La tecnologia di progettazione e produzione dei circuiti stampati si trova ad affrontare sfide impegnative. Per soddisfare la domanda di dimensioni più piccole, prestazioni più elevate e più funzioni nei prodotti elettronici,buco ciecola tecnologia è fondamentale. La suddivisione dell'ordine dei fori ciechi svolge un ruolo cruciale nella progettazione e produzione di circuiti stampati, influenzando direttamente le prestazioni, la densità di cablaggio e i costi di produzione del circuito.
1, Concetti base sui fori ciechi e sui fori interrati
(1) Foro cieco
Il foro cieco è un tipo di foro passante-che collega il cablaggio interno di una PCB con il cablaggio superficiale della PCB. La sua caratteristica è che questo foro non penetra tutta la tavola. I fori ciechi vengono solitamente utilizzati per collegare i circuiti esterni con i circuiti interni adiacenti. Nei circuiti stampati multi-strato, aiutano a ridurre la distanza di trasmissione del segnale, riducono le interferenze del segnale e migliorano l'integrità del segnale, svolgendo un ruolo importante nel processo di miniaturizzazione dei dispositivi elettronici. Ad esempio, nei circuiti stampati come le schede madri dei telefoni cellulari che richiedono un elevato utilizzo dello spazio e l'elaborazione del segnale, i fori ciechi possono ottenere connessioni elettriche più efficienti in uno spazio limitato. La sua apertura è solitamente piccola, solitamente compresa tra 0,1-0,3 mm, per soddisfare i requisiti del cablaggio ad alta densità.
(2) Buco sepolto
Il foro sepolto è un tipo di foro passante-che collega solo il cablaggio tra gli strati interni e non può essere osservato direttamente dalla superficie del PCB. I fori di sepoltura creano percorsi di connessione elettrica stabili all'interno dei circuiti stampati multi-strato, il che è fondamentale per ottenere funzionalità di circuiti complessi. Nelle-schede madri per server di fascia alta e in altri circuiti stampati che richiedono prestazioni elettriche e stabilità rigorose, i fori interrati possono essere utilizzati per collegare più livelli di alimentazione e di segnale, garantendo una distribuzione stabile dell'alimentazione e una trasmissione affidabile del segnale. La sua apertura è relativamente piccola, simile ai fori ciechi, per lo più nell'intervallo di 0,1-0,3 mm, per adattarsi alla tendenza del cablaggio ad alta densità.
2, Definizione dell'ordine dei fori interrati ciechi
(1) Definizione basata sulla frequenza di perforazione del laser
Nelle schede di interconnessione ad alta-densità, una definizione comune di ordine dei fori ciechi interrati è correlata al numero di cicli di foratura laser. In poche parole, la struttura del foro cieco formata dalla perforazione laser corrisponde a un ordine. Ad esempio, per una scheda HDI a strati bidirezionali ciechi/interrati con perforazione laser pura, se viene eseguita una sola operazione di perforazione laser per collegare lo strato esterno allo strato interno adiacente, allora questa struttura è del primo-ordine. Se vengono eseguite due operazioni di perforazione laser, il foro cieco formato dalla prima perforazione laser è collegato dallo strato esterno a un determinato strato interno e la seconda perforazione laser è collegata dallo strato interno esistente a uno strato interno più profondo, quindi è il secondo ordine. Questo metodo di definizione è comunemente utilizzato nelle schede HDI con perforazione laser come principale metodo di produzione dei fori ciechi, che può riflettere in modo intuitivo la complessità delle connessioni tra i diversi livelli ottenuti tramite la perforazione laser.
(2) Definizione del numero di piastre conduttive basate sulla perforazione meccanica
Nel caso di utilizzo della perforazione meccanica di fori ciechi/interrati, la conduzione di una piastra centrale è il primo ordine e la conduzione di due piastre centrali è il secondo ordine. Ad esempio, in alcune strutture complesse di circuiti stampati, i fori meccanici interrati devono collegare più strati interni. Quando un foro sepolto meccanico può condurre due schede centrali, la struttura del foro sepolto soddisfa lo standard del secondo-ordine. Nel processo di produzione di schede PCB multi-strato, se la perforazione meccanica inizia da un determinato strato interno e passa attraverso due diverse schede centrali in sequenza per ottenere la connessione elettrica, questo disegno appartiene alla struttura del foro sepolto cieco di perforazione meccanica di secondo-ordine. Questo metodo di definizione è applicabile ai progetti di PCB che utilizzano la perforazione meccanica per formare fori ciechi o fori interrati per collegare gli strati interni, riflettendo la capacità e la relazione gerarchica della perforazione meccanica per stabilire connessioni tra diverse schede centrali.
(3) Definizione basata sulla struttura a strati
Le strutture comunemente utilizzate nel settore, come a+n+a e a+n+n+a, vengono utilizzate per denominare le schede HDI e definirne l'ordine, dove a rappresenta uno strato aggiuntivo, dove uno strato aggiuntivo è il primo ordine, due strati aggiuntivi sono il secondo ordine e tre strati aggiuntivi sono il terzo ordine; N rappresenta lo strato centrale. Le strutture comuni includono 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3, ecc. Prendendo come esempio la struttura 1+n+1, essa rappresenta uno strato aggiuntivo su ciascun lato dello strato centrale n, corrispondente ad una struttura a foro sepolto cieco del primo-ordine; La struttura 2+n+n+2 rappresenta due strati aggiuntivi su entrambi i lati dei due strati centrali n, appartenenti a una struttura a foro sepolto cieco del secondo-ordine. Questo metodo di definizione tiene conto della struttura complessiva del pcb e determina l'ordine dei fori ciechi interrati aumentando il numero di strati. È molto chiaro quando si descrivono schede HDI con strutture impilate complesse.
3, Caratteristiche e scenari applicativi dei fori ciechi interrati di diverso ordine
(1) Foro cieco sepolto del primo ordine
Il buco cieco sepolto del primo-ordine è una struttura relativamente semplice. I suoi fori ciechi sono solitamente collegati direttamente dallo strato esterno del PCB allo strato interno adiacente, formando una semplice struttura di interconnessione ad alta-densità. In questa struttura, l'apertura dei fori ciechi e dei fori interrati è più piccola e la larghezza e la spaziatura del circuito sono più precise, il che può migliorare significativamente l'integrazione e le prestazioni elettriche del circuito stampato. Il foro cieco sepolto di primo-ordine è adatto per prodotti elettronici che hanno determinati requisiti di utilizzo dello spazio ma non hanno una complessità di circuito particolarmente elevata, come alcuni semplici prodotti elettronici di consumo, come braccialetti intelligenti, semplici auricolari Bluetooth, ecc. Questi prodotti devono raggiungere funzioni di base in uno spazio limitato e i fori ciechi interrati di primo-ordine possono ridurre efficacemente le dimensioni dei circuiti stampati e abbassare i costi del prodotto soddisfacendo al tempo stesso i requisiti di connessione elettrica.
(2) Foro cieco sepolto del secondo ordine
Il buco cieco sepolto del secondo-ordine aggiunge complessità alla gerarchia di connessione sulla base di quella del primo-ordine. Non include solo fori ciechi di primo-ordine collegati dallo strato esterno allo strato interno adiacente, ma aggiunge anche fori ciechi di secondo-ordine collegati dallo strato esterno allo strato più profondo attraverso lo strato intermedio, nonché corrispondenti strutture di fori sepolti. I fori ciechi interrati di secondo ordine possono realizzare connessioni circuitali più complesse, adatte a prodotti elettronici che richiedono elevata integrità del segnale e densità di cablaggio, come smartphone, tablet, ecc. Prendendo come esempio gli smartphone, richiedono la connessione interna di numerosi chip, sensori e altri componenti. I fori ciechi sepolti di secondo ordine possono ottenere un gran numero di connessioni elettriche all'interno di uno spazio limitato sulla scheda madre, riducendo al contempo le perdite e le interferenze durante la trasmissione del segnale attraverso un design ragionevole, migliorando le prestazioni complessive del telefono.
(3) Fori interrati ciechi di ordine elevato (terzo ordine e superiori)
Le strutture di fori sepolti ciechi di terzo ordine e di ordine superiore sono più complesse e possono soddisfare i requisiti dei prodotti elettronici di fascia alta-per una densità di cavi ultra-elevata e buone prestazioni elettriche. Nei campi delle apparecchiature di comunicazione 5G, delle schede madri per server di fascia alta, delle apparecchiature elettroniche aerospaziali, ecc., a causa della necessità di elaborare un gran numero di segnali ad alta velocità e alta frequenza e di integrare numerosi moduli funzionali in uno spazio limitato, la tecnologia dei buchi buchi ciechi di ordine elevato è diventata fondamentale. Ad esempio, nel circuito di comunicazione delle stazioni base 5G,-fori ciechi sepolti di ordine elevato possono ottenere una trasmissione di dati ad alta-velocità tra diversi chip, ridurre il ritardo del segnale e la diafonia e garantire la stabilità e l'efficienza della comunicazione; Nelle apparecchiature elettroniche aerospaziali, i fori ciechi sepolti di ordine elevato-aiutano a ridurre il peso dei circuiti stampati, migliorano l'affidabilità delle apparecchiature e la capacità anti-interferenze e soddisfano i severi requisiti delle apparecchiature leggere e ad alte-prestazioni nel campo aerospaziale.
4, Il significato e l'influenza della divisione dell'ordine dei fori ciechi sepolti
(1) L'impatto sulla densità del cablaggio della scheda PCB
L'aumento dell'ordine dei fori ciechi interrati consente ai circuiti stampati di raggiungere una maggiore densità di cablaggio. Progettando fori ciechi e fori interrati di ordini diversi, è possibile stabilire più percorsi di connessione tra gli strati interno ed esterno del circuito, riducendo così la pressione sul cablaggio esterno e consentendo al circuito di ospitare più componenti e circuiti elettronici. Ciò è fondamentale per la miniaturizzazione e l'integrazione funzionale dei prodotti elettronici. Ad esempio, negli smartphone, la tecnologia avanzata del buco cieco consente alla scheda madre di integrare più chip e moduli funzionali in dimensioni limitate, ottenendo continui aggiornamenti delle funzioni del telefono.
(2) L'impatto sull'integrità del segnale
Una progettazione ragionevole dell'ordine dei fori ciechi interrati può aiutare a migliorare l'integrità del segnale. Con il continuo aumento della frequenza operativa dei dispositivi elettronici, problemi come perdita di segnale, riflessione e diafonia durante la trasmissione stanno diventando sempre più importanti. I fori sepolti ciechi di diversi ordini possono ottimizzare il percorso di trasmissione del segnale, ridurre la distanza di trasmissione del segnale e abbassare la discontinuità dell'impedenza del segnale nel foro passante in base ai requisiti di trasmissione del segnale, migliorando così efficacemente la qualità e la stabilità del segnale. Nello scenario applicativo della trasmissione dei dati ad alta-velocità, come l'interfaccia di trasmissione dei dati delle unità a stato solido-, un ordine adeguato di progettazione del foro sepolto cieco può garantire una trasmissione dei dati accurata e ad alta-velocità.
(3) L'impatto sui costi di produzione
L'aumento dell'ordine dei fori ciechi interrati porta solitamente ad un aumento dei costi di produzione. I fori sepolti ciechi avanzati richiedono processi di produzione più complessi e attrezzature di precisione più elevate, come requisiti di precisione più elevati per la perforazione laser e maggiore difficoltà nella perforazione meccanica. Allo stesso tempo, è necessario un controllo più rigoroso anche in processi come la laminazione e la galvanica. Inoltre, il tasso di rendimento dei circuiti stampati con strutture a fori ciechi sepolti di ordine elevato- è relativamente basso durante il processo di produzione, aumentando ulteriormente i costi di produzione. Pertanto, nel processo di progettazione della scheda PCB, è necessario considerare in modo esaustivo fattori quali i requisiti prestazionali del prodotto e il budget dei costi, e scegliere ragionevolmente l'ordine dei fori ciechi interrati per ottenere il miglior rapporto costi-efficaci.