnessione. Si trova ad affrontare principalmente tre grandi difficoltà:
Difficoltà nel controllo della profondità del foro cieco: la tradizionale perforazione di fori passanti- richiede solo la "perforazione attraverso il substrato", mentre i fori ciechi richiedono un controllo rigoroso della profondità di perforazione. Da un lato, l'"effetto rimbalzo" della rotazione ad alta-velocità dell'ago di perforazione può portare a una deviazione effettiva della profondità, soprattutto quando il materiale del substrato è materiale ad alta-frequenza, la bassa rigidità del materiale ha maggiori probabilità di esacerbare la vibrazione dell'ago di perforazione; D'altro canto, lo spessore non uniforme dei substrati multistrato- può portare a discrepanze tra la profondità di perforazione effettiva e quella teorica, che potrebbero penetrare direttamente nel circuito interno e danneggiare la struttura interna del substrato.
Difficoltà nell'allineamento della "perforazione secondaria" dei fori sepolti: la lavorazione dei fori sepolti di solito adotta il processo di "perforazione prima dello strato interno dei fori sepolti, quindi della laminazione e infine della perforazione dello strato esterno dei fori ciechi", tra cui "l'allineamento dello strato interno dei fori sepolti con lo strato esterno dei fori ciechi" è la chiave. A causa del ritiro termico del substrato durante il processo di laminazione, se c'è una deviazione tra il riferimento di posizionamento dei fori interrati interni e il riferimento dei fori ciechi esterni, è altamente probabile che si verifichi un "disallineamento dei fori". Quando lo spostamento supera un intervallo ragionevole, l'area di sovrapposizione tra il foro cieco esterno e il foro sepolto interno sarà significativamente ridotta, con conseguente scarsa trasmissione di corrente e persino un circuito aperto.
Il problema della "perdita della punta del trapano" nella lavorazione dei microfori ciechi: con l'aumento della densità delle schede PCB, l'applicazione dei microfori ciechi sta diventando sempre più diffusa. Tuttavia, la rigidità dei microperni è estremamente scarsa e durante la lavorazione è probabile che si verifichi "rottura del perno" o "usura". Da un lato, il "rapporto lunghezza/diametro" degli aghi per microtrapano è generalmente elevato e sono soggetti a "deformazione da flessione" durante la rotazione ad alta-velocità, con conseguente eccessiva rugosità della parete del foro; D'altra parte, il tagliente dei micro aghi si consuma rapidamente e deve essere sostituito frequentemente, il che non solo aumenta i costi ma può anche provocare "scorie di perforazione" residue sul fondo del foro a causa della "mancata sostituzione degli aghi di perforazione usurati in modo tempestivo", influenzando la qualità del rivestimento successivo.
(2) Processo di rivestimento:
La "struttura non penetrante" dei fori ciechi sepolti porta a "difficoltà nello scambio della soluzione" durante il processo di rivestimento e tende a "assenza di rame sulla parete del foro" o "spessore del rivestimento irregolare". Le principali difficoltà si riflettono in:
Il problema delle "bolle residue" sul fondo dei fori ciechi: la deposizione chimica del rame è il processo principale per ottenere conduttività sulla parete del foro. Il substrato deve essere immerso in una soluzione di deposizione di rame per depositare un sottile strato di rame sulla superficie della parete del foro. Tuttavia, "l'estremità chiusa" dei fori ciechi è soggetta a residui d'aria, che formano "bolle" che impediscono all'area di entrare in contatto con la soluzione di rame, con il risultato finale di "assenza di rame sul fondo del foro". Soprattutto quando il diametro e la profondità dei fori ciechi sono piccoli e profondi, è più difficile l'espulsione delle bolle. Se non affrontato in modo tempestivo, porterà direttamente ad un circuito aperto nel circuito.
Difficoltà nell'aggiornamento della soluzione all'interno del foro sepolto: il foro sepolto si trova all'interno del substrato e, dopo la laminazione, esiste un alto rischio di residui di "film semi-indurito" o "scorie di perforazione" all'interno del foro. Se il pre-trattamento non è accurato, influenzerà l'adesione del rivestimento. Allo stesso tempo, durante il processo di galvanizzazione del rame, l'elettrolita nel foro sepolto scorre lentamente, determinando una minore concentrazione di ioni rame nel foro rispetto alla superficie della piastra, formando infine un fenomeno di "rivestimento sottile sulla parete del foro e rivestimento spesso sulla superficie della piastra", che non può soddisfare i requisiti di trasporto di corrente ed è soggetto a "surriscaldamento e combustione" dopo un uso a lungo termine-.
Il problema della "fase di rivestimento" nei micro fori ciechi: la giunzione tra l'"apertura del foro" e la "superficie della piastra" dei micro fori ciechi tende a formare "fasi di rivestimento" - a causa della maggiore densità di corrente sul bordo dell'apertura del foro rispetto alla parete del foro, durante la galvanica potrebbe verificarsi un "accumulo di rivestimento sui bordi", con conseguente altezza dei gradini che supera l'intervallo ragionevole. Questo tipo di passaggio non solo influisce sul rivestimento del successivo strato di maschera di saldatura, ma può anche causare una saldatura non uniforme durante la saldatura successiva, portando alla saldatura virtuale.
(3) Processo laminato:
La stratificazione è il processo di pressatura del "substrato interno con fori interrati" e del "foglio semiindurito" in uno solo, e la sua difficoltà risiede nel "controllo del tasso di ritiro del substrato" e nell'"evitare la deformazione dei fori interrati":
Il restringimento della laminazione porta allo "spostamento dei fori": durante il processo di laminazione, il substrato deve essere mantenuto in un ambiente ad alta temperatura e alta pressione per un certo periodo di tempo e il foglio semiindurito di resina epossidica subirà un "flusso" e un "restringimento indurente". Se il materiale del substrato interno non corrisponde al tasso di ritiro del foglio semi-indurito, ciò causerà la deformazione del substrato laminato, con conseguente spostamento dei fori interrati. Quando la deformazione del substrato supera l'intervallo standard, la deviazione dell'allineamento tra i fori interrati e i fori ciechi esterni supererà direttamente i requisiti del settore, influenzando la funzionalità del circuito.
Il problema del "blocco del flusso di colla" nei fori sepolti: le pellicole semi-indurite produrranno "flusso di colla" durante la laminazione e, se la quantità di flusso di colla è troppo grande, causerà il blocco dei fori sepolti da parte della resina; Se la quantità di flusso adesivo è troppo piccola, non sarà in grado di riempire gli spazi tra i substrati interni, con conseguente insufficiente legame tra gli strati. Quando il foro sepolto è bloccato in una certa misura dalla resina, il rame non può riempire il foro durante la successiva galvanica, con conseguente perdita di conduttività.
Difficoltà nel controllare l'"uniformità dello spessore" dei substrati multi-strato: le schede PCB con fori ciechi interrati sono solitamente strutture multi-strato e durante la laminazione è necessario garantire che la deviazione dello spessore di ciascuno strato rientri in un intervallo ragionevole. Ma se la differenza di spessore del foglio di rame interno e l'ordine di impilamento dei fogli semistampati non sono ragionevoli, ciò porterà allo "spessore locale troppo spesso" o "troppo sottile" del substrato laminato. Ad esempio, se c'è un accumulo eccessivo di film semi-induriti in una determinata area, lo spessore si discosterà dal valore impostato e la velocità di avanzamento dell'ago di perforazione dovrà essere regolata durante la perforazione successiva, il che può facilmente portare a una profondità del foro cieco superiore allo standard.
Difficoltà ad affrontare la direzione
In risposta alle difficoltà di cui sopra, l'industria ha sviluppato una serie di soluzioni tecniche, incentrate sul "controllo di precisione" e sul "miglioramento dell'efficienza":
Processo di foratura: Adottando una tecnologia composita di "foratura laser+foratura meccanica" - la perforazione laser può ottenere un'elaborazione precisa di micro fori ciechi, con deviazione della profondità controllata entro un intervallo molto piccolo e senza problemi di usura dell'ago di perforazione; Per i fori interrati di diametro maggiore viene utilizzata la perforazione meccanica, abbinata a un "sistema di posizionamento visivo CCD", che può correggere in tempo reale-la deviazione della posizione del foro dopo la laminazione, migliorando notevolmente la precisione dell'allineamento.
Processo di rivestimento: introduzione della tecnologia "galvanica a impulsi", regolando periodicamente la densità di corrente, favorendo il flusso di elettrolita nel foro sepolto, migliorando significativamente l'uniformità dello spessore del rivestimento sulla parete del foro; In risposta al problema delle bolle nei fori ciechi, viene utilizzata un'apparecchiatura di "deposizione chimica del rame sotto vuoto" per scaricare le bolle all'interno del foro in un ambiente a pressione negativa, migliorando notevolmente la copertura della deposizione di rame.
Processo di stratificazione: sviluppo di una "pellicola semi-indurita a basso ritiro", combinata con un "processo di laminazione passo-passo-passo", per controllare la deformazione del substrato a un livello estremamente basso; Allo stesso tempo, il "software di simulazione della portata" viene utilizzato per calcolare in anticipo la portata della lastra semipolimerizzata per evitare il blocco dei fori interrati.