Dalam industri semasa di mana sambungan berketumpatan tinggi dan penghantaran isyarat berkelajuan tinggi telah menjadi standard, struktur lubang PCB bukan lagi "saluran konduktif" mudah, tetapi elemen teras yang secara langsung menentukan ketumpatan pendawaian, integriti isyarat, dan hasil pengeluaran besar-besaran. Ramai jurutera perkakasan sering menemui item pengesahan pemilihan seperti "melalui lubang, lubang buta dan lubang tertimbus" dalam helaian EQ kejuruteraan kilang papan apabila menghadapi pendawaian padat BGA dan reka bentuk papan peringkat tinggi. Sisihan pertimbangan yang sedikit boleh menyebabkan ruang pendawaian yang tidak mencukupi, laluan pulangan isyarat yang panjang, dan juga penurunan ketara dalam hasil keseluruhan papan.
Takrif teras dan perbezaan struktur tiga jenis liang
Dari perspektif intipati struktur, perbezaan teras antara lubang tembus, lubang buta dan lubang terkubur terletak pada "julat penembusan lubang dalam papan", dan ketiga-tiganya sepadan dengan logik pemprosesan dan sempadan aplikasi yang berbeza:
-
Melalui lubang: Ia secara langsung menembusi dari lapisan atas ke lapisan bawah, menembusi sepenuhnya semua lapisan PCB, dan merupakan struktur interconnect yang paling tradisional. Logik pemprosesannya ialah "tekan seluruh papan dahulu, dan kemudian gerudi lubang secara mekanikal sekali gus", dengan rantaian proses paling mudah dan kos terendah.
-
-
Lubang buta: hanya menyambungkan lapisan luar PCB ke lapisan dalam yang ditentukan, dan tidak menembusi seluruh papan. Mengambil 8 lapisan dan 14 papan lapisan sebagai contoh, lubang buta dalam 8 lapisan papan boleh mencapai 1-L2, 1-L3, 1-4L, 1-5L, 2-3L, 5-8L dan 7-8L. 14 lubang buta lapisan boleh mencapai sambungan antara lapisan 1-10L, 18L, 14L, L 11-14L.
-
-
Kerahsiaan diperlukan, imej telah diproses dan hanya untuk rujukan
Terkubur lubang: tertanam sepenuhnya di dalam PCB tanpa meluas ke mana-mana permukaan luar. Sebagai contoh, dalam papan 20 lapisan, lubang yang tertimbus hanya mencapai interkoneksi dari L2 ke L4, dan kedudukan lubang tidak dapat diperhatikan dari kedua-dua belah papan. Logik pemprosesannya adalah untuk menggerudi lubang terlebih dahulu untuk pemetaan, dan kemudian mengambil bahagian dalam laminasi. Semua pemprosesan lubang mesti diselesaikan pada peringkat papan teras dalam, dan kemudian lubang-lubang itu dibalut sepenuhnya di dalam papan melalui proses laminasi seterusnya.
-
Kerahsiaan diperlukan, imej telah diproses dan hanya untuk rujukan
-
Proses pembuatan dan parameter utama tiga jenis lubang
Struktur lubang yang berbeza sepadan dengan pautan proses dan ketepatan kawalan yang sama sekali berbeza, yang juga merupakan sebab utama perbezaan kos yang besar antara papan berbilang lapisan pesanan tinggi dan papan lubang telus biasa:
-
-
Melalui proses lubang: Bit gerudi keluli tungsten konvensional dengan diameter 0.2mm atau lebih digunakan, dan kelajuan gelendong dikawal pada 80000 hingga 150000 pusingan seminit. Satu penggerudian boleh melengkapkan pemprosesan plat penuh. Nisbah aspek standard industri dikawal dalam 10:1, dan kilang papan memastikan kapasiti pertukaran bahan kimia dinding lubang melalui talian penyaduran PTH mendatar. Keseragaman ketebalan tembaga secara stabil boleh memenuhi piawaian IPC tahap 2 atau lebih tinggi. Pada masa ini, dalam senario pengeluaran besar-besaran arus perdana, apertur minimum melalui lubang boleh mencapai 0.15mm, tetapi apabila ia lebih rendah daripada 0.2mm, pengoptimuman khas parameter peralatan diperlukan.
-
-
Teknologi lubang buta: dibahagikan kepada dua laluan: lubang buta dalam dikawal mekanikal tradisional dan lubang buta laser arus perdana. Lubang buta mekanikal digerudi menggunakan peralatan penggerudian kawalan kedalaman, dengan ketepatan kedalaman dikawal dalam ± 0.05mm dan nisbah AR konvensional 1.2:1; Lubang buta laser dihilangkan menggunakan laser CO ₂ atau UV, dengan ketepatan apertur ± 0.01mm dan apertur minimum 3mil. Ketumpatan tenaga dikawal secara stabil pada 8-12 J/cm², dan lapisan dalam serta litar bawah tidak akan rosak sepanjang proses. Selepas pemprosesan lubang buta laser selesai, adalah perlu untuk mengoptimumkan kadar aliran dan masa perendaman larutan ubat untuk mengelakkan larutan sisa ubat dalam lubang hujung buta dan memastikan tiada lompang dalam tenggelam tembaga.
-
-
-
-
Proses pengebumian: Berdasarkan sepenuhnya pada pemprosesan papan teras nipis, penggerudian mekanikal mula-mula disiapkan pada papan teras dalam bebas, dan kemudian resin berkarbonat pada dinding lubang dikeluarkan oleh penggerudian basah kalium permanganat. Selepas itu, ketebalan kuprum pada dinding lubang ditingkatkan kepada 10-20 μ m melalui pemendapan kuprum kimia dan penyaduran papan penuh. Akhirnya, litar lapisan dalam terukir, dan kemudian ia mengambil bahagian dalam pelapis berbilang lapisan berikutnya. Sepanjang keseluruhan proses, suhu, tekanan, dan parameter masa laminasi mesti dikawal dengan tepat untuk mengelakkan penyumbatan lubang yang tertimbus oleh aliran pelekat dalam kepingan separuh sembuh, atau anjakan dan ubah bentuk papan teras nipis yang disebabkan oleh tekanan laminasi.
-
Kes Aplikasi Industri Biasa
Pemilihan gabungan struktur liang yang berbeza secara langsung menentukan had atas prestasi produk akhir. Litar Uniwell telah membentuk penyelesaian pelaksanaan matang dalam pelbagai bidang pembuatan mewah:
-
24 lapisan satah belakang berkelajuan tinggi pelayan AI: Keseluruhan papan mengguna pakai skema interkoneksi asas "penggerudian melalui lubang+belakang", dan dilengkapi dengan lubang buta laser 1-2 pesanan di kawasan soket CPU, mengurangkan panjang laluan pemulangan pin BGA lebih daripada 40%, mengelakkan pantulan serius isyarat berkelajuan tinggi pada cerucuk sisa lubang melalui, dan memenuhi keperluan penghantaran isyarat SerDesbps di atas 25G. Jika semua reka bentuk ini menggunakan lubang biasa, bukan sahaja ruang pendawaian tidak mencukupi sepenuhnya, tetapi integriti isyarat juga akan gagal memenuhi piawaian.
-
-
-
-
16 lapisan RO4350B+RO4450F papan lubang buta frekuensi tinggi: Dalam kawasan modul transceiver RF, lubang buta laser L1-L2 digunakan untuk mencapai pembumian berdekatan, mengawal kearuhan parasit melalui dalam 0.1nH dan mengurangkan kehilangan sisipan isyarat gelombang milimeter 77GHz dengan ketara. Jika lubang tembus biasa digunakan, laluan pembumian yang terlalu panjang akan menyebabkan pengurangan 2-3dB dalam keuntungan antena, yang tidak dapat memenuhi keperluan jarak pengesanan radar yang dipasang pada kenderaan.
|
|
Kerahsiaan diperlukan, imej telah diproses dan hanya untuk rujukan
-
-
10 lapisan tempahan ke-3 HDI papan lubang tertimbus buta: Di bawah cip SOC papan induk telefon pintar utama, reka bentuk lubang terkubur buta+lubang bertindan digunakan untuk mencapai kipas berketumpatan tinggi daripada beribu-ribu pin di kawasan BGA sebesar kuku. Tanpa menambah jumlah lapisan, sumber pendawaian meningkat sebanyak 40%, dan laluan pensuisan lapisan isyarat dipendekkan dengan ketara, mengurangkan penggunaan kuasa keseluruhan sebanyak kira-kira 12%.
-
Satah belakang ujian semikonduktor 26 lapisan: Di kawasan antara muka kad probe, sebilangan besar lubang terkubur digunakan untuk mencapai interkoneksi antara lapisan bersebelahan dalam lapisan dalam, tanpa menduduki sebarang ruang pendawaian luar. Walaupun dengan lebih daripada 20000 saluran interkoneksi pada keseluruhan papan, toleransi impedans semua saluran isyarat masih dikawal dalam ± 5%, memenuhi keperluan penyegerakan ketepatan tinggi ujian cip. -
Prinsip teras pembuatan keputusan pemilihan
Dalam projek praktikal, tidak ada keunggulan mutlak atau rendah diri di antara tiga jenis lubang, hanya perbezaan dalam senario penyesuaian: papan kawalan industri biasa, papan elektronik pengguna dua lapisan empat lapisan, dan reka bentuk lubang telus penuh lebih disukai untuk memaksimumkan kawalan kos sambil memenuhi keperluan prestasi; Papan BGA berketumpatan tinggi dan papan pelayan berkelajuan tinggi boleh memperkenalkan sumber pendawaian pengoptimuman lubang buta pesanan pertama; Papan HDI mewah dan modul RF kecil memerlukan reka bentuk gabungan lubang terkubur buta untuk mencapai ketumpatan interkoneksi tertinggi dalam kawasan papan terhad.