In de huidige industrie waar interconnectie met hoge dichtheid en snelle signaaloverdracht standaard zijn geworden, is de PCB-gatstructuur niet langer een eenvoudig "geleidend kanaal", maar een kernelement dat rechtstreeks de bedradingsdichtheid, signaalintegriteit en massaproductieopbrengst bepaalt. Veel hardware-ingenieurs komen vaak selectiebevestigingsitems tegen zoals "doorlopende gaten, blinde gaten en ondergrondse gaten" in het technische EQ-blad van de printplaatfabriek wanneer ze worden geconfronteerd met BGA-dichte bedrading en een bordontwerp op hoog niveau. Een kleine beoordelingsafwijking kan leiden tot onvoldoende bedradingsruimte, lange signaalretourpaden en zelfs een aanzienlijke daling van de totale kaartopbrengst.
Kerndefinities en structurele verschillen van drie soorten poriën
Vanuit het perspectief van structurele essentie ligt het kernverschil tussen doorgaand gat, blind gat en begraven gat in het "penetratiebereik van het gat in het bord", en de drie komen overeen met verschillende verwerkingslogica's en toepassingsgrenzen:
-
Door gat: Het dringt rechtstreeks door van de bovenste laag naar de onderste laag, dringt volledig door in alle lagen van de PCB en is de meest traditionele verbindingsstructuur. De verwerkingslogica is "eerst de hele plaat aandrukken en dan in één keer mechanisch gaten boren", met de eenvoudigste procesketen en de laagste kosten.
-
-
Blind gat: verbindt alleen de buitenste laag van de printplaat met de gespecificeerde binnenlaag en dringt niet door de hele printplaat. Als we 8 lagen en 14 lagen platen als voorbeeld nemen, kunnen blinde gaten in 8 lagen platen 1-L2, 1-L3, 1-4L, 1-5L, 2-3L, 5-8L en 7-8L bereiken.. 14 Met blinde gaten kunnen tussenlaagverbindingen van 1-7L, 1-10L, 8-14L en 11-14L worden bereikt.
-
-
Vertrouwelijkheid is vereist, de afbeelding is verwerkt en dient alleen ter referentie
Begraven gat: volledig begraven in de PCB zonder zich uit te strekken tot een buitenoppervlak. In een bord met 20 lagen bereiken de begraven gaten bijvoorbeeld alleen een onderlinge verbinding van L2 naar L4, en kunnen de posities van de gaten niet vanaf beide zijden van het bord worden waargenomen. De verwerkingslogica is om eerst gaten te boren voor metallisatie en vervolgens deel te nemen aan het lamineren. Alle gatenverwerking moet worden voltooid in de fase van de binnenkern van de plaat, waarna de gaten volledig in de plaat worden gewikkeld via daaropvolgende lamineerprocessen.
-
Vertrouwelijkheid is vereist, de afbeelding is verwerkt en dient alleen ter referentie
-
Productieproces en belangrijkste parameters van drie soorten gaten
Verschillende gatenstructuren komen overeen met totaal verschillende procesverbindingen en besturingsnauwkeurigheden, wat ook de belangrijkste reden is voor het enorme kostenverschil tussen hoogwaardige meerlaagse platen en gewone doorlopende platen:
-
-
Door gatenproces: Er worden conventionele wolfraamstaalboren met een diameter van 0,2 mm of meer gebruikt en het spiltoerental wordt geregeld op 80.000 tot 150.000 omwentelingen per minuut. Eén boring kan de volledige plaatverwerking voltooien. De industriestandaard aspectverhouding wordt geregeld binnen 10:1, en de plaatfabriek waarborgt de uitwisselingscapaciteit van chemicaliën in de gatwand via horizontale PTH-galvaniseerlijnen. De uniformiteit van de koperdikte kan stabiel voldoen aan IPC-niveau 2 of hoger. Momenteel kan in reguliere massaproductiescenario's de minimale opening van doorlopende gaten 0,15 mm bereiken, maar wanneer deze lager is dan 0,2 mm is een speciale optimalisatie van de apparatuurparameters vereist.
-
-
Blind-hole-technologie: verdeeld in twee routes: traditionele mechanisch gecontroleerde diepe blinde gaten en reguliere laserblinde gaten. Mechanische blinde gaten worden geboord met behulp van dieptegestuurde boorapparatuur, met een dieptenauwkeurigheid geregeld binnen ± 0,05 mm en een conventionele AR-verhouding van 1,2:1; Laserblinde gaten worden geablateerd met behulp van CO₂- of UV-lasers, met een diafragmanauwkeurigheid van ± 0,01 mm en een minimale opening van 3mil. De energiedichtheid wordt stabiel gecontroleerd op 8-12 J/cm², en de binnenlaag en het onderste circuit worden tijdens het proces niet beschadigd. Nadat de laserblinde gatverwerking is voltooid, is het noodzakelijk om de stroomsnelheid en de inwerktijd van de medicijnoplossing te optimaliseren om achtergebleven medicijnoplossing in het blinde eindgat te voorkomen en ervoor te zorgen dat er geen holtes in het koper zinken.
-
-
-
-
Begrafenis proces: Volledig gebaseerd op de verwerking van dunne kernplaten, wordt eerst mechanisch boren voltooid op de onafhankelijke binnenste kernplaat en vervolgens wordt de verkoolde hars op de gatwand verwijderd door nat boren met kaliumpermanganaat. Daarna wordt de koperdikte op de gatwand vergroot tot 10-20 μm door chemische koperafzetting en galvaniseren van volbord. Ten slotte wordt het circuit van de binnenlaag geëtst en neemt het vervolgens deel aan de daaropvolgende meerlaagse laminering. Gedurende het hele proces moeten de temperatuur-, druk- en tijdparameters van het lamineren nauwkeurig worden gecontroleerd om verstopping van de begraven gaten door de stroom lijm in de halfuitgeharde plaat, of de verplaatsing en vervorming van de dunne kernplaat veroorzaakt door lamineerspanning, te voorkomen.
-
Typische industriële toepassingsgevallen
De combinatieselectie van verschillende poriestructuren bepaalt direct de bovengrens van de prestatie van het eindproduct. Uniwell Circuits heeft volwassen implementatieoplossingen ontwikkeld in meerdere hoogwaardige productiegebieden:
-
24 lagen hogesnelheidsbackplane van AI-server: Het hele bord maakt gebruik van een basisverbindingsschema van "through-hole+back-boren", en is uitgerust met laserblinde gaten van 1-2 ordes in het CPU-socketgebied, waardoor de lengte van het BGA-pin-retourpad met meer dan 40% wordt verminderd, ernstige reflectie van hogesnelheidssignalen bij de resterende stapel met doorlopende gaten wordt vermeden en wordt voldaan aan de transmissievereisten van SerDes-signalen boven 25 Gbps. Als al deze ontwerpen gebruik maken van gewone gaten, zal niet alleen de bedradingsruimte volledig ontoereikend zijn, maar zal de signaalintegriteit ook niet aan de normen voldoen.
-
-
-
-
16 lagen RO4350B+RO4450F hoogfrequent blindgatbord: Op het gebied van RF-transceivermodules worden L1-L2 blinde lasergaten gebruikt om nabijgelegen aarding te bereiken, waardoor de parasitaire inductie van de via binnen 0,1 nH wordt geregeld en het invoegverlies van 77GHz millimetergolfsignalen aanzienlijk wordt verminderd. Als een normaal doorgaand gat wordt gebruikt, zal een te lang aardingspad een afname van 2-3 dB in de antenneversterking veroorzaken, wat niet kan voldoen aan de detectieafstandsvereisten van de in het voertuig gemonteerde radar.
|
|
Vertrouwelijkheid is vereist, de afbeelding is verwerkt en dient alleen ter referentie
-
-
10 lagen 3e orde HDI blinde ingegraven gatenplaat: Onder de SOC-chip van het vlaggenschip smartphone-moederbord wordt een blind, begraven gat+gestapeld gat-ontwerp gebruikt om een ventilator met hoge dichtheid te bereiken uit duizenden pinnen in een BGA-gebied ter grootte van een vingernagel. Zonder het totale aantal lagen te vergroten, worden de bedradingsbronnen met 40% vergroot en wordt het schakelpad van de signaallaag aanzienlijk verkort, waardoor het totale stroomverbruik met ongeveer 12% wordt verminderd.
-
26 lagen halfgeleidertestbackplane: In het interfacegebied van de sondekaart wordt een groot aantal ondergrondse gaten gebruikt om onderlinge verbinding tussen aangrenzende lagen in de binnenlaag te bereiken, zonder enige buitenste bedradingsruimte in beslag te nemen. Zelfs met meer dan 20.000 verbindingskanalen op het hele bord wordt de impedantietolerantie van alle signaalkanalen nog steeds binnen ± 5% geregeld, wat voldoet aan de uiterst nauwkeurige synchronisatievereisten van chiptests. -
De kernprincipes van selectiebeslissingen
In praktische projecten is er geen absolute superioriteit of inferioriteit tussen de drie soorten gaten, alleen verschillen in aanpassingsscenario's: gewone industriële besturingskaarten, tweelaagse, vierlaagse consumentenelektronicakaarten en volledige doorlopende ontwerpen hebben de voorkeur om de kostenbeheersing te maximaliseren en tegelijkertijd aan de prestatie-eisen te voldoen; BGA-borden met hoge dichtheid en hogesnelheidsserverborden kunnen bedradingsbronnen voor blinde gaten-optimalisatie van de eerste orde introduceren; High-end HDI-borden en geminiaturiseerde RF-modules vereisen een combinatieontwerp met blinde, begraven gaten om de hoogste verbindingsdichtheid te bereiken binnen een beperkt bordoppervlak.