Das Verständnis der Kernunterschiede zwischen Durchgangsloch, Sackloch und vergrabenem Loch ist die Grundvoraussetzung für die Lösung des Problems der geringen Ausbeute an Blindlochplatten. Die drei unterscheiden sich hinsichtlich der strukturellen Definition, des Prozesspfads und der anwendbaren Szenarien völlig und bestimmen direkt die Herstellungskomplexität und die Ertragsleistung von Leiterplatten.
Unterschiede in den Kerndefinitionen von drei Arten von Löchern
Durchgangsloch: Bohren Sie direkt von der oberen Schicht zur unteren Schicht der Leiterplatte und durchdringen Sie die gesamte Dicke der Leiterplatte vollständig. Das Vorhandensein dieses Lochs ist in allen Schichten sichtbar. Es handelt sich um die einfachste Form einer Durchgangsbohrung in Leiterplatten.
Sackloch: Wird in die Ober- oder Unterseite der Leiterplatte gebohrt und verbindet nur die Oberflächenschicht mit einer bestimmten Innenschicht, ohne die gesamte Leiterplatte zu durchdringen. Das Loch ist von der anderen Seite der Leiterplatte nicht sichtbar.
Vergrabenes Loch: vollständig im Inneren der Leiterplatte verborgen, verbindet nur die Verkabelung zwischen zwei oder mehr Innenschichten, erstreckt sich nicht bis zu einer Oberfläche der Leiterplatte und das Vorhandensein von Löchern ist von der Leiterplattenoberfläche aus völlig unsichtbar.
Unterschiede in den Herstellungsprozessen und -verfahren
| Vergleichsdimension | Durchgangsloch | Sackloch | Begraben über |
|---|---|---|---|
| Bohrmethode | Konventionelles maschinelles Bohren, Bohren durch die gesamte Platine in einem Arbeitsgang | UV-Laserbohren wird häufig zur präzisen Steuerung der Bohrtiefe eingesetzt | Mechanisches Bohren, Bearbeitung auf unabhängigen Trägerplatten vor der Laminierung |
| Bearbeitungszeitpunkt | Nachdem alle Laminierungsvorgänge abgeschlossen sind, bohren Sie Löcher und galvanisieren sie in einem Arbeitsgang | Nachdem die entsprechende Schichtverdichtung abgeschlossen ist, bohren Sie Löcher von der Außenfläche nach innen | In der Produktionsphase der Innenkernplatine werden nach Fertigstellung des Schaltkreises zunächst Bohrungen und Galvanisierungen durchgeführt, gefolgt von der anschließenden Laminierung |
| Prozesskomplexität | Nur 1 Bohren und 1 Galvanisieren, mit einem minimalistischen Verfahren | Mit steigendem HDI-Auftrag führt jeder weitere Auftrag zu einem zusätzlichen Laserbohr- und Galvanikprozess | Bohren und Galvanisieren sollten vor dem Pressen jeder inneren Kernplatte separat durchgeführt werden, und es sollte eine segmentierte Bearbeitung durchgeführt werden |
| Matching-Schwierigkeit | Keine tiefen Ausrichtungsanforderungen, extrem geringes Risiko eines Zwischenschichtversatzes | Eine genaue Ausrichtung auf das innere Ziel ist erforderlich, und nach mehreren Kompressionen kann die Anhäufung von Schwellungen und Schrumpfungen leicht zu einer Porenabweichung führen | Nur bei der Verarbeitung innerhalb der unabhängigen Kernplatte ist die Ausrichtungsschwierigkeit geringer als bei Sacklöchern, aber die Gesamttoleranz wird nach mehrstufiger Komprimierung erhöht |
Unterschiede im Verkabelungsraum und in der Leistung
Durchgangsloch: Ein Loch belegt den Verdrahtungsraum aller Schichten. Wenn der Pin-Abstand im BGA-Bereich weniger als 0,8 mm beträgt, ist es schwierig, den Fan-Out vollständig durchzuführen, und ein Design mit hoher Dichte verschwendet den Bereich der inneren Schicht erheblich.
Sackloch: Es nimmt nur Platz auf der Oberfläche und der entsprechenden Innenschicht ein und kann direkt auf BGA-Pads gebohrt werden (über das Lochverfahren), wodurch hochdichte Chips mit einem Abstand von 0,5 mm oder sogar 0,4 mm unterstützt werden, wodurch viel Platz für die Oberflächenverdrahtung frei wird.
Vergrabenes Loch: Es nimmt überhaupt keinen Platz auf der Oberfläche ein und die innere Schicht bietet den höchsten Freiheitsgrad bei der Verkabelung. Es kann die Verkabelung oberhalb und unterhalb des vergrabenen Lochs fortsetzen und ist die Kernstruktur zur Erzielung der ultimativen Dichte bei HDI-Platinen höherer Ordnung.
Die Hauptursache für die geringe Ausbeute blind vergrabener Blenden
Die überwiegende Mehrheit der verdeckt vergrabenen Blenden mit einer Ausbeute von weniger als 85 % wird durch die Diskrepanz zwischen Design und Herstellung aufgrund von Unterschieden in den Prozesseigenschaften der drei Lochtypen verursacht:
Übermäßiges Seitenverhältnis: Beim Design werden blind nicht standardmäßige Mikroporen unter 0,1 mm verwendet, wobei das Verhältnis von Dielektrikumsdicke zu Porengröße den branchenüblichen Sicherheitsgrenzwert von 2:1 überschreitet, die Dicke der Kupferschicht am Boden des Lochs während der Galvanisierung unzureichend ist und ein hohes Risiko eines Stromkreisbruchs nach einem Thermoschock besteht.
Schichtungs- und Ausrichtungsfehler: Nach mehreren Pressvorgängen gibt es keinen dynamischen Ausgleich für die Ausdehnung und Kontraktion der Platine, die Lochverschiebung übersteigt ± 0,03 mm und das ringförmige Lötpad ist weniger als 50 μm groß, wie es die IPC-Standards erfordern, was zu Batch-Ausschuss bei offenen Schaltkreisen führt.
Mangelnde Prozesskontrolle: Kleine Fabriken verzichten auf die Entfernung von Plasmarückständen, was nach dem Laserbohren zu Harzresten in den Löchern führt. Die Haftung der Kupferbeschichtung ist unzureichend und nach längerem Gebrauch fällt die Kupferschicht ab und öffnet sich, was die Defektrate direkt um 25 % erhöht.
Inkonsistenter Galvanisierungsprozess: Gewöhnliche DC-Galvanisierung kann nicht tief in den Boden von Sacklöchern eindringen, und die Kupferdicke am Boden des Lochs beträgt weniger als 10 μm. Nach längerem Einschalten und Erhitzen erhöht sich der Lochwiderstand und der Stromkreis wird unterbrochen. Für Hersteller ohne Geräte zur Impulsgalvanisierung ist es schwierig, eine stabile Ausbeute aufrechtzuerhalten.
Umsetzungsplan zur schnellen Verbesserung der Ertragsrate
Standardisierte Sacklochparameter: TOP-L2- und BOT-L3-Sacklöcher werden einheitlich mit einer Laserapertur von 0,15 mm, einer festen mittleren Dicke von 0,12 mm, einem kontrollierten Seitenverhältnis von 1,2:1 ausgewählt und nicht standardmäßige Mikrolöcher unter 0,1 mm werden abgelehnt.
Optimieren Sie die Stapelstruktur: Verwenden Sie die universelle TOP-GND-PWR-BOTTOM-Stapelung, verlegen Sie Gitterkupfer im leeren Bereich der Innenschicht, um die Kupferdichte auszugleichen, und verwenden Sie halbgehärtete Klebefolien mit geringem Durchfluss im Bereich der vergrabenen Löcher, um ein Überlaufen des Harzes und eine Verstopfung der Löcher während der Laminierung zu vermeiden.
Löschen Sie redundante Sacklöcher: Ersetzen Sie Sacklöcher durch Array-Durchgangslöcher für Strom- und Erdungsnetzwerke und behalten Sie nur Sacklöcher für Hochgeschwindigkeits-Differenzsignale bei, wodurch die Anzahl der Sacklöcher um 30 % reduziert und gleichzeitig Verarbeitungskosten und Prozessrisiken gesenkt werden können.
Vor-DFM-Überprüfung: Vervollständigen Sie die Berechnung des Verhältnisses von Tiefe zu Durchmesser von blinden, vergrabenen Löchern in der gesamten Platine vor dem Gießen, fangen Sie übermäßige Lochpositionen im Voraus ab und vermeiden Sie, dass Chargenfehler erst entdeckt werden, nachdem die gesamte Platine in Produktion gegangen ist.