Dizajn a výrobná technológia PCB čelí vážnym výzvam. Aby sme uspokojili dopyt po menšej veľkosti, vyššom výkone a väčšom počte funkcií v elektronických produktoch,slepá dieratechnológia je kľúčová. Rozdelenie objednávok slepých otvorov hrá kľúčovú úlohu pri návrhu a výrobe PCB, čo priamo ovplyvňuje výkon, hustotu zapojenia a výrobné náklady dosky plošných spojov.
1, Základné pojmy slepých dier a zakopaných dier
(1) Slepý otvor
Slepý otvor je typ priechodného- otvoru, ktorý spája vnútorné vedenie PCB s povrchovým vedením PCB. Jeho charakteristikou je, že tento otvor nepreniká celou doskou. Slepé otvory sa zvyčajne používajú na prepojenie vonkajších obvodov so susednými vnútornými obvodmi. Vo viacvrstvových doskách plošných spojov pomáhajú skracovať vzdialenosť prenosu signálu, znižujú rušenie signálu a zlepšujú integritu signálu, pričom zohrávajú dôležitú úlohu v procese miniaturizácie elektronických zariadení. Napríklad v doskách s plošnými spojmi, ako sú základné dosky mobilných telefónov, ktoré vyžadujú vysoké využitie priestoru a spracovanie signálu, môžu slepé otvory dosiahnuť efektívnejšie elektrické spojenia v obmedzenom priestore. Jeho štrbina je zvyčajne malá, zvyčajne medzi 0,1-0,3 mm, aby vyhovovala požiadavkám na vedenie s vysokou hustotou.
(2) Zasypaná diera
Zakopaný otvor je typ priechodného- otvoru, ktorý iba spája vedenie medzi vnútornými vrstvami a nemožno ho priamo pozorovať z povrchu dosky plošných spojov. Zákopové diery vytvárajú stabilné elektrické spojovacie cesty v rámci viacvrstvových dosiek plošných spojov, čo je kľúčové pre dosiahnutie komplexnej funkčnosti obvodov. V špičkových{4}}základných doskách serverov a iných doskách s plošnými spojmi, ktoré vyžadujú prísny elektrický výkon a stabilitu, je možné použiť zakopané otvory na pripojenie viacerých vrstiev napájania a signálových vrstiev, čím sa zabezpečí stabilná distribúcia energie a spoľahlivý prenos signálu. Jeho otvor je relatívne malý, podobný slepým otvorom, väčšinou v rozsahu 0,1-0,3 mm, aby zodpovedal trendu vedenia s vysokou hustotou.
2, Definícia poradia slepých zakopaných dier
(1) Definícia založená na frekvencii laserového vŕtania
V-prepojovacích doskách s vysokou hustotou súvisí bežná definícia poradia slepých zakopaných otvorov s počtom cyklov laserového vŕtania. Zjednodušene povedané, štruktúra slepého otvoru vytvorená laserovým vŕtaním zodpovedá jednej zákazke. Napríklad v prípade obojsmernej vrstvenej slepej/zapustenej dosky HDI s čistým laserovým vŕtaním, ak sa vykoná iba jedna operácia laserového vŕtania na spojenie vonkajšej vrstvy so susednou vnútornou vrstvou, potom je táto štruktúra-v poradí. Ak sa vykonajú dve operácie laserového vŕtania, slepý otvor vytvorený prvým laserovým vŕtaním je spojený z vonkajšej vrstvy s určitou vnútornou vrstvou a druhé vŕtanie laserom je spojené z existujúcej vnútornej vrstvy s hlbšou vnútornou vrstvou, potom je to druhý rád. Táto metóda definície sa bežne používa v doskách HDI s laserovým vŕtaním ako hlavnou metódou výroby slepých otvorov, ktorá môže intuitívne odrážať zložitosť spojení medzi rôznymi úrovňami dosiahnutými pomocou laserového vŕtania.
(2) Definícia počtu vodivých jadrových dosiek na základe mechanického vŕtania
V prípade použitia mechanického vŕtania slepých/zapustených otvorov je vedenie jednej jadrovej dosky prvým rádom a vedenie dvoch dosiek jadra je druhým rádom. Napríklad v niektorých zložitých štruktúrach PCB musia mechanické zakopané otvory spojiť viacero vnútorných vrstiev. Keď jeden mechanický zakopaný otvor môže viesť dve jadrové dosky, štruktúra zakopaného otvoru spĺňa normu druhého-poradia. Ak pri výrobnom procese viac{4}}vrstvových dosiek plošných spojov mechanické vŕtanie začína od určitej vnútornej vrstvy a prechádza postupne cez dve rôzne jadrové dosky, aby sa dosiahlo elektrické spojenie, tento návrh patrí do štruktúry mechanického vŕtania so slepými zakopanými otvormi druhého-rádu. Táto metóda definície je použiteľná pre návrhy plošných spojov, ktoré používajú mechanické vŕtanie na vytváranie slepých otvorov alebo zakopaných otvorov na spojenie vnútorných vrstiev, čo odráža schopnosť a hierarchický vzťah mechanického vŕtania na vytvorenie spojení medzi rôznymi doskami jadra.
(3) Definícia založená na vrstvenej štruktúre
Bežne používané štruktúry v priemysle, ako a+n+a a a+n+n+a, sa používajú na pomenovanie dosiek HDI a definovanie ich poradia, kde a predstavuje ďalšiu vrstvu, pričom jedna ďalšia vrstva je prvého rádu, dve ďalšie vrstvy sú druhého rádu a tri ďalšie vrstvy sú tretieho rádu; N predstavuje vrstvu jadra. Bežné štruktúry zahŕňajú 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3 atď. Každá vrstva predstavuje {{2} ďalšiu vrstvu ako príklad na ďalšej vrstve {{21} strana vrstvy jadra n, ktorá zodpovedá štruktúre slepej zakopanej diery prvého-rádu; Štruktúra 2+n+n{26}} predstavuje dve ďalšie vrstvy na oboch stranách dvoch základných vrstiev n, ktoré patria k štruktúre slepých zakopaných dier druhého-rádu. Táto metóda definície berie do úvahy celkovú štruktúru PCB a určuje poradie slepých zakopaných otvorov zvýšením počtu vrstiev. Pri popise HDI dosiek so zložitými skladanými štruktúrami je to veľmi jasné.
3, Charakteristika a aplikačné scenáre slepých zakopaných dier rôznych rádov
(1) Slepý zakopaný otvor prvého rádu
Slepá zakopaná diera prvého{0}rádu je relatívne základná konštrukcia. Jeho slepé otvory sú zvyčajne priamo spojené z vonkajšej vrstvy PCB so susednou vnútornou vrstvou, čím vytvárajú jednoduchú prepojovaciu štruktúru s vysokou -hustotou. V tejto štruktúre je otvor slepých otvorov a skrytých otvorov menší a šírka obvodu a rozstup sú presnejšie, čo môže výrazne zlepšiť integráciu a elektrický výkon dosky plošných spojov. Slepá zapustená diera prvej{5}}rady je vhodná pre elektronické produkty, ktoré majú určité požiadavky na využitie priestoru, ale nemajú zvlášť veľkú zložitosť obvodov, ako sú napríklad niektoré jednoduché produkty spotrebnej elektroniky, ako sú inteligentné náramky, jednoduché slúchadlá Bluetooth atď. Tieto produkty potrebujú dosiahnuť základné funkcie v obmedzenom priestore a-slepé zapustené diery prvej rady môžu efektívne zmenšiť veľkosť dosiek s plošnými spojmi a znížiť náklady na produkt pri splnení požiadaviek na elektrické pripojenie.
(2) Slepý zakopaný otvor druhého rádu
Slepá zakopaná diera druhého-poradia pridáva na zložitosti hierarchii pripojení na základe-prvého poriadku. Zahŕňa nielen slepé diery prvého-ráda prepojené z vonkajšej vrstvy so susednou vnútornou vrstvou, ale pridáva aj slepé diery druhého-poradia spojené z vonkajšej vrstvy s hlbšou vrstvou cez medzivrstvu, ako aj zodpovedajúce zakopané štruktúry otvorov. Slepé zakopané diery druhého rádu môžu dosiahnuť zložitejšie zapojenia obvodov, vhodné pre elektronické produkty, ktoré vyžadujú vysokú integritu signálu a hustotu zapojenia, ako sú smartfóny, tablety atď. Ak si vezmeme smartfóny ako príklad, vyžadujú interné pripojenie mnohých čipov, senzorov a iných komponentov. Slepé zakopané diery druhého rádu môžu dosiahnuť veľký počet elektrických spojení v rámci obmedzeného priestoru základnej dosky a zároveň znížiť straty a rušenie počas prenosu signálu prostredníctvom rozumného dizajnu, čím sa zlepší celkový výkon telefónu.
(3) Slepé zakopané diery vysokého rádu (tretí rád a vyššie)
Štruktúry slepých zakopaných dier tretieho rádu a vyššieho rádu sú zložitejšie a môžu spĺňať požiadavky špičkových{0}}elektronických produktov na mimoriadne-vysokú hustotu vodičov a dobrý elektrický výkon. V oblasti komunikačných zariadení 5G, špičkových{4}}základných dosiek serverov, leteckých elektronických zariadení atď. sa vďaka potrebe spracovávať veľké množstvo-rýchlostných a vysokofrekvenčných{7}}signálov a integrovať množstvo funkčných modulov v obmedzenom priestore stala kľúčová-technológia slepých dier. Napríklad na doske komunikačných obvodov základňových staníc 5G môžu-slepé skryté diery vysokého rádu dosiahnuť vysokú{12}}rýchlosť prenosu údajov medzi rôznymi čipmi, znížiť oneskorenie signálu a presluchy a zabezpečiť stabilitu a efektivitu komunikácie; V leteckých elektronických zariadeniach-kvalitné slepé zapustené otvory pomáhajú znižovať hmotnosť dosiek plošných spojov, zlepšujú spoľahlivosť zariadení a{14}odolnosť voči rušeniu a spĺňajú prísne požiadavky-vysokovýkonných a ľahkých zariadení v oblasti letectva a kozmonautiky.
4, Význam a vplyv rozdelenia poradia slepých zasypaných dier
(1) Vplyv na hustotu zapojenia PCB
Nárast v poradí slepých zakopaných otvorov umožňuje doskám plošných spojov dosiahnuť vyššiu hustotu zapojenia. Navrhnutím slepých otvorov a zapustených otvorov rôznych rádov možno vytvoriť viac spojovacích ciest medzi vnútornou a vonkajšou vrstvou dosky plošných spojov, čím sa zníži tlak na vonkajšie vedenie a doska plošných spojov umožní umiestniť viac elektronických komponentov a obvodov. To je kľúčové pre miniaturizáciu a funkčnú integráciu elektronických produktov. Napríklad v smartfónoch pokročilá technológia slepých otvorov umožňuje základnej doske integrovať viac čipov a funkčných modulov v rámci obmedzenej veľkosti, čím sa dosahuje nepretržité vylepšovanie funkcií telefónu.
(2) Vplyv na integritu signálu
Rozumný návrh poradia slepých zakopaných otvorov môže pomôcť zlepšiť integritu signálu. S neustálym zvyšovaním prevádzkovej frekvencie elektronických zariadení sú problémy ako strata signálu, odraz a presluchy počas prenosu čoraz výraznejšie. Slepé zakopané diery rôznych rádov môžu optimalizovať cestu prenosu signálu, znížiť vzdialenosť prenosu signálu a znížiť impedančnú diskontinuitu signálu na priechodovom otvore podľa požiadaviek na prenos signálu, čím sa účinne zlepší kvalita a stabilita signálu. V aplikačnom scenári-vysokorýchlostného prenosu údajov, ako je napríklad rozhranie na prenos údajov diskov SSD-, môže vhodné poradie návrhu slepej zakopanej diery zabezpečiť vysokú-rýchlosť a presný prenos údajov.
(3) Vplyv na výrobné náklady
Zvýšenie poradia slepých zakopaných otvorov zvyčajne vedie k zvýšeniu výrobných nákladov. Pokročilé slepé zakopané diery vyžadujú zložitejšie výrobné procesy a presnejšie vybavenie, ako sú požiadavky na vyššiu presnosť laserového vŕtania a väčšie ťažkosti pri mechanickom vŕtaní. Zároveň je potrebná prísnejšia kontrola aj v procesoch, ako je laminácia a galvanické pokovovanie. Okrem toho je miera výťažnosti dosiek s plošnými spojmi s vysokými-štruktúrami so slepými zakopanými otvormi počas výrobného procesu relatívne nízka, čo ďalej zvyšuje výrobné náklady. Preto je v procese návrhu PCB potrebné komplexne zvážiť faktory, ako sú požiadavky na výkon produktu a nákladový rozpočet, a rozumne zvoliť poradie slepých zakopaných otvorov, aby sa dosiahla najlepšia nákladová-efektívnosť.