Comprendere le differenze fondamentali tra foro passante, foro cieco e foro sepolto è il prerequisito fondamentale per risolvere il problema della bassa resa delle piastre a foro cieco sepolto. I tre sono completamente diversi in termini di definizione strutturale, percorso del processo e scenari applicabili, determinando direttamente la complessità di produzione e le prestazioni di rendimento dei circuiti stampati.
Differenze nelle definizioni fondamentali di tre tipi di fori
Foro passante: foratura diretta dallo strato superiore allo strato inferiore del PCB, penetrando completamente l'intero spessore della scheda e l'esistenza di questo foro può essere vista in tutti gli strati. È la forma più semplice di foro passante nel PCB.
Foro cieco: praticato nella superficie superiore o inferiore del PCB, collegando solo lo strato superficiale con uno strato interno specificato, senza penetrare l'intera scheda e il foro non può essere visto dall'altro lato della scheda.
Foro sepolto: completamente nascosto all'interno del PCB, collega solo il cablaggio tra due o più strati interni, non si estende su nessuna superficie della scheda e la presenza di fori è completamente invisibile dalla superficie della scheda.
Differenze nei processi e nelle procedure di produzione
| dimensione del confronto | foro passante | buco cieco | Sepolto tramite |
|---|---|---|---|
| Metodo di perforazione | Foratura meccanica convenzionale, foratura dell'intera tavola in una sola passata | La perforazione laser UV è comunemente utilizzata per il controllo preciso della profondità di perforazione | Foratura meccanica, lavorazione su pannelli indipendenti prima della laminazione |
| Tempi di elaborazione | Una volta completati tutti i processi di laminazione, praticare i fori e placcarli in una sola volta | Una volta completata la compressione dello strato corrispondente, praticare dei fori verso l'interno dalla superficie esterna | Durante la fase di produzione del pannello interno, dopo aver completato il circuito, vengono eseguite prima la foratura e la galvanica, seguite dalla successiva laminazione |
| Complessità del processo | Solo 1 foratura e 1 galvanica, con un processo minimalista | Man mano che l'ordine HDI aumenta, ogni ordine aggiuntivo si traduce in un ulteriore processo di foratura laser e galvanica | La perforazione e la galvanica devono essere completate separatamente prima di pressare ciascun pannello centrale interno e deve essere eseguita la lavorazione segmentata |
| Difficoltà di corrispondenza | Nessun requisito di allineamento profondo, rischio estremamente basso di spostamento degli strati intermedi | È necessario un allineamento accurato con il bersaglio interno e, dopo molteplici compressioni, l'accumulo di rigonfiamento e restringimento può facilmente portare alla deviazione dei pori | Elaborato solo all'interno del pannello centrale indipendente, la difficoltà di allineamento è inferiore rispetto ai fori ciechi, ma la tolleranza complessiva verrà aumentata dopo la compressione a più stadi |
Differenze nello spazio di cablaggio e nelle prestazioni
Foro passante: un foro occupa lo spazio di cablaggio di tutti gli strati. Quando la spaziatura dei pin nell'area BGA è inferiore a 0,8 mm, è difficile completare l'apertura a ventaglio e il design ad alta densità spreca seriamente l'area dello strato interno.
Foro cieco: occupa solo spazio sulla superficie e sullo strato interno corrispondente e può essere forato direttamente sui pad BGA (tramite processo di foratura), supportando chip ad alta densità con passo di 0,5 mm o addirittura 0,4 mm, liberando notevolmente lo spazio per il cablaggio superficiale.
Buco sepolto: non occupa alcuno spazio superficiale e lo strato interno ha il massimo grado di libertà nel cablaggio. Può continuare il cablaggio sopra e sotto il foro sepolto ed è la struttura principale per ottenere la massima densità nelle schede HDI di ordine elevato.
La causa principale del basso rendimento delle piastre con orifizio sepolto cieco
La stragrande maggioranza degli orifizi interrati ciechi con un tasso di snervamento inferiore all'85% è causata dalla disconnessione tra progettazione e produzione a causa delle differenze nelle caratteristiche di processo dei tre tipi di fori:
Proporzioni eccessive: utilizzo cieco di micropori non standard inferiori a 0,1 mm durante la progettazione, con un rapporto tra spessore dielettrico e dimensione dei pori superiore alla soglia di sicurezza del settore di 2:1, spessore dello strato di rame insufficiente sul fondo del foro durante la galvanica ed alto rischio di rottura del circuito dopo shock termico.
Difetti di stratificazione e allineamento: dopo più pressioni, non vi è alcuna compensazione dinamica per l'espansione e la contrazione della scheda, lo spostamento del foro supera ± 0,03 mm e il pad di saldatura anulare è inferiore a 50 μ m richiesto dagli standard IPC, con conseguenti scarti di circuito aperto in batch.
Mancanza di controllo del processo: le piccole fabbriche omettono il processo di rimozione dei residui di plasma, con conseguenti residui di resina nei fori dopo la perforazione laser. L'adesione della placcatura in rame è insufficiente e, dopo un uso prolungato, lo strato di rame cade e si apre, aumentando direttamente il tasso di difetti del 25%.
Processo di galvanica incoerente: la normale galvanica DC non può penetrare in profondità nel fondo dei fori ciechi e lo spessore del rame sul fondo del foro è inferiore a 10 μm. Dopo l'accensione e il riscaldamento a lungo termine, la resistenza del foro aumenta e il circuito si interrompe. I produttori che non dispongono di apparecchiature per la galvanica a impulsi hanno difficoltà a mantenere una resa stabile.
Piano di attuazione per migliorare rapidamente il tasso di rendimento
Parametri dei fori ciechi standardizzati: TOP-L2 e BOT-L3 i fori ciechi sono selezionati uniformemente con un'apertura laser di 0,15 mm, uno spessore medio fisso di 0,12 mm, un rapporto d'aspetto controllato entro 1,2:1 e i microfori non standard inferiori a 0,1 mm vengono rifiutati.
Ottimizza la struttura di impilamento: utilizza l'impilamento universale TOP-GND-PWR-BOTTOM, stendi il rame della griglia nell'area vuota dello strato interno per bilanciare la densità del rame e utilizza fogli semiindurenti adesivi a basso flusso nell'area del foro sepolto per evitare il traboccamento della resina e il blocco dei fori durante la laminazione.
Eliminazione dei fori ciechi ridondanti: sostituire i fori ciechi con fori passanti per reti di alimentazione e di terra e conservare solo i fori ciechi per segnali differenziali ad alta velocità, il che può ridurre il numero di fori ciechi del 30%, riducendo al tempo stesso i costi di elaborazione e i rischi di processo.
Verifica pre-DFM: completare il calcolo del rapporto profondità/diametro dei fori ciechi interrati nell'intera tavola prima della fusione, intercettare in anticipo le posizioni eccessive dei fori ed evitare di scoprire difetti del lotto solo dopo che l'intera tavola è stata messa in produzione.