Pochopenie základných rozdielov medzi priechodným otvorom, slepým otvorom a zakopaným otvorom je základným predpokladom na vyriešenie problému nízkej výťažnosti dosiek so slepými zakopanými otvormi. Tieto tri sú úplne odlišné, pokiaľ ide o definíciu štruktúry, procesnú cestu a použiteľné scenáre, čo priamo určuje zložitosť výroby a výkon dosiek s plošnými spojmi.
Rozdiely v základných definíciách troch typov otvorov
Priechodný otvor: Vŕtanie priamo z vrchnej vrstvy do spodnej vrstvy DPS, úplne preniknutie do celej hrúbky dosky a existenciu tohto otvoru je vidieť vo všetkých vrstvách. Je to najzákladnejšia forma priechodného otvoru v DPS.
Slepý otvor: vyvŕtaný do vrchného alebo spodného povrchu dosky plošných spojov, iba spája povrchovú vrstvu so špecifikovanou vnútornou vrstvou bez toho, aby prenikol cez celú dosku a otvor nie je viditeľný z druhej strany dosky.
Zakopaný otvor: úplne skrytý vo vnútri dosky plošných spojov, iba spája vedenie medzi dvoma alebo viacerými vnútornými vrstvami, nezasahuje do žiadneho povrchu dosky a prítomnosť otvorov je z povrchu dosky úplne neviditeľná.
Rozdiely vo výrobných procesoch a postupoch
| porovnávacia dimenzia | priechodný otvor | slepá diera | Pochovaný cez |
|---|---|---|---|
| Metóda vŕtania | Klasické mechanické vŕtanie, prevŕtanie celej dosky jedným ťahom | Vŕtanie UV laserom sa bežne používa na presnú kontrolu hĺbky vŕtania | Mechanické vŕtanie, spracovanie na nezávislých jadrových doskách pred lamináciou |
| Načasovanie spracovania | Po dokončení všetkých procesov laminácie vyvŕtajte otvory a pokovujte ich jedným ťahom | Po dokončení kompresie zodpovedajúcej vrstvy vyvŕtajte otvory smerom dovnútra z vonkajšieho povrchu | Počas fázy výroby vnútornej jadrovej dosky sa po dokončení obvodu najskôr vykoná vŕtanie a galvanické pokovovanie, po ktorom nasleduje následná laminácia |
| Zložitosť procesu | Iba 1 vŕtanie a 1 galvanické pokovovanie s minimalistickým procesom | Keď sa objednávka HDI zvyšuje, každá ďalšia objednávka vedie k ďalšiemu procesu laserového vŕtania a galvanického pokovovania | Vŕtanie a galvanické pokovovanie by sa malo dokončiť samostatne pred lisovaním každej vnútornej jadrovej dosky a malo by sa vykonať segmentované spracovanie |
| Obtiažnosť zhody | Žiadne požiadavky na hlboké zarovnanie, extrémne nízke riziko posunutia medzivrstvy | Vyžaduje sa presné zarovnanie s vnútorným terčom a po viacnásobnom stlačení môže akumulácia opuchov a zmršťovania ľahko viesť k odchýlke pórov | Obtiažnosť zarovnania je spracovaná iba v rámci nezávislej základnej dosky, obtiažnosť zarovnania je nižšia ako pri slepých otvoroch, ale celková tolerancia sa zvýši po viacstupňovom stlačení |
Rozdiely v priestore zapojenia a výkonu
Priechodný otvor: Jeden otvor zaberá káblový priestor všetkých vrstiev. Keď je rozstup kolíkov v oblasti BGA menší ako 0,8 mm, je ťažké dokončiť rozvetvenie a dizajn s vysokou hustotou vážne plytvá oblasťou vnútornej vrstvy.
Slepý otvor: Zaberá priestor iba na povrchu a zodpovedajúcu vnútornú vrstvu a možno ho priamo vŕtať na podložkách BGA (prostredníctvom procesu otvorov), pričom podporuje čipy s vysokou hustotou s rozstupom 0,5 mm alebo dokonca 0,4 mm, čím sa výrazne uvoľňuje priestor na povrchové vedenie.
Zakopaná diera: Nezaberá vôbec žiadny povrchový priestor a vnútorná vrstva má najvyšší stupeň voľnosti v zapojení. Môže pokračovať v zapájaní nad a pod zakopaným otvorom a je základnou štruktúrou na dosiahnutie maximálnej hustoty v doskách HDI vysokej triedy.
Hlavná príčina nízkeho výnosu slepých zakopaných clonových dosiek
Prevažná väčšina zaslepených zapustených clonových dosiek s výťažnosťou menšou ako 85 % je spôsobená nesúladom medzi dizajnom a výrobou v dôsledku rozdielov v procesných charakteristikách troch typov otvorov:
Nadmerný pomer strán: Slepé použitie neštandardných mikropórov pod 0,1 mm počas navrhovania, s pomerom hrúbky dielektrika k veľkosti pórov presahujúcim priemyselný bezpečnostný prah 2:1, nedostatočná hrúbka medenej vrstvy na dne otvoru počas galvanizácie a vysoké riziko prerušenia obvodu po tepelnom šoku.
Chyby pri vrstvení a zarovnaní: Po viacnásobnom stlačení nedochádza k žiadnej dynamickej kompenzácii expanzie a kontrakcie dosky, posunutie otvoru presahuje ± 0,03 mm a prstencová spájkovacia podložka je podľa noriem IPC menšia ako 50 μm, čo vedie k šrotu s otvoreným okruhom.
Nedostatočná kontrola procesu: Malé továrne vynechávajú proces odstraňovania zvyškov plazmou, čo má za následok zvyškové zvyšky živice v otvoroch po laserovom vŕtaní. Priľnavosť medeného pokovovania je nedostatočná a po dlhodobom používaní medená vrstva odpadáva a otvára sa, čím sa priamo zvyšuje chybovosť o 25 %.
Nekonzistentný proces elektrolytického pokovovania: Bežné jednosmerné pokovovanie nemôže preniknúť hlboko do dna slepých otvorov a hrúbka medi na dne otvoru je menšia ako 10 μm. Po dlhodobom zapnutí a ohreve sa odpor otvoru zvýši a obvod sa preruší. Pre výrobcov bez zariadenia na pulzné galvanické pokovovanie je ťažké udržať stabilný výnos.
Implementačný plán na rýchle zlepšenie výnosu
Štandardizované parametre slepých otvorov: Slepé otvory TOP-L2 a BOT-L3 sú rovnomerne vybrané s apertúrou lasera 0,15 mm, pevnou strednou hrúbkou 0,12 mm, pomerom strán kontrolovaným v rámci 1,2:1 a neštandardné mikrootvory pod 0,1 mm sú zamietnuté.
Optimalizujte štruktúru stohovania: použite univerzálne stohovanie TOP-GND-PWR-BOTTOM, položte mriežkovú meď do prázdnej oblasti vnútornej vrstvy, aby ste vyrovnali hustotu medi, a v oblasti zakopaných otvorov použite lepidlo s nízkym prietokom, aby ste zabránili pretečeniu živice a zablokovaniu otvorov počas laminácie.
Odstrániť nadbytočné slepé diery: Nahraďte slepé diery priechodnými dierami pre napájacie a pozemné siete a ponechajte slepé diery len pre vysokorýchlostné diferenciálne signály, čo môže znížiť počet slepých dier o 30 % a zároveň znížiť náklady na spracovanie a procesné riziká.
Preverenie pred DFM: Dokončite výpočet pomeru hĺbky k priemeru slepých zakopaných otvorov v celej doske pred odlievaním, vopred zachyťte nadmerné polohy otvorov a vyhnite sa objaveniu chýb šarže až po uvedení celej dosky do výroby.