อย่าสับสนอีกต่อไป! ทำความเข้าใจกับรูทะลุ รูบอด รูฝังของ PCB ในคราวเดียว

การทำความเข้าใจความแตกต่างหลักระหว่างรูทะลุ รูบอด และรูฝังเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นหลักในการแก้ปัญหาผลผลิตแผ่นหลุมฝังตาบอดที่ให้ผลผลิตต่ำ ทั้งสามมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในแง่ของคำจำกัดความของโครงสร้าง เส้นทางกระบวนการ และสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง โดยกำหนดความซับซ้อนในการผลิตและประสิทธิภาพของผลผลิตของแผงวงจรพิมพ์โดยตรง

ความแตกต่างในคำจำกัดความหลักของหลุมสามประเภท
รูทะลุ: เจาะโดยตรงจากชั้นบนสุดถึงชั้นล่างสุดของ PCB โดยเจาะทะลุความหนาทั้งหมดของบอร์ดได้อย่างสมบูรณ์ และการมีอยู่ของรูนี้สามารถมองเห็นได้ในทุกชั้น เป็นรูปแบบรูทะลุใน PCB พื้นฐานที่สุด

รูตาบอด: เจาะเข้ากับพื้นผิวด้านบนหรือด้านล่างของ PCB เชื่อมต่อเฉพาะชั้นพื้นผิวกับชั้นในที่ระบุเท่านั้น โดยไม่ต้องเจาะทั้งบอร์ด และไม่สามารถมองเห็นรูจากอีกด้านหนึ่งของบอร์ดได้

รูฝัง: ซ่อนไว้อย่างสมบูรณ์ภายใน PCB เพียงเชื่อมต่อสายไฟระหว่างชั้นภายในตั้งแต่ 2 ชั้นขึ้นไป โดยไม่ขยายไปยังพื้นผิวใดๆ ของบอร์ด และการมีอยู่ของรูจะมองไม่เห็นจากพื้นผิวบอร์ดโดยสิ้นเชิง

ความแตกต่างในกระบวนการผลิตและขั้นตอนการผลิต

ความแตกต่างในพื้นที่สายไฟและประสิทธิภาพ
รูทะลุ: รูหนึ่งใช้พื้นที่สายไฟของทุกชั้น เมื่อระยะห่างพินในพื้นที่ BGA น้อยกว่า 0.8 มม. เป็นการยากที่จะทำให้พัดลมเสร็จสิ้น และการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูงจะทำให้พื้นที่ชั้นในเสียไปอย่างมาก

รูบอด: ใช้พื้นที่บนพื้นผิวและชั้นในที่สอดคล้องกันเท่านั้น และสามารถเจาะได้โดยตรงบนแผ่น BGA (ผ่านกระบวนการรู) รองรับชิปความหนาแน่นสูงที่มีระยะพิทช์ 0.5 มม. หรือ 0.4 มม. ช่วยเพิ่มพื้นที่การเดินสายไฟบนพื้นผิวได้อย่างมาก

หลุมฝัง: ไม่ใช้พื้นที่ผิวใดๆ เลย และชั้นในมีอิสระในการเดินสายสูงสุด สามารถเดินสายไฟต่อด้านบนและด้านล่างของรูที่ฝังอยู่ และเป็นโครงสร้างหลักเพื่อให้ได้ความหนาแน่นสูงสุดในบอร์ด HDI ที่มีลำดับสูง

สาเหตุหลักที่ทำให้แผ่นออริฟิสฝังตาบอดให้ผลผลิตต่ำ
แผ่นปากฝังแบบฝังส่วนใหญ่ที่มีอัตราผลตอบแทนน้อยกว่า 85% เกิดจากการขาดการเชื่อมต่อระหว่างการออกแบบและการผลิต เนื่องจากความแตกต่างในลักษณะกระบวนการของรูทั้งสามประเภท:

อัตราส่วนภาพที่มากเกินไป: การใช้ไมโครพอร์ที่ไม่ได้มาตรฐานต่ำกว่า 0.1 มม. ในระหว่างการออกแบบ โดยไม่ทราบสาเหตุ โดยมีอัตราส่วนของความหนาไดอิเล็กทริกต่อขนาดรูพรุน ซึ่งเกินเกณฑ์ความปลอดภัยของอุตสาหกรรมที่ 2:1, ความหนาของชั้นทองแดงที่ด้านล่างของรูไม่เพียงพอในระหว่างการชุบด้วยไฟฟ้า และมีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดการแตกหักของวงจรหลังจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน

ข้อบกพร่องของการแบ่งชั้นและการจัดตำแหน่ง: หลังจากการกดหลายครั้ง จะไม่มีการชดเชยแบบไดนามิกสำหรับการขยายและการหดตัวของบอร์ด การกระจัดของรูเกิน ± 0.03 มม. และแผ่นบัดกรีรูปวงแหวนน้อยกว่า 50 μm ที่กำหนดตามมาตรฐาน IPC ส่งผลให้เกิดเศษวงจรเปิดแบบแบตช์

ขาดการควบคุมกระบวนการ: โรงงานขนาดเล็กละเว้นกระบวนการกำจัดคราบพลาสมา ส่งผลให้มีเรซินตกค้างในรูหลังการเจาะด้วยเลเซอร์ การยึดเกาะของการชุบทองแดงไม่เพียงพอ และหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน ชั้นทองแดงจะหลุดออกและเปิดออก ทำให้อัตราข้อบกพร่องโดยตรงเพิ่มขึ้น 25%

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าที่ไม่สอดคล้องกัน: การชุบด้วยไฟฟ้ากระแสตรงแบบธรรมดาไม่สามารถเจาะลึกเข้าไปในก้นรูตันได้ และความหนาของทองแดงที่ด้านล่างของรูนั้นน้อยกว่า 10 μm หลังจากเปิดเครื่องและให้ความร้อนในระยะยาว ความต้านทานของรูจะเพิ่มขึ้นและวงจรเสียหาย ผู้ผลิตที่ไม่มีอุปกรณ์การชุบด้วยไฟฟ้าแบบพัลส์พบว่าเป็นเรื่องยากที่จะรักษาผลผลิตให้คงที่

แผนการดำเนินงานเพื่อเพิ่มอัตราผลตอบแทนอย่างรวดเร็ว
พารามิเตอร์รูบอดมาตรฐาน: TOP-L2 และ BOT-L3 รูบอดถูกเลือกอย่างสม่ำเสมอด้วยรูรับแสงเลเซอร์ 0.15 มม. ความหนาปานกลางคงที่ 0.12 มม. อัตราส่วนภาพควบคุมภายใน 1.2:1 และรูไมโครที่ไม่ได้มาตรฐานต่ำกว่า 0.1 มม. จะถูกปฏิเสธ

ปรับโครงสร้างการเรียงซ้อนให้เหมาะสม: ใช้การเรียงซ้อน TOP-GND-PWR-BOTTOM สากล วางตารางทองแดงในพื้นที่ว่างของชั้นในเพื่อสร้างสมดุลให้กับความหนาแน่นของทองแดง และใช้แผ่นกึ่งแข็งตัวที่มีกาวไหลต่ำในพื้นที่รูที่ฝังอยู่ เพื่อหลีกเลี่ยงเรซิ่นล้นและการอุดตันของรูในระหว่างการเคลือบ

ลบรูบอดที่ซ้ำซ้อน: แทนที่รูบอดด้วยรูแบบอาร์เรย์ทรูสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าและกราวด์ และเก็บเฉพาะรูบอดสำหรับสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลความเร็วสูง ซึ่งสามารถลดจำนวนรูบอดลงได้ 30% ในขณะที่ช่วยลดต้นทุนการประมวลผลและความเสี่ยงในกระบวนการ

การตรวจสอบก่อน DFM: ทำการคำนวณอัตราส่วนความลึกต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของรูฝังแบบฝังในกระดานทั้งหมดให้เสร็จสิ้นก่อนทำการหล่อ สกัดกั้นตำแหน่งของรูที่มากเกินไปล่วงหน้า และหลีกเลี่ยงการค้นพบข้อบกพร่องแบบแบตช์หลังจากนำกระดานทั้งหมดเข้าสู่การผลิตแล้วเท่านั้น