Papan PCB lubang terkubur butatelah menjadi operator utama di-bidang kelas atas seperti komunikasi 5G, ruang angkasa, elektronik medis, dll., berkat keunggulan utamanya yaitu "menghemat ruang di papan, mengurangi gangguan sinyal, dan meningkatkan integrasi sirkuit". Namun, dibandingkan dengan-papan PCB berlubang tradisional, struktur "tidak menembus" dan karakteristik "interkoneksi-lapisan" dari lubang tersembunyi menimbulkan banyak hambatan teknis dalam pemrosesannya, dan penyimpangan presisi di setiap tautan dapat secara langsung menyebabkan kegagalan produk.
1, Akar penyebab kesulitan pemrosesan
Kesulitan papan PCB lubang terkubur buta terletak pada persyaratannya untuk "akurasi dimensi spasial". Lubang buta dan lubang terkubur mematahkan logika sederhana tradisional melalui lubang yang menembus seluruh papan, memerlukan interkoneksi yang tepat pada kedalaman dan lokasi tertentu dalam substrat dengan ketebalan terbatas, sekaligus mempertimbangkan sinergi sirkuit multi-lapisan. Struktur ini menghadirkan dua tantangan utama: pertama, kesulitan dalam mengontrol kedalaman - kedalaman pengeboran lubang buta harus disesuaikan secara akurat dengan jarak dari permukaan ke lapisan dalam target, dan penyimpangan di luar kisaran yang wajar dapat menyebabkan "tidak menembus" atau "menembus lapisan dalam"; Yang kedua adalah masalah penyelarasan antar lapisan - pemrosesan lubang yang terkubur memerlukan persilangan beberapa substrat bagian dalam, dan perbedaan dalam laju penyusutan dan offset referensi posisi dari substrat yang dilaminasi dapat menyebabkan lubang yang terkubur tidak sejajar dengan bantalan solder bagian dalam, yang pada akhirnya menyebabkan sirkuit terbuka atau korsleting.
2, Terobosan Kesulitan dalam Proses Inti
(1) Proses pengeboran:
Pengeboran adalah "jalur hidup pertama" dari pemrosesan lubang terkubur secara buta, dan keakuratannya secara langsung menentukan efek interkoneksi selanjutnya. Hal ini terutama menghadapi tiga kesulitan utama:
Kesulitan dalam mengontrol kedalaman lubang buta: Pengeboran-lubang tembus tradisional hanya memerlukan "pengeboran menembus substrat", sedangkan lubang buta memerlukan kontrol ketat terhadap kedalaman pengeboran. Di satu sisi, "efek pantulan" dari putaran jarum pengeboran berkecepatan tinggi dapat menyebabkan penyimpangan kedalaman sebenarnya, terutama bila material substrat adalah material berfrekuensi tinggi, kekakuan material yang rendah cenderung memperburuk getaran jarum pengeboran; Di sisi lain, ketebalan substrat multi-lapisan yang tidak merata dapat menyebabkan perbedaan antara kedalaman pengeboran sebenarnya dan kedalaman teoritis, yang dapat langsung menembus sirkuit bagian dalam dan merusak struktur internal substrat.
Kesulitan dalam menyelaraskan "pengeboran sekunder" lubang yang terkubur: Pengolahan lubang yang terkubur biasanya menggunakan proses "pengeboran lapisan dalam lubang yang terkubur terlebih dahulu, kemudian laminasi, dan terakhir pengeboran lapisan luar lubang yang terkubur", di antaranya "menyelaraskan lapisan dalam dari lubang yang terkubur dengan lapisan luar dari lubang yang terkubur" adalah kuncinya. Karena penyusutan termal pada substrat selama proses laminasi, jika terdapat penyimpangan antara referensi posisi lubang terkubur bagian dalam dan referensi lubang buta bagian luar, kemungkinan besar akan menyebabkan "ketidaksejajaran lubang". Ketika perpindahan melebihi kisaran yang wajar, area yang tumpang tindih antara lubang buta bagian luar dan lubang terkubur bagian dalam akan berkurang secara signifikan, mengakibatkan transmisi arus yang buruk dan bahkan sirkuit terbuka.
Masalah "kehilangan pin bor" dalam pemrosesan lubang mikro: Dengan meningkatnya kepadatan papan PCB, penerapan lubang mikro menjadi semakin luas. Namun, kekakuan pin bor mikro sangat buruk, dan "kerusakan pin" atau "keausan" rentan terjadi selama pemrosesan. Di satu sisi, "rasio panjang terhadap diameter" jarum bor mikro biasanya besar, dan rentan terhadap "deformasi tekuk" selama putaran kecepatan tinggi, yang mengakibatkan kekasaran berlebihan pada dinding lubang; Di sisi lain, ujung tombak jarum bor mikro cepat aus dan perlu sering diganti, yang tidak hanya meningkatkan biaya tetapi juga dapat mengakibatkan sisa "terak pengeboran" di dasar lubang karena "kegagalan mengganti jarum bor yang aus pada waktu yang tepat", yang mempengaruhi kualitas lapisan selanjutnya.
(2) Proses pelapisan:
"Struktur yang tidak menembus" dari lubang yang terkubur secara buta menyebabkan "kesulitan dalam pertukaran larutan" selama proses pelapisan, dan rentan terhadap "tidak ada tembaga di dinding lubang" atau "ketebalan lapisan yang tidak merata". Kesulitan utama tercermin dalam:
Masalah "gelembung sisa" di dasar lubang buta: Deposisi kimia tembaga adalah proses inti untuk mencapai konduktivitas pada dinding lubang. Substrat perlu direndam dalam larutan pengendapan tembaga untuk mengendapkan lapisan tipis tembaga pada permukaan dinding lubang. Namun, "ujung tertutup" dari lubang buta rentan terhadap sisa udara, membentuk "gelembung" yang mencegah area tersebut bersentuhan dengan larutan tembaga, yang pada akhirnya mengakibatkan "tidak ada tembaga di dasar lubang". Terutama jika diameter dan kedalaman lubang buta lebih kecil dan lebih dalam, gelembung akan lebih sulit dikeluarkan. Jika tidak ditangani tepat waktu, maka akan langsung mengakibatkan rangkaian terbuka.
Kesulitan dalam memperbarui larutan di dalam lubang yang terkubur: Lubang yang terkubur terletak di dalam substrat, dan setelah laminasi, terdapat risiko tinggi sisa "residu film semi-sembuh" atau "terak pengeboran" di dalam lubang. Jika pra-perawatan tidak menyeluruh, hal ini akan mempengaruhi daya rekat lapisan. Pada saat yang sama, selama proses pelapisan tembaga, elektrolit dalam lubang yang terkubur mengalir perlahan, sehingga menghasilkan konsentrasi ion tembaga yang lebih rendah di dalam lubang dibandingkan di permukaan pelat, yang pada akhirnya membentuk fenomena "lapisan tipis pada dinding lubang dan lapisan tebal pada permukaan pelat", yang tidak dapat memenuhi persyaratan pembawa arus dan rentan terhadap "panas berlebih dan terbakar" setelah-penggunaan jangka panjang.
Masalah "langkah pelapisan" pada lubang mikro buta: Persimpangan antara "bukaan lubang" dan "permukaan pelat" lubang mikro buta rentan membentuk "langkah pelapisan" - karena kerapatan arus yang lebih tinggi di tepi bukaan lubang dibandingkan dengan dinding lubang, "akumulasi pelapisan tepi" dapat terjadi selama pelapisan listrik, mengakibatkan ketinggian langkah melebihi kisaran yang wajar. Jenis langkah ini tidak hanya mempengaruhi lapisan lapisan topeng solder berikutnya, tetapi juga dapat menyebabkan penyolderan yang tidak merata selama penyolderan berikutnya, yang menyebabkan penyolderan virtual.
(3) Proses laminasi:
Pelapisan adalah proses menekan "substrat bagian dalam dengan lubang terkubur yang dibor" dan "lembaran setengah kering" menjadi satu, dan kesulitannya terletak pada "mengendalikan laju penyusutan media" dan "menghindari deformasi lubang terkubur":
Penyusutan laminasi menyebabkan "perpindahan lubang": Selama proses laminasi, substrat perlu disimpan dalam lingkungan bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi untuk jangka waktu tertentu, dan lembaran semi-cured resin epoksi akan mengalami "aliran" dan "pengeringan penyusutan". Jika bahan substrat bagian dalam tidak sesuai dengan tingkat penyusutan lembaran semi-kering, hal ini akan menyebabkan substrat yang dilaminasi melengkung, mengakibatkan perpindahan lubang yang terkubur. Ketika kelengkungan media melebihi rentang standar, deviasi penyelarasan antara lubang yang terkubur dan lubang buta bagian luar akan secara langsung melebihi persyaratan industri, sehingga memengaruhi fungsionalitas sirkuit.
Masalah "penyumbatan aliran lem" pada lubang yang terkubur: Film setengah kering akan menghasilkan "aliran lem" selama laminasi, dan jika jumlah aliran lem terlalu besar, akan menyebabkan lubang yang terkubur tersumbat oleh resin; Jika jumlah aliran perekat terlalu kecil, maka tidak akan mampu mengisi celah antara substrat bagian dalam, sehingga menghasilkan ikatan antar lapisan yang tidak mencukupi. Ketika lubang yang terkubur diblokir sampai batas tertentu oleh resin, tembaga tidak dapat mengisi lubang tersebut selama pelapisan listrik berikutnya, yang mengakibatkan kegagalan konduktivitas.
Kesulitan dalam mengontrol "keseragaman ketebalan" substrat multi-lapisan: Papan PCB lubang tersembunyi biasanya merupakan struktur multi-lapisan, dan selama laminasi, perlu dipastikan bahwa deviasi ketebalan setiap lapisan berada dalam kisaran yang wajar. Namun jika perbedaan ketebalan lapisan tembaga bagian dalam dan susunan lembaran semi-kering tidak masuk akal, hal ini akan menyebabkan "ketebalan lokal terlalu tebal" atau "terlalu tipis" pada substrat yang dilaminasi. Misalnya, jika terdapat terlalu banyak tumpukan film semi-cured di area tertentu, ketebalannya akan menyimpang dari nilai yang ditetapkan, dan laju pengumpanan jarum pengeboran perlu disesuaikan selama pengeboran berikutnya, yang dapat dengan mudah menyebabkan kedalaman lubang buta melebihi standar.
Kesulitan mengatasi arah
Menanggapi kesulitan-kesulitan di atas, industri ini telah mengembangkan serangkaian solusi teknis, yang berpusat pada "kontrol presisi" dan "peningkatan efisiensi":
Proses pengeboran: Mengadopsi teknologi komposit "pengeboran laser+pengeboran mekanis" - pengeboran laser dapat mencapai pemrosesan lubang buta mikro yang presisi, dengan deviasi kedalaman yang dikontrol dalam rentang yang sangat kecil dan tidak ada masalah keausan jarum pengeboran; Pengeboran mekanis digunakan untuk lubang terkubur berdiameter lebih besar, ditambah dengan "sistem penentuan posisi visual CCD", yang dapat-mengoreksi penyimpangan posisi lubang setelah laminasi secara real-time, sehingga sangat meningkatkan akurasi penyelarasan.
Proses pelapisan: Memperkenalkan teknologi "pelapisan listrik pulsa", dengan menyesuaikan kerapatan arus secara berkala, meningkatkan aliran elektrolit di lubang yang terkubur, secara signifikan meningkatkan keseragaman ketebalan lapisan pada dinding lubang; Menanggapi masalah gelembung lubang buta, peralatan "deposisi tembaga kimia vakum" digunakan untuk melepaskan gelembung di dalam lubang di bawah lingkungan bertekanan negatif, sehingga sangat meningkatkan cakupan pengendapan tembaga.
Proses pelapisan: Mengembangkan "film semi-kering dengan penyusutan rendah", dipadukan dengan "proses-demi-laminasi langkah", untuk mengontrol lengkungan media pada tingkat yang sangat rendah; Pada saat yang sama, "perangkat lunak simulasi laju aliran" digunakan untuk menghitung laju aliran lembaran semi-sempurna terlebih dahulu untuk menghindari penyumbatan pada lubang yang terkubur.