Dlaczego Blind Via HDI PCB

Blind via i Buried via

Gdy przestrzeń na płytce drukowanej jest ograniczona lub gdy pracujesz z ciasnymi ograniczeniami otworów przelotowych, rozwiązaniem mogą być przelotki ślepe i zakopane.

Technologia Blind & Buried Via odgrywa kluczową rolę w wyciskaniu większych możliwości na mniejszej przestrzeni. Dzięki skróceniu przelotek tak, aby przechodziły tylko przez niezbędne warstwy, większa powierzchnia staje się dostępna dla komponentów.

Ślepe i zakopane przelotki są używane do łączenia warstw PCB, gdzie przestrzeń jest na wagę złota. Blind Via łączy warstwę zewnętrzną z jedną lub więcej warstwami wewnętrznymi, ale nie przechodzi przez całą płytkę. Via zakopana łączy dwie lub więcej warstw wewnętrznych, ale nie przechodzi przez warstwę zewnętrzną.

Kluczowe korzyści obejmują:

• Możliwość spełnienia ograniczeń gęstości linii i padów w typowym projekcie bez zwiększania liczby warstw lub rozmiaru płytki
• Zmniejszenie współczynnika kształtu płytki drukowanej

Ślepa przelotka to miedziany otwór, który łączy tylko jedną warstwę zewnętrzną z jedną lub więcej warstwami wewnętrznymi. Ślepa przelotka nigdy nie przechodzi przez całą płytkę drukowaną. W zakresie projektowania, ślepe przelotki są zdefiniowane w oddzielnym pliku wiercenia.

Dodatkowa korzyść z Blind Vias:

Możliwość poszerzenia kanału BGA breakout (redukcja liczby warstw)

Buried Via to miedziany otwór łączący dwie lub więcej warstw wewnętrznych, bez kontaktu z warstwą zewnętrzną. Nie jest możliwe wykrycie zakopanej przelotki, ponieważ jest ona "zakopana" pod powierzchnią warstwy zewnętrznej płytki PCB. Zakopane przelotki wymagają również osobnego pliku do wiercenia.Buried Via

Dodatkowe korzyści płynące z zakopanych przelotek

• Nie ma wpływu na żaden ślad lub element montowany powierzchniowo na górnej lub dolnej warstwie płyty.
• Ślad lub pad SMD umieszczony na warstwach zewnętrznych bezpośrednio nad przelotką (dodatkowa przestrzeń na warstwach zewnętrznych)

Co to jest mikro otwór?

Zgodnie z nową definicją zawartą w IPC-T-50M mikrowiązka to ślepa struktura o maksymalnym współczynniku kształtu 1:1, kończąca się na terenie docelowym o całkowitej głębokości nie większej niż 0,25 mm, mierzonej od folii ziemi przechwytującej struktury do terenu docelowego.

IPC-6012 definiuje również strukturę Microvia.

• Microvia jest strukturą ślepą o maksymalnym współczynniku proporcji 1:1 pomiędzy średnicą i głębokością otworu, o całkowitej głębokości nie większej niż 0,25 mm, mierząc od powierzchni do docelowej podkładki lub płaszczyzny.
• Zazwyczaj Hemeixin uważa, że grubość dielektryka pomiędzy powierzchnią a podkładką referencyjną wynosi 60 - 80um.
• Wymiary średnicy mikrovia mają zakres 80-100 mikronów. Typowy RATIO wynosi od 0,6: 1 do 1: 1, idealny 0,8: 1

Układanie warstw jest kluczowym wyróżnikiem technologii HDI-buildup. Inżynierowie wytwarzają stos warstw HDI poprzez osadzanie dodatkowych warstw mirovia na tradycyjnych rdzeniach płyt pc-board. Przemysł używa typów konstrukcji HDI do opisania dostępnych układów warstw. Obecnie w użyciu są trzy popularne typy konstrukcji HDI (patrz rysunek poniżej). Typ I obejmuje konwencjonalny sztywny lub elastyczny rdzeń płyty pc-board z dowolną liczbą warstw z wykorzystaniem przelotek i pojedynczą warstwą mikrowarstwową wykonaną po jednej lub obu stronach rdzenia. Konstrukcja typu II jest podobna, ale konstruuje się przelotki w rdzeniu przed dodaniem warstw microvia. Typ III posiada co najmniej dwie warstwy microvia na co najmniej jednej z powierzchni rdzenia.

Dostępnych jest kilka innych typów konstrukcji. Konstrukcja typu IV zawiera "pasywny" rdzeń, który może działać jako ekran nieelektryczny lub bufor termiczny. "Bezrdzeniowa" konstrukcja, która składa się z pary substratów zalaminowanych razem, to konstrukcja typu V. Konstrukcja typu VI, czyli kolaminacja, występuje w przypadku jednoczesnego tworzenia interkonektu i struktury mechanicznej.

Mnogość układów warstwowych, które inżynierowie mogą uzyskać poprzez połączenie typów konstrukcji HDI i różnej liczby warstw, spowodowała potrzebę stworzenia prostego schematu ich oznaczania. Metoda identyfikacji jest prosta. Na przykład, oznaczenie "2 (C4) 2" wskazuje na konstrukcję warstwową składającą się z czterowarstwowego rdzenia płyty pc (C4) z dwoma warstwami HDI (budującymi) na górze i dwoma na dole. Oznaczenie "2 (P) 2" wskazuje na konstrukcję typu IV z pasywnym rdzeniem, dwiema warstwami HDI na górze i dwiema warstwami HDI na dole.

Mikrovia i ich wpływ na HDI PCB

Mikrovia jest formowana, a nie wiercona jak tradycyjna przelotka. Inżynierowie stosują obecnie kilka procesów do wytwarzania mikroprzepustów. Wiercenie laserowe, najbardziej rozpowszechniona technika, wykorzystuje skupioną wiązkę lasera do formowania otworu. Trawienie na mokro/sucho jest procesem masowej produkcji, który tworzy wszystkie przelotki w tym samym czasie, niezależnie od liczby i średnicy otworów. Fotoobrazowanie powleka podłoże bazowe warstwą dielektryczną. Inżynierowie mogą również używać atramentu przewodzącego w mikrovia formowania. W takim procesie formuje się mikrowypusty poprzez wiercenie laserowe, fotoobrazowanie lub przemieszczanie izolacji. Można również formować mikroszczeliny mechanicznie, stosując przebijanie, wykrawanie, ścieranie lub zwykłe wiercenie. W każdym z tych procesów uzyskuje się różne kształty otworów, takie jak miseczki, zwężenia dodatnie, zwężenia ujemne i ściany proste (patrz rysunek poniżej).

Pojawienie się technologii HDI i mikro przelotek doprowadziło również do powstania nowego słownictwa dotyczącego struktur przelotek. Podkomitet Projektowy HDI IPC definiuje mikro przelotki jako "uformowane ślepe i zakopane przelotki", które mierzą mniej lub równe 0,15 mm i mają średnice padów, które mierzą mniej lub równe 0,35 mm. Ponadto, projektanci używają terminów takich jak "capture land" (obszar, z którego pochodzi mikroprzepust) i "target land" (obszar, na którym kończy się mikroprzepust), aby opisać rozmiary podkładek mikroprzepustów. Przelotka bez ziemi ma średnicę ziemi, która jest taka sama lub mniejsza niż średnica przelotki.