Razumijevanje osnovnih razlika između otvora, slijepe rupe i ukopane rupe je osnovni preduvjet za rješavanje problema niskog prinosa ploča za slijepe ukopane rupe. Ova tri su potpuno različita u smislu strukturne definicije, putanje procesa i primjenjivih scenarija, direktno određujući složenost proizvodnje i performanse prinosa štampanih ploča.
Razlike u osnovnim definicijama tri vrste rupa
Prolazni otvor: Bušenje direktno od gornjeg sloja do donjeg sloja PCB-a, potpuno prodire kroz cijelu debljinu ploče, a postojanje ove rupe se može vidjeti u svim slojevima. To je najosnovniji oblik rupe u PCB-u.
Slijepa rupa: izbušena u gornju ili donju površinu PCB-a, samo povezuje površinski sloj sa određenim unutrašnjim slojem, bez prodiranja u cijelu ploču, a rupa se ne može vidjeti s druge strane ploče.
Zakopana rupa: potpuno skrivena unutar PCB-a, samo povezuje ožičenje između dva ili više unutrašnjih slojeva, ne proteže se ni na jednu površinu ploče, a prisustvo rupa je potpuno nevidljivo sa površine ploče.
Razlike u proizvodnim procesima i postupcima
| uporedna dimenzija | kroz rupu | slijepa rupa | Zakopano preko |
|---|---|---|---|
| Metoda bušenja | Konvencionalno mehaničko bušenje, bušenje kroz cijelu ploču u jednom potezu | UV lasersko bušenje se obično koristi za preciznu kontrolu dubine bušenja | Mehaničko bušenje, obrada na nezavisnim jezgrenim pločama prije laminiranja |
| Tajming obrade | Nakon što su svi procesi laminiranja završeni, izbušite rupe i galvanizirajte ih u jednom potezu | Nakon što je kompresija odgovarajućeg sloja završena, izbušite rupe prema unutra od vanjske površine | U fazi proizvodnje unutrašnje ploče sa jezgrom, nakon završetka kola, prvo se izvode bušenje i galvanizacija, a zatim naknadno laminiranje |
| Složenost procesa | Samo 1 bušenje i 1 galvanizacija, sa minimalističkim postupkom | Kako se HDI narudžba povećava, svaka dodatna narudžba rezultira dodatnim procesom laserskog bušenja i galvanizacije | Bušenje i galvanizaciju treba završiti odvojeno prije presovanja svake unutrašnje jezgrene ploče i izvršiti segmentiranu obradu |
| Uparivanje težine | Nema zahtjeva za duboko poravnavanje, izuzetno nizak rizik od pomaka međusloja | Potrebno je precizno poravnanje s unutarnjom metom, a nakon višestrukih kompresija, nakupljanje otoka i skupljanja može lako dovesti do odstupanja pora | Obrađeno samo unutar nezavisne jezgrene ploče, teškoća poravnanja je manja od slijepih rupa, ali ukupna tolerancija će se povećati nakon višestepene kompresije |
Razlike u prostoru ožičenja i performansama
Prolazni otvor: Jedna rupa zauzima prostor za ožičenje svih slojeva. Kada je razmak između pinova u BGA području manji od 0,8 mm, teško je završiti rasklapanje, a dizajn visoke gustine će ozbiljno potrošiti područje unutrašnjeg sloja.
Slijepa rupa: Zauzima samo prostor na površini i odgovarajućem unutrašnjem sloju, i može se direktno izbušiti na BGA jastučićima (preko procesa rupe), podržavajući čipove visoke gustoće s korakom od 0,5 mm ili čak 0,4 mm, uvelike oslobađajući prostor za površinsko ožičenje.
Zakopana rupa: Uopšte ne zauzima nikakav površinski prostor, a unutrašnji sloj ima najveći stepen slobode u ožičenju. Može nastaviti sa ožičenjem iznad i ispod zakopane rupe, i predstavlja jezgro strukture za postizanje krajnje gustine u HDI pločama visokog reda.
Osnovni uzrok niskog prinosa slijepih ukopanih ploča sa otvorom
Velika većina slijepih ukopanih ploča sa otvorom sa stopom popuštanja manjom od 85% uzrokovana je nepovezanošću između dizajna i proizvodnje zbog razlika u karakteristikama procesa tri tipa rupa:
Prevelik omjer širine i visine: slijepo korištenje nestandardnih mikropora ispod 0,1 mm tokom dizajna, s omjerom debljine dielektrika i veličine pora koji premašuje industrijski prag sigurnosti od 2:1, nedovoljna debljina sloja bakra na dnu rupe tokom galvanizacije i visok rizik od prekida strujnog kola nakon termičkog udara.
Defekti slojevitosti i poravnanja: Nakon višestrukih pritisaka, nema dinamičke kompenzacije za širenje i kontrakciju ploče, pomak otvora prelazi ± 0,03 mm, a prstenasti lemni jastučić je manji od 50 μm koji zahtijevaju IPC standardi, što rezultira šaržnim otpadom otvorenog kruga.
Nedostatak kontrole procesa: Male fabrike izostavljaju proces uklanjanja ostataka plazme, što rezultira rezidualnim ostacima smole u rupama nakon laserskog bušenja. Adhezija bakrenog oplata je nedovoljna, a nakon dugotrajne upotrebe, sloj bakra otpada i otvara se, direktno povećavajući stopu oštećenja za 25%.
Nedosljedan proces galvanizacije: Obična DC galvanizacija ne može prodrijeti duboko u dno slijepih rupa, a debljina bakra na dnu rupe je manja od 10 μm. Nakon dugotrajnog uključivanja i grijanja, otpor rupe se povećava i strujni krug se prekida. Proizvođačima bez opreme za pulsnu galvanizaciju je teško održati stabilan prinos.
Plan implementacije za brzo poboljšanje stope prinosa
Standardizirani parametri slijepe rupe: slijepe rupe TOP-L2 i BOT-L3 su ravnomjerno odabrane sa laserskim otvorom od 0,15 mm, fiksnom srednjom debljinom od 0,12 mm, omjerom stranica kontroliranim unutar 1,2:1, a nestandardne mikro rupe ispod 0,1 mm se odbijaju.
Optimizirajte strukturu slaganja: koristite univerzalno slaganje TOP-GND-PWR-BOTTOM, položite bakar na praznu površinu unutrašnjeg sloja kako biste uravnotežili gustinu bakra i koristite poluotvrdnute listove sa niskim protokom u području zakopanih rupa kako biste izbjegli prelijevanje smole i blokiranje rupa tokom laminacije.
Izbrišite suvišne slijepe rupe: Zamijenite slijepe rupe s nizom prolaznih rupa za mreže za napajanje i uzemljenje, i zadržite slijepe rupe samo za brze diferencijalne signale, što može smanjiti broj slijepih rupa za 30%, dok istovremeno smanjuje troškove obrade i rizike procesa.
Pre DFM verifikacije: Završite proračun omjera dubine i prečnika slijepih ukopanih rupa u cijeloj ploči prije zalijevanja, unaprijed presječite prevelike pozicije rupa i izbjegavajte otkrivanje grešaka serije tek nakon što je cijela ploča puštena u proizvodnju.