Projektowanie i technologia produkcji płytek PCB stoi przed poważnymi wyzwaniami. Aby zaspokoić zapotrzebowanie na mniejsze rozmiary, wyższą wydajność i więcej funkcji w produktach elektronicznych,ślepa dziuratechnologia jest kluczowa. Podział kolejności otworów nieprzelotowych odgrywa kluczową rolę w projektowaniu i produkcji płytek drukowanych, bezpośrednio wpływając na wydajność, gęstość okablowania i koszt produkcji płytki drukowanej.
1, Podstawowe pojęcia dotyczące otworów ślepych i zakopanych
(1) Ślepy otwór
Ślepy otwór to rodzaj-otworu przelotowego, który łączy wewnętrzne okablowanie płytki drukowanej z okablowaniem powierzchniowym płytki drukowanej. Cechą charakterystyczną jest to, że otwór ten nie przechodzi przez całą deskę. Do łączenia obwodów zewnętrznych z sąsiednimi obwodami wewnętrznymi zwykle stosuje się otwory ślepe. W wielowarstwowych-obwodach drukowanych pomagają zmniejszyć odległość transmisji sygnału, zmniejszyć zakłócenia sygnału i poprawić integralność sygnału, odgrywając ważną rolę w procesie miniaturyzacji urządzeń elektronicznych. Na przykład w płytkach obwodów drukowanych, takich jak płyty główne telefonów komórkowych, które wymagają dużego wykorzystania przestrzeni i przetwarzania sygnału, ślepe otwory umożliwiają uzyskanie bardziej wydajnych połączeń elektrycznych w ograniczonej przestrzeni. Jego otwór jest zwykle mały, zwykle pomiędzy 0,1-0,3 mm, aby spełnić wymagania okablowania o dużej gęstości.
(2) Zakopana dziura
Zakopany otwór to rodzaj-otworu przelotowego, który łączy tylko przewody pomiędzy warstwami wewnętrznymi i nie można go bezpośrednio obserwować z powierzchni płytki drukowanej. Dziury tworzą stabilne ścieżki połączeń elektrycznych w wielo-warstwowych płytkach drukowanych, co ma kluczowe znaczenie dla uzyskania złożonej funkcjonalności obwodów. W-najwyższych płytach głównych serwerów i innych płytkach drukowanych, które wymagają ścisłej wydajności i stabilności elektrycznej, podziemne otwory można wykorzystać do połączenia wielu warstw zasilania i sygnału, zapewniając stabilną dystrybucję mocy i niezawodną transmisję sygnału. Jego apertura jest stosunkowo mała, podobna do otworów nieprzelotowych, głównie w zakresie 0,1-0,3 mm, aby dopasować się do trendu okablowania o dużej gęstości.
2, Definicja kolejności ślepych zakopanych dziur
(1) Definicja oparta na częstotliwości wiercenia laserowego
W-płytach wzajemnych o dużej gęstości powszechna definicja kolejności ślepych otworów zakopanych jest powiązana z liczbą cykli wierceń laserowych. Mówiąc najprościej, struktura otworu nieprzelotowego uformowana w wyniku wiercenia laserowego odpowiada jednemu rzędowi. Na przykład w przypadku dwukierunkowej, warstwowej, ślepej/zakopanej płyty HDI z czystym wierceniem laserowym, jeśli wykonywana jest tylko jedna operacja wiercenia laserowego w celu połączenia warstwy zewnętrznej z przylegającą warstwą wewnętrzną, wówczas ta struktura jest-pierwszego rzędu. Jeśli zostaną przeprowadzone dwie operacje wiercenia laserowego, to ślepy otwór powstały w wyniku pierwszego wiercenia laserowego łączy się z warstwy zewnętrznej z określoną warstwą wewnętrzną, a podczas drugiego wiercenia laserowego łączy się z istniejącą warstwą wewnętrzną z głębszą warstwą wewnętrzną, wtedy jest to drugi rząd. Ta metoda definicji jest powszechnie stosowana w płytach HDI, w których wiercenie laserowe jest główną metodą wytwarzania otworów nieprzelotowych, co może intuicyjnie odzwierciedlać złożoność połączeń między różnymi poziomami uzyskanymi dzięki wierceniu laserowemu.
(2) Definicja liczby przewodzących płyt rdzeniowych na podstawie wiercenia mechanicznego
W przypadku mechanicznego wiercenia otworów ślepych/podziemnych, prowadzenie jednej blachy rdzeniowej jest pierwszym porządkiem, a prowadzenie dwóch płyt rdzeniowych drugim porządkiem. Na przykład w niektórych złożonych konstrukcjach PCB mechaniczne otwory podziemne wymagają połączenia wielu warstw wewnętrznych. Kiedy jeden mechaniczny otwór zakopany może poprowadzić dwie płyty rdzeniowe, konstrukcja zakopanego otworu spełnia normę drugiego-rzędu. W procesie produkcji wielowarstwowych-płytek drukowanych, jeśli wiercenie mechaniczne rozpoczyna się od określonej warstwy wewnętrznej i przechodzi przez dwie różne płyty główne w celu uzyskania połączenia elektrycznego, projekt ten należy do struktury wiercenia mechanicznego drugiego rzędu, ślepego zakopanego otworu. Ta metoda definicji ma zastosowanie do projektów płytek drukowanych, w których wykorzystuje się wiercenie mechaniczne w celu utworzenia ślepych lub zakopanych otworów w celu połączenia wewnętrznych warstw, co odzwierciedla zdolność i hierarchiczną relację wiercenia mechanicznego w celu ustanowienia połączeń pomiędzy różnymi płytami rdzenia.
(3) Definicja oparta na strukturze warstwowej
Powszechnie stosowane w branży struktury, takie jak a+n+a i a+n+n+a, służą do nazywania płytek HDI i definiowania ich kolejności, gdzie a oznacza dodatkową warstwę, przy czym jedna dodatkowa warstwa to pierwszy rząd, dwie dodatkowe warstwy to drugi rząd, a trzy dodatkowe warstwy to trzeci rząd; N reprezentuje warstwę rdzeniową. Typowe struktury to 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3 itp. Biorąc za przykład strukturę 1+n+1, reprezentuje ona dodatkową warstwę na każdym strona warstwy rdzenia n, odpowiadająca-strukturze ślepego odwiertu pierwszego rzędu; Struktura 2+n+n+2 reprezentuje dwie dodatkowe warstwy po obu stronach dwóch warstw rdzenia n, należących do struktury ślepego zakopanego otworu drugiego-rzędu. Ta metoda definicji uwzględnia ogólną strukturę płytki PCB i określa kolejność ślepych otworów zakopanych poprzez zwiększenie liczby warstw. Jest to bardzo jasne przy opisywaniu płyt HDI o złożonych strukturach ułożonych warstwowo.
3, Charakterystyka i scenariusze zastosowań ślepych odwiertów różnych rzędów
(1) Zaślepiony otwór pierwszego rzędu
Ślepy otwór zakopany-pierwszego rzędu to stosunkowo podstawowa konstrukcja. Jego ślepe otwory są zwykle bezpośrednio połączone z zewnętrzną warstwą płytki drukowanej z przylegającą warstwą wewnętrzną, tworząc prostą strukturę połączeniową o-gęstości. W tej strukturze otwór ślepych i zakopanych otworów jest mniejszy, a szerokość obwodu i odstępy są bardziej precyzyjne, co może znacznie poprawić integrację i wydajność elektryczną płytki drukowanej. Zaślepiony otwór-pierwszego zamówienia jest odpowiedni dla produktów elektronicznych, które mają określone wymagania dotyczące wykorzystania przestrzeni, ale nie mają szczególnie dużej złożoności obwodów, takich jak niektóre proste produkty elektroniki użytkowej, takie jak inteligentne bransoletki, proste słuchawki Bluetooth itp. Produkty te muszą spełniać podstawowe funkcje na ograniczonej przestrzeni, a pierwsze-zamówienie ślepe otwory zakopane może skutecznie zmniejszyć rozmiar płytek drukowanych i obniżyć koszty produktu, spełniając jednocześnie wymagania dotyczące połączeń elektrycznych.
(2) Ślepy, zakopany otwór drugiego rzędu
Ślepy otwór drugiego rzędu zwiększa złożoność hierarchii połączeń na podstawie-pierwszego rzędu. Obejmuje nie tylko ślepe otwory-pierwszego rzędu połączone z warstwą zewnętrzną z przylegającą warstwą wewnętrzną, ale także dodaje ślepe otwory drugiego-rzędu połączone z warstwy zewnętrznej z głębszą warstwą przez warstwę pośrednią, a także odpowiadające im struktury zakopanych otworów. Ślepe otwory zakopane drugiego rzędu umożliwiają uzyskanie bardziej złożonych połączeń obwodów, odpowiednich dla produktów elektronicznych wymagających wysokiej integralności sygnału i gęstości okablowania, takich jak smartfony, tablety itp. Biorąc za przykład smartfony, wymagają one wewnętrznego połączenia wielu chipów, czujników i innych komponentów. Zaślepione otwory drugiego rzędu umożliwiają uzyskanie dużej liczby połączeń elektrycznych w ograniczonej przestrzeni na płycie głównej, redukując jednocześnie straty i zakłócenia podczas transmisji sygnału dzięki rozsądnej konstrukcji, poprawiając ogólną wydajność telefonu.
(3) ślepe otwory zakopane wysokiego rzędu (trzeciego rzędu i wyższe)
Struktury ślepych otworów zakopanych trzeciego rzędu i wyższego rzędu są bardziej złożone i mogą spełniać wymagania-wysokiej klasy produktów elektronicznych w zakresie-bardzo dużej gęstości przewodów i dobrych parametrów elektrycznych. W dziedzinie sprzętu komunikacyjnego 5G,-wysokiej klasy płyt głównych serwerów, sprzętu elektronicznego dla lotnictwa i kosmonautyki itp., ze względu na potrzebę przetwarzania dużej liczby sygnałów o-szybkości i-częstotliwości oraz integrowania wielu modułów funkcjonalnych na ograniczonej przestrzeni, kluczowa stała się-technologia ślepych otworów wysokiego rzędu. Na przykład w płytce komunikacyjnej stacji bazowych 5G ślepe dziury-wysokiego rzędu mogą zapewnić{{12}dużą prędkość transmisji danych między różnymi chipami, zmniejszyć opóźnienia sygnału i przesłuchy oraz zapewnić stabilność i wydajność komunikacji. W sprzęcie elektronicznym dla lotnictwa i kosmonautyki ślepe otwory wysokiego rzędu pomagają zmniejszyć wagę płytek drukowanych, poprawić niezawodność sprzętu i zdolność przeciwzakłóceniową, a także spełnić rygorystyczne wymagania-wysokiego i lekkiego sprzętu w przemyśle lotniczym.
4. Znaczenie i wpływ podziału kolejności ślepych zakopanych dziur
(1) Wpływ na gęstość okablowania płytki drukowanej
Zwiększenie kolejności ślepych otworów umożliwia płytkom drukowanym uzyskanie większej gęstości okablowania. Projektując otwory ślepe i otwory zakopane różnej kolejności, można utworzyć więcej ścieżek połączeń pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną warstwą płytki drukowanej, zmniejszając w ten sposób nacisk na zewnętrzne okablowanie i umożliwiając płytce drukowanej pomieścić więcej komponentów i obwodów elektronicznych. Ma to kluczowe znaczenie dla miniaturyzacji i integracji funkcjonalnej produktów elektronicznych. Na przykład w smartfonach zaawansowana technologia „ślepych otworów” umożliwia płycie głównej zintegrowanie większej liczby chipów i modułów funkcjonalnych w ograniczonym rozmiarze, co pozwala na ciągłe ulepszanie funkcji telefonu.
(2) Wpływ na integralność sygnału
Rozsądny projekt kolejności ślepych zakopanych otworów może pomóc poprawić integralność sygnału. Wraz ze stałym wzrostem częstotliwości roboczej urządzeń elektronicznych, problemy takie jak utrata sygnału, odbicia i przesłuchy podczas transmisji stają się coraz bardziej widoczne. Zaślepione otwory różnej kolejności mogą zoptymalizować ścieżkę transmisji sygnału, zmniejszyć odległość transmisji sygnału i obniżyć nieciągłość impedancji sygnału w otworze przelotowym zgodnie z wymaganiami transmisji sygnału, skutecznie poprawiając w ten sposób jakość i stabilność sygnału. W scenariuszu zastosowania-szybkiej transmisji danych, np. w interfejsie transmisji danych dysków półprzewodnikowych-, odpowiednia kolejność projektowania ślepych otworów może zapewnić wysoką-szybkość i dokładność transmisji danych.
(3) Wpływ na koszty produkcji
Zwiększenie kolejności ślepych otworów zakopanych zwykle prowadzi do wzrostu kosztów produkcji. Zaawansowane ślepe otwory zakopane wymagają bardziej złożonych procesów produkcyjnych i sprzętu o większej precyzji, np. wyższych wymagań dotyczących precyzji wiercenia laserowego i większych trudności w wierceniu mechanicznym. Jednocześnie wymagana jest również bardziej rygorystyczna kontrola w procesach takich jak laminowanie i galwanizacja. Ponadto wskaźnik wydajności płytek drukowanych z-wysokimi strukturami z ukrytymi otworami jest stosunkowo niski w procesie produkcyjnym, co dodatkowo zwiększa koszty produkcji. Dlatego w procesie projektowania płytek drukowanych konieczne jest wszechstronne uwzględnienie takich czynników, jak wymagania dotyczące wydajności produktu i budżet kosztowy, a także rozsądne wybranie kolejności ślepych otworów zakopanych w ziemi, aby osiągnąć najlepszą-opłacalność.