Ślepe, zakopane płytki PCBstała się kluczowym przewoźnikiem w-najnowocześniejszych dziedzinach, takich jak komunikacja 5G, lotnictwo, elektronika medyczna itp., dzięki swoim podstawowym zaletom, jakimi są „oszczędność miejsca na płycie, ograniczenie zakłóceń sygnału i poprawa integracji obwodów”. Jednakże w porównaniu z tradycyjnymi płytkami drukowanymi-z otworami przelotowymi, „nieprzenikliwa” struktura i „wielo-połączenia wielowarstwowe” ślepych, zakopanych otworów stwarzają wiele technicznych wąskich gardeł w ich przetwarzaniu, a odchylenia w precyzji w każdym łączu mogą bezpośrednio prowadzić do awarii produktu.
1, Podstawowa przyczyna trudności w przetwarzaniu
Trudność płytki PCB ze ślepym otworem wynika z wymogu „dokładności wymiarów przestrzennych”. Ślepe i zakopane otwory przełamują prostą logikę tradycyjnych otworów przelotowych przechodzących przez całą płytkę, wymagając precyzyjnych wzajemnych połączeń na określonych głębokościach i miejscach w obrębie podłoża o ograniczonej grubości, przy jednoczesnym uwzględnieniu synergii-obwodów wielowarstwowych. Struktura ta niesie ze sobą dwa podstawowe wyzwania: po pierwsze, trudność kontroli głębokości - głębokość wiercenia ślepych otworów musi być dokładnie dopasowana do odległości od powierzchni do docelowej warstwy wewnętrznej, a odchylenia wykraczające poza rozsądny zakres mogą prowadzić do „braku penetracji” lub „penetracji warstwy wewnętrznej”; Drugi to problem wyrównania międzywarstwowego - obróbka zakopanych otworów wymaga przechodzenia przez wiele wewnętrznych podłoży, a różnice w szybkości skurczu i przesunięciu odniesienia położenia laminowanego podłoża mogą powodować nieprawidłowe ustawienie zakopanych otworów w stosunku do wewnętrznych pól lutowniczych, co ostatecznie prowadzi do otwartych obwodów lub zwarć.
2, Przełom w trudnościach w procesach podstawowych
(1) Proces wiercenia:
Wiercenie jest „pierwszą deską ratunku” w obróbce ślepych otworów zakopanych, a jego dokładność bezpośrednio determinuje późniejszy efekt wzajemnego połączenia. Przede wszystkim napotyka trzy główne trudności:
Trudność w kontrolowaniu głębokości otworu nieprzelotowego: tradycyjne-wiercenie otworów przelotowych wymaga jedynie „wiercenia w podłożu”, podczas gdy otwory nieprzelotowe wymagają ścisłej kontroli głębokości wiercenia. Z jednej strony „efekt odbicia” wynikający z-szybkiego obrotu igły wiertniczej może prowadzić do rzeczywistego odchylenia głębokości, szczególnie gdy materiałem podłoża jest materiał o wysokiej-częstotliwości, a niska sztywność materiału z większym prawdopodobieństwem zaostrza wibracje igły wiertniczej; Z drugiej strony nierówna grubość podłoży wielowarstwowych-może prowadzić do rozbieżności pomiędzy rzeczywistą głębokością wiercenia a teoretyczną głębokością, co może bezpośrednio przedostać się do obwodu wewnętrznego i uszkodzić wewnętrzną strukturę podłoża.
Trudności w wyrównaniu „wtórnego wiercenia” zakopanych otworów: Obróbka zakopanych otworów zwykle obejmuje proces „najpierw wiercenia wewnętrznej warstwy zakopanych otworów, następnie laminowania, a na koniec wiercenia zewnętrznej warstwy ślepych otworów”, wśród których kluczem jest „wyrównanie wewnętrznej warstwy zakopanych otworów z zewnętrzną warstwą ślepych otworów”. Ze względu na skurcz termiczny podłoża podczas procesu laminowania, jeśli występuje odchylenie pomiędzy położeniem odniesienia wewnętrznych zakopanych otworów a odniesieniem zewnętrznych otworów nieprzelotowych, jest bardzo prawdopodobne, że spowoduje to „niewspółosiowość otworów”. Gdy przemieszczenie przekracza rozsądny zakres, obszar zachodzenia pomiędzy zewnętrznym otworem ślepym i wewnętrznym otworem zakopanym zostanie znacznie zmniejszony, co spowoduje słabą transmisję prądu, a nawet otwarty obwód.
Problem „utraty wiertła” w obróbce mikrootworów nieprzelotowych: Wraz ze wzrostem gęstości płytek PCB, stosowanie mikrootworów nieprzelotowych staje się coraz bardziej powszechne. Jednakże sztywność mikrokołków wiertniczych jest wyjątkowo słaba, a podczas obróbki istnieje skłonność do „pęknięcia kołka” lub „zużycia”. Z jednej strony „stosunek długości do średnicy” igieł mikrowiertniczych jest zwykle duży i są one podatne na „odkształcenie zginające” podczas-obrotu z dużą prędkością, co powoduje nadmierną chropowatość ścianki otworu; Z drugiej strony, krawędź tnąca mikroigieł wiertniczych szybko się zużywa i wymaga częstej wymiany, co nie tylko zwiększa koszty, ale może również skutkować pozostawieniem na dnie otworu „żużla wiertniczego” na skutek „niewymiany w odpowiednim czasie zużytych igieł wiertniczych”, co ma wpływ na jakość późniejszej powłoki.
(2) Proces powlekania:
„Niepenetrująca struktura” ślepych, zakopanych otworów prowadzi do „trudności w wymianie roztworu” podczas procesu powlekania i jest podatna na „brak miedzi na ściance otworu” lub „nierówną grubość powłoki”. Główne trudności znajdują odzwierciedlenie w:
Problem „pęcherzyków resztkowych” na dnie ślepych otworów: Chemiczne osadzanie miedzi jest podstawowym procesem zapewniającym przewodność na ściance otworu. Podłoże należy zanurzyć w roztworze osadzania miedzi, aby osadzić cienką warstwę miedzi na powierzchni ściany otworu. Jednakże „zamknięty koniec” ślepych otworów jest podatny na obecność resztkowego powietrza, tworząc „pęcherzyki”, które uniemożliwiają kontakt tego obszaru z roztworem miedzi, co ostatecznie skutkuje „brakem miedzi na dnie otworu”. Zwłaszcza gdy średnica i głębokość ślepych otworów jest mniejsza i głębsza, usunięcie pęcherzyków jest trudniejsze. Jeśli nie zostanie usunięta w odpowiednim czasie, doprowadzi to bezpośrednio do przerwy w obwodzie.
Trudność w aktualizacji rozwiązania wewnątrz zakopanego otworu: Zakopany otwór znajduje się wewnątrz podłoża i po laminowaniu istnieje duże ryzyko pozostawienia wewnątrz otworu pozostałości „półutwardzonej folii” lub „żużla wiertniczego”. Jeśli-obróbka wstępna nie jest dokładna, wpłynie to na przyczepność powłoki. Jednocześnie podczas procesu galwanizacji miedzi elektrolit w zakopanym otworze przepływa powoli, co skutkuje niższym stężeniem jonów miedzi w otworze niż na powierzchni płyty, co ostatecznie powoduje zjawisko „cienkiej powłoki na ściance otworu i grubej powłoki na powierzchni płyty”, która nie jest w stanie sprostać wymaganiom obciążalności prądowej i jest podatna na „przegrzanie i spalenie” po długotrwałym-użytkowaniu.
Problem „etapu powlekania” w mikrootworach ślepych: Połączenie pomiędzy „otworem otworu” a „powierzchnią płyty” mikrootworów ślepych jest podatne na tworzenie się „etapów powlekania” - ze względu na większą gęstość prądu na krawędzi otworu otworu w porównaniu ze ścianą otworu, podczas galwanizacji może wystąpić „akumulacja powłoki krawędziowej”, w wyniku czego wysokość stopni przekracza rozsądny zakres. Tego typu etap nie tylko wpływa na powłokę kolejnej warstwy maski lutowniczej, ale może również powodować nierówne lutowanie podczas kolejnego lutowania, prowadząc do lutowania pozornego.
(3) Proces laminowania:
Nakładanie warstw to proces prasowania „wewnętrznego podłoża z wywierconymi zakopanymi otworami” i „częściowo utwardzonego arkusza” w jedno, a jego trudność polega na „kontrolowaniu szybkości skurczu podłoża” i „unikaniu deformacji zakopanych otworów”:
Skurcz laminowania prowadzi do „przemieszczenia otworów”: Podczas procesu laminowania podłoże należy przechowywać w środowisku o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu przez pewien okres czasu, a półutwardzony arkusz żywicy epoksydowej ulegnie „płynięciu” i „skurczowi utwardzającemu”. Jeśli materiał podłoża wewnętrznego nie odpowiada współczynnikowi skurczu półutwardzonego arkusza, spowoduje to wypaczenie laminowanego podłoża, co spowoduje przemieszczenie zakopanych otworów. Gdy wypaczenie podłoża przekracza standardowy zakres, odchylenie wyrównania między zakopanymi otworami a zewnętrznymi otworami nieprzelotowymi bezpośrednio przekroczy wymagania branżowe, wpływając na funkcjonalność obwodu.
Problem „blokowania przepływu kleju” w zakopanych otworach: Folie półutwardzone będą powodować „wypływ kleju” podczas laminowania, a jeśli ilość wypływu kleju będzie zbyt duża, spowoduje to zablokowanie zakopanych otworów przez żywicę; Jeżeli ilość wypływu kleju będzie zbyt mała, nie będzie on w stanie wypełnić szczelin pomiędzy podłożami wewnętrznymi, co spowoduje niedostateczne połączenie międzywarstwowe. Gdy zakopany otwór zostanie w pewnym stopniu zablokowany żywicą, miedź nie będzie w stanie wypełnić otworu podczas późniejszej galwanizacji, co spowoduje utratę przewodności.
Trudności w kontrolowaniu „jednolitości grubości” podłoży wielowarstwowych-: płytki drukowane z ukrytymi otworami są zwykle konstrukcjami wielo-warstwowymi i podczas laminowania konieczne jest upewnienie się, że odchylenie grubości każdej warstwy mieści się w rozsądnym zakresie. Jeśli jednak różnica grubości wewnętrznej folii miedzianej i kolejność układania częściowo utwardzonych arkuszy nie są rozsądne, doprowadzi to do „lokalnej grubości zbyt dużej” lub „zbyt cienkiej” laminowanego podłoża. Na przykład, jeśli na danym obszarze ułożone jest zbyt dużo folii półutwardzonych, grubość będzie odbiegać od ustawionej wartości, a prędkość posuwu igły wiertniczej będzie musiała zostać dostosowana podczas kolejnego wiercenia, co może łatwo doprowadzić do przekroczenia standardowej głębokości otworu ślepego.
Kierunek radzenia sobie z trudnościami
W odpowiedzi na powyższe trudności przemysł opracował szereg rozwiązań technicznych, skupionych wokół „precyzyjnego sterowania” i „poprawy wydajności”:
Proces wiercenia: zastosowanie złożonej technologii „wiercenie laserowe + wiercenie mechaniczne” - wiercenie laserowe pozwala uzyskać precyzyjną obróbkę mikrootworów nieprzelotowych, z kontrolowaniem odchyleń głębokości w bardzo małym zakresie i bez problemów ze zużyciem igły wiertniczej; W przypadku otworów zakopanych o większej średnicy stosuje się wiercenie mechaniczne w połączeniu z „wizualnym systemem pozycjonowania CCD”, który może w czasie rzeczywistym{{2} korygować odchylenie położenia otworu po laminowaniu, znacznie poprawiając dokładność wyrównania.
Proces powlekania: Wprowadzenie technologii „galwanizacji impulsowej”, poprzez okresową regulację gęstości prądu, promowanie przepływu elektrolitu w zakopanym otworze, znacznie poprawiając równomierność grubości powłoki na ściance otworu; W odpowiedzi na problem pęcherzyków w otworach ślepych stosuje się sprzęt do „próżniowego chemicznego osadzania miedzi” w celu usunięcia pęcherzyków z wnętrza otworu w środowisku podciśnienia, co znacznie poprawia pokrycie osadzania miedzi.
Proces nakładania warstw: Opracuj „półutwardzoną folię o niskim skurczu” w połączeniu z „procesem laminowania-krok po-kroku”, aby kontrolować wypaczenie podłoża na bardzo niskim poziomie; Jednocześnie stosuje się „oprogramowanie do symulacji natężenia przepływu”, aby z wyprzedzeniem obliczyć natężenie przepływu półutwardzonego arkusza, aby uniknąć zatykania zakopanych otworów.