Design- och tillverkningstekniken för PCB står inför stora utmaningar. För att möta efterfrågan på mindre storlek, högre prestanda och fler funktioner i elektroniska produkter,blinda hålteknik är nyckeln. Orderindelningen av blinda hål spelar en avgörande roll i kretskortets design och tillverkning, vilket direkt påverkar prestanda, ledningstäthet och tillverkningskostnad för kretskortet.
1, Grundbegrepp för blinda hål och nedgrävda hål
(1) Blindhål
Blindhål är en typ av genomgående-hål som förbinder de inre ledningarna på ett kretskort med kretskortets ytledningar. Dess egenskap är att detta hål inte penetrerar hela brädan. Blindhål används vanligtvis för att ansluta yttre kretsar med intilliggande inre kretsar. I flerlagers tryckta kretskort hjälper de till att minska avståndet för signalöverföring, minska signalstörningar och förbättra signalintegriteten, vilket spelar en viktig roll i miniatyriseringsprocessen av elektroniska enheter. Till exempel, i kretskort som moderkort för mobiltelefoner som kräver högt utrymmesutnyttjande och signalbehandling, kan blinda hål uppnå effektivare elektriska anslutningar inom ett begränsat utrymme. Dess bländare är vanligtvis liten, vanligtvis mellan 0,1-0,3 mm, för att uppfylla kraven för kabeldragning med hög täthet.
(2) Nedgrävt hål
Det nedgrävda hålet är en typ av genomgående-hål som bara förbinder ledningarna mellan de inre lagren och som inte direkt kan observeras från kretskortets yta. Nedgravningshål skapar stabila elektriska anslutningsvägar inom fler-tryckta kretskort, vilket är avgörande för att uppnå komplexa kretsfunktioner. I high-servermoderkort och andra tryckta kretskort som kräver strikt elektrisk prestanda och stabilitet, kan nedgrävda hål användas för att ansluta flera lager av kraft- och signallager, vilket säkerställer stabil kraftfördelning och tillförlitlig signalöverföring. Dess bländare är relativt liten, liknar blinda hål, oftast i intervallet 0,1-0,3 mm, för att passa trenden med högdensitetsledningar.
2, Definition av ordning för blinda begravda hål
(1) Definition baserad på laserborrningsfrekvens
I sammankopplingskort med hög-densitet är en vanlig definition av ordning med blinda begravda hål relaterad till antalet laserborrcykler. Enkelt uttryckt motsvarar den blinda hålstrukturen som bildas av laserborrning en order. Till exempel, för en dubbelriktad skiktad blind/begravd HDI-bräda med ren laserborrning, om endast en laserborrningsoperation utförs för att ansluta det yttre skiktet till det intilliggande inre skiktet, då är denna struktur första ordningen. Om två laserborrningsoperationer utförs, kopplas det blinda hålet som bildas av den första laserborrningen från det yttre lagret till ett visst inre lager, och den andra laserborrningen kopplas från det befintliga inre lagret till ett djupare inre lager, då är det den andra ordningen. Denna definitionsmetod används ofta i HDI-kort med laserborrning som den huvudsakliga tillverkningsmetoden för blinda hål, vilket intuitivt kan återspegla komplexiteten i sambanden mellan olika nivåer som uppnås genom laserborrning.
(2) Definition av antalet ledande kärnplattor baserat på mekanisk borrning
För fallet med användning av mekanisk blind-/begravd hålborrning, är ledning av en kärnplåt första ordningen och ledning av två kärnplåtar är andra ordningen. Till exempel, i vissa komplexa PCB-strukturer, måste mekaniska nedgrävda hål förbinda flera inre lager. När ett mekaniskt nedgrävt hål kan leda två kärnbrädor, uppfyller den nedgrävda hålstrukturen den andra -ordningens standard. I produktionsprocessen av flerlagers printkort, om mekanisk borrning startar från ett visst inre lager och passerar genom två olika kärnskivor i sekvens för att uppnå elektrisk anslutning, tillhör denna design den andra-ordningens mekaniska borrningsstruktur för blinda nedgrävda hål. Denna definitionsmetod är tillämpbar på mönsterkortskonstruktioner som använder mekanisk borrning för att bilda blinda hål eller nedgrävda hål för att förbinda de inre skikten, vilket återspeglar förmågan och det hierarkiska förhållandet hos mekanisk borrning för att upprätta anslutningar mellan olika kärnskivor.
(3) Definition baserad på skiktad struktur
De vanligen använda strukturerna i branschen, såsom a+n+a och a+n+n+a, används för att namnge HDI-kort och definiera deras ordning, där a representerar ett extra lager, med ett extra lager som första ordningen, ytterligare två lager är andra ordningen och tre ytterligare lager är tredje ordningen; N representerar kärnskiktet. Vanliga strukturer inkluderar 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3, etc. Ta {{21}-skiktet som ett exempel}, osv. på vardera sidan av kärnskiktet n, motsvarande en första-begravd hålstruktur; 2+n+n+2-strukturen representerar ytterligare två lager på vardera sidan av de två kärnlagren n, som tillhör en andra-ordningsstruktur med blinda begravda hål. Denna definitionsmetod tar hänsyn till PCB:s övergripande struktur och bestämmer ordningen på blinda nedgrävda hål genom att öka antalet lager. Det är väldigt tydligt när man beskriver HDI-kort med komplexa staplade strukturer.
3, Egenskaper och tillämpningsscenarier för blinda nedgrävda hål av olika ordning
(1) Första ordningens blinda begravda hål
Den första-ordningens blinda begravda hålet är en relativt grundläggande struktur. Dess blinda hål är vanligtvis direkt anslutna från det yttre lagret av kretskortet till det intilliggande inre lagret, vilket bildar en enkel sammankopplingsstruktur med hög-densitet. I denna struktur är öppningen för blinda hål och nedgrävda hål mindre, och kretsbredden och avståndet är mer exakt, vilket avsevärt kan förbättra integrationen och elektriska prestanda hos kretskortet. Den första-ordningens blinda nedgrävda hålet är lämpligt för elektroniska produkter som har vissa krav på utrymmesutnyttjande men som inte har särskilt hög kretskomplexitet, såsom vissa enkla konsumentelektronikprodukter, som smarta armband, enkla Bluetooth-hörlurar, etc. Dessa produkter måste uppnå grundläggande funktioner inom begränsat utrymme, och första-beställning av blinda nedgrävda hål kan effektivt minska storleken på och lägre anslutningskrav för kretskort samtidigt som de uppfyller kraven på elektriska anslutningsprodukter.
(2) Andra ordningens blinda nedgrävda hål
Andra-ordningens blinda nedgrävda hål gör anslutningshierarkin mer komplex på basis av den första-ordningen. Det inkluderar inte bara första-blinda hål anslutna från det yttre lagret till det intilliggande inre lagret, utan lägger också till andra-blinda hål anslutna från det yttre lagret till det djupare lagret genom det mellanliggande lagret, såväl som motsvarande begravda hålstrukturer. Andra ordningens blinda nedgrävda hål kan uppnå mer komplexa kretsanslutningar, lämpliga för elektroniska produkter som kräver hög signalintegritet och ledningstäthet, såsom smartphones, surfplattor, etc. Om man tar smartphones som exempel kräver de många chips, sensorer och andra komponenter som ska anslutas internt. Andra ordningens blinda nedgrävda hål kan uppnå ett stort antal elektriska anslutningar inom begränsat moderkortsutrymme, samtidigt som man minskar förluster och störningar under signalöverföring genom rimlig design, vilket förbättrar telefonens övergripande prestanda.
(3) Blindbegravda hål av hög ordning (tredje ordningen och högre)
Tredje ordningens och högre ordningens blinda nedgrävda hålstrukturer är mer komplexa och kan uppfylla kraven för avancerade elektroniska produkter för ultra-hög trådtäthet och god elektrisk prestanda. Inom områdena 5G-kommunikationsutrustning, high-servermoderkort, flygelektronikutrustning etc., på grund av behovet av att bearbeta ett stort antal hög-höghastighets- och-högfrekvenssignaler och integrera många funktionella moduler i begränsat utrymme, har hög-ordningsteknologi för blinda begravda hål blivit nyckeln. Till exempel, i kommunikationskretskortet för 5G-basstationer kan hög-begravda hål uppnå hög-hastighetsdataöverföring mellan olika chips, minska signalfördröjning och överhörning och säkerställa kommunikationens stabilitet och effektivitet; I elektronisk utrustning för flyg- och rymdfart hjälper-blindgrävda hål av hög ordning att minska vikten på kretskort, förbättra utrustningens tillförlitlighet och förmåga att motverka-störningar och uppfylla de strikta kraven på hög-lättviktsutrustning inom flygindustrin.
4, Betydelsen och inflytandet av ordningsdelning för blinda begravda hål
(1) Inverkan på PCB-ledningstätheten
Ökningen i ordningen för blinda nedgrävda hål gör det möjligt för kretskort att uppnå högre ledningstäthet. Genom att designa blinda hål och nedgrävda hål av olika ordning kan fler anslutningsvägar etableras mellan kretskortets inre och yttre skikt, vilket minskar trycket på de yttre ledningarna och tillåter kretskortet att rymma fler elektroniska komponenter och kretsar. Detta är avgörande för miniatyrisering och funktionell integration av elektroniska produkter. Till exempel, i smartphones, gör avancerad blindhålsteknik det möjligt för moderkortet att integrera fler chips och funktionsmoduler inom en begränsad storlek, vilket uppnår kontinuerliga uppgraderingar av telefonfunktioner.
(2) Inverkan på signalintegriteten
En rimlig design av blinda nedgrävda hål kan bidra till att förbättra signalintegriteten. Med den kontinuerliga ökningen av arbetsfrekvensen för elektroniska enheter blir problem som signalförlust, reflektion och överhörning under överföring allt mer framträdande. Blind begravda hål av olika ordning kan optimera signalöverföringsvägen, minska signalöverföringsavståndet och sänka impedansdiskontinuiteten för signalen vid via-hålet i enlighet med signalöverföringskraven, och därigenom effektivt förbättra signalens kvalitet och stabilitet. I tillämpningsscenariot med-höghastighetsdataöverföring, som t.ex. dataöverföringsgränssnittet för solid-enheter, kan en lämplig ordning för design av blinda nedgrävda hål säkerställa hög-hastighet och exakt dataöverföring.
(3) Effekten på tillverkningskostnaderna
Ökningen av ordningen för blinda nedgrävda hål leder vanligtvis till en ökning av tillverkningskostnaderna. Avancerade blinda nedgrävda hål kräver mer komplexa tillverkningsprocesser och utrustning med högre precision, såsom högre precisionskrav för laserborrning och större svårigheter vid mekanisk borrning. Samtidigt krävs även hårdare kontroll i processer som laminering och galvanisering. Dessutom är utbytet av tryckta kretskort med hög-begravda hålstrukturer relativt låg under produktionsprocessen, vilket ytterligare ökar tillverkningskostnaderna. Därför är det i kretskortets designprocess nödvändigt att överväga faktorer som produktprestandakrav och kostnadsbudget, och rimligtvis välja ordningsföljden för blinda nedgrävda hål för att uppnå bästa-kostnadseffektivitet.