La tecnologia de disseny i fabricació de PCB s'enfronta a grans reptes. Per satisfer la demanda de mida més petita, major rendiment i més funcions en productes electrònics,forat cecla tecnologia és clau. La divisió d'ordre dels forats cecs té un paper crucial en el disseny i la fabricació de PCB, afectant directament el rendiment, la densitat del cablejat i el cost de fabricació de la placa de circuit.
1, Conceptes bàsics de forats cecs i forats enterrats
(1) Forat cec
El forat cec és un tipus de forat-pasant que connecta el cablejat interior d'una PCB amb el cablejat de superfície de la PCB. La seva característica és que aquest forat no penetra a tot el tauler. Els forats cecs s'utilitzen normalment per connectar circuits exteriors amb circuits interiors adjacents. A les plaques de circuits impresos multi-capes, ajuden a reduir la distància de transmissió del senyal, reduir la interferència del senyal i millorar la integritat del senyal, jugant un paper important en el procés de miniaturització dels dispositius electrònics. Per exemple, en plaques de circuits impresos com les plaques base de telèfons mòbils que requereixen una gran utilització d'espai i processament de senyal, els forats cecs poden aconseguir connexions elèctriques més eficients en un espai limitat. La seva obertura sol ser petita, normalment entre 0,1-0,3 mm, per satisfer els requisits del cablejat d'alta densitat.
(2) Forat enterrat
El forat enterrat és un tipus de-forat passant que només connecta el cablejat entre les capes interiors i no es pot observar directament des de la superfície de la placa de circuits impresos. Els forats d'enterrament creen camins de connexió elèctrica estables dins de plaques de circuits impresos multi-capes, la qual cosa és crucial per aconseguir una funcionalitat de circuit complexa. A les plaques base de servidors de gamma alta-i altres plaques de circuits impresos que requereixen un rendiment elèctric i una estabilitat estrictes, es poden utilitzar forats enterrats per connectar diverses capes de potència i capes de senyal, garantint una distribució d'energia estable i una transmissió de senyal fiable. La seva obertura és relativament petita, semblant als forats cecs, principalment en el rang de 0,1-0,3 mm, per adaptar-se a la tendència del cablejat d'alta densitat.
2, Definició de l'ordre del forat cec enterrat
(1) Definició basada en la freqüència de perforació làser
A les plaques d'interconnexió d'alta-densitat, una definició comuna d'ordre de forats cecs enterrats està relacionada amb el nombre de cicles de perforació làser. En poques paraules, l'estructura del forat cec formada per la perforació làser correspon a un ordre. Per exemple, per a un tauler HDI cec/enterrat amb capes bi{-direccionals amb perforació làser pura, si només es realitza una operació de perforació làser per connectar la capa exterior a la capa interior adjacent, aleshores aquesta estructura és de primer-ordre. Si es duen a terme dues operacions de perforació làser, el forat cec format per la primera perforació làser es connecta des de la capa exterior a una determinada capa interior, i la segona perforació làser es connecta des de la capa interna existent a una capa interna més profunda, llavors és el segon ordre. Aquest mètode de definició s'utilitza habitualment en plaques HDI amb la perforació làser com a principal mètode de fabricació de forats cecs, que pot reflectir de manera intuïtiva la complexitat de les connexions entre diferents nivells aconseguides mitjançant la perforació làser.
(2) Definició del nombre de plaques de nucli conductors a partir de la perforació mecànica
En el cas d'utilitzar la perforació mecànica de forats cecs/enterrats, la realització d'una placa central és el primer ordre i la realització de dues plaques centrals és el segon ordre. Per exemple, en algunes estructures de PCB complexes, els forats enterrats mecànics han de connectar múltiples capes interiors. Quan un forat soterrat mecànic pot conduir dues plaques centrals, l'estructura del forat soterrat compleix l'estàndard de segon-ordre. En el procés de producció de plaques de PCB multi-capes, si la perforació mecànica comença des d'una determinada capa interior i passa a través de dues plaques nuclis diferents en seqüència per aconseguir la connexió elèctrica, aquest disseny pertany a l'estructura del forat enterrat cec de perforació mecànica de segon ordre. Aquest mètode de definició és aplicable als dissenys de PCB que utilitzen la perforació mecànica per formar forats cecs o forats enterrats per connectar les capes interiors, reflectint la capacitat i la relació jeràrquica de la perforació mecànica per establir connexions entre diferents plaques centrals.
(3) Definició basada en l'estructura en capes
Les estructures d'ús habitual a la indústria, com ara a+n+a i a+n+n+a, s'utilitzen per anomenar les plaques HDI i definir el seu ordre, on a representa una capa addicional, amb una capa addicional de primer ordre, dues capes addicionals de segon ordre i tres capes addicionals de tercer ordre; N representa la capa central. Les estructures comunes inclouen 1+n+1, 1+n{+1, 2+n{+2, 2+n+n{+2, 3+n{+3, 3+n{+3, etc. Prenent l'estructura {+ com a exemple addicional, representar-la + capa a cada costat de la capa central n, corresponent a una estructura de forats cecs de primer ordre-; L'estructura 2+n+n+2 representa dues capes addicionals a banda i banda de les dues capes centrals n, que pertanyen a una estructura de forats cecs de segon ordre-. Aquest mètode de definició té en compte l'estructura general del PCB i determina l'ordre dels forats enterrats cecs augmentant el nombre de capes. És molt clar quan es descriuen plaques HDI amb estructures apilades complexes.
3, Característiques i escenaris d'aplicació de forats cecs enterrats de diferents ordres
(1) Forat enterrat cec de primer ordre
El forat enterrat cec de primer-ordre és una estructura relativament bàsica. Els seus forats cecs solen estar connectats directament des de la capa exterior de la PCB a la capa interior adjacent, formant una estructura d'interconnexió d'alta-densitat senzilla. En aquesta estructura, l'obertura dels forats cecs i els forats enterrats és més petita, i l'amplada i l'espai del circuit són més precisos, cosa que pot millorar significativament la integració i el rendiment elèctric de la PCB. El forat cec enterrat de primer-ordre és adequat per a productes electrònics que tenen certs requisits per a la utilització de l'espai però que no tenen una complexitat de circuit especialment alta, com ara alguns productes electrònics de consum senzills, com ara polseres intel·ligents, auriculars Bluetooth senzills, etc. Aquests productes han d'aconseguir funcions bàsiques en un espai limitat, i els forats enterrats cecs de primer-comanda poden reduir eficaçment la mida i els requisits de la connexió elèctrica del circuit d'impressió.
(2) Forat enterrat cec de segon ordre
El forat enterrat cec de segon-ordre afegeix complexitat a la jerarquia de connexió sobre la base del primer-ordre. No només inclou forats cecs de primer-ordre connectats des de la capa exterior a la capa interna adjacent, sinó que també afegeix forats cecs de segon-ordre connectats des de la capa exterior a la capa més profunda a través de la capa intermèdia, així com les estructures de forats enterrats corresponents. Els forats cecs enterrats de segon ordre poden aconseguir connexions de circuits més complexes, adequades per a productes electrònics que requereixen una gran integritat del senyal i densitat de cablejat, com ara telèfons intel·ligents, tauletes, etc. Prenent com a exemple els telèfons intel·ligents, requereixen nombrosos xips, sensors i altres components per connectar internament. Els forats enterrats cecs de segon ordre poden aconseguir un gran nombre de connexions elèctriques dins d'un espai limitat de la placa base, alhora que redueixen les pèrdues i les interferències durant la transmissió del senyal mitjançant un disseny raonable, millorant el rendiment general del telèfon.
(3) Forats enterrats cecs d'alt ordre (tercer ordre i superior)
Les estructures de forats cecs enterrats de tercer ordre i d'ordre superior són més complexes i poden complir els requisits dels productes electrònics d'alta-gama per obtenir una densitat de cable ultra-i un bon rendiment elèctric. En els camps dels equips de comunicació 5G, plaques base de servidors de gamma alta-, equips electrònics aeroespacials, etc., a causa de la necessitat de processar un gran nombre de senyals d'alta-velocitat i alta-freqüència i integrar nombrosos mòduls funcionals en un espai limitat, la tecnologia de forats cecs d'alta-ordre s'ha convertit en clau. Per exemple, a la placa de circuits de comunicació de les estacions base 5G, els forats enterrats cecs d'alt -ordre poden aconseguir una transmissió de dades d'alta-velocitat entre diferents xips, reduir el retard del senyal i la diafonia i garantir l'estabilitat i l'eficiència de la comunicació; En equips electrònics aeroespacials, els forats enterrats cecs d'alt-ordre ajuden a reduir el pes de les plaques de circuit, millorar la fiabilitat dels equips i la capacitat anti-interferències i complir els requisits estrictes d'equips lleugers i d'alt rendiment-en el camp aeroespacial.
4, La importància i la influència de la divisió d'ordre de forats cecs enterrats
(1) L'impacte en la densitat del cablejat de la PCB
L'augment de l'ordre dels forats enterrats cecs permet que les plaques de circuit imprès aconsegueixin una densitat de cablejat més alta. Mitjançant el disseny de forats cecs i forats enterrats de diferents ordres, es poden establir més camins de connexió entre les capes interiors i exteriors de la placa de circuits, reduint així la pressió sobre el cablejat exterior i permetent que la placa de circuits albergi més components i circuits electrònics. Això és crucial per a la miniaturització i la integració funcional dels productes electrònics. Per exemple, als telèfons intel·ligents, la tecnologia avançada de forats cecs permet que la placa base integri més xips i mòduls funcionals dins d'una mida limitada, aconseguint actualitzacions contínues de les funcions del telèfon.
(2) L'impacte en la integritat del senyal
Un disseny raonable d'ordre de forats cecs enterrats pot ajudar a millorar la integritat del senyal. Amb l'augment continu de la freqüència de funcionament dels dispositius electrònics, problemes com la pèrdua de senyal, la reflexió i la diafonia durant la transmissió són cada cop més importants. Els forats cecs enterrats de diferents ordres poden optimitzar el camí de transmissió del senyal, reduir la distància de transmissió del senyal i reduir la discontinuïtat de la impedància del senyal al forat de via segons els requisits de transmissió del senyal, millorant així eficaçment la qualitat i l'estabilitat del senyal. En l'escenari d'aplicació de transmissió de dades d'alta-velocitat, com ara la interfície de transmissió de dades de les unitats d'estat sòlid-, un ordre adequat de disseny de forats cecs pot garantir una transmissió de dades d'alta-velocitat i precisió.
(3) L'impacte en els costos de fabricació
L'augment de l'ordre dels forats enterrats cecs sol comportar un augment dels costos de fabricació. Els forats enterrats cecs avançats requereixen processos de fabricació més complexos i equips de major precisió, com ara requisits de precisió més alts per a la perforació làser i una major dificultat en la perforació mecànica. Al mateix temps, també es requereix un control més estricte en processos com la laminació i la galvanoplastia. A més, la taxa de rendiment de les plaques de circuits impresos amb estructures de forats cecs d'ordre elevat- és relativament baixa durant el procés de producció, augmentant encara més els costos de fabricació. Per tant, en el procés de disseny de PCB, cal tenir en compte de manera exhaustiva factors com ara els requisits de rendiment del producte i el pressupost de costos, i triar raonablement l'ordre dels forats enterrats cecs per aconseguir la millor rendibilitat-de costos.