Desain dan teknologi pembuatan PCB menghadapi tantangan berat. Untuk memenuhi permintaan akan ukuran yang lebih kecil, kinerja yang lebih tinggi, dan lebih banyak fungsi dalam produk elektronik,lubang butateknologi adalah kuncinya. Pembagian urutan lubang buta memainkan peran penting dalam desain dan pembuatan PCB, yang secara langsung memengaruhi kinerja, kepadatan kabel, dan biaya produksi papan sirkuit.
1, Konsep dasar lubang buta dan lubang terkubur
(1) Lubang buta
Lubang buta adalah jenis lubang-yang menghubungkan kabel bagian dalam PCB dengan kabel permukaan PCB. Ciri khasnya adalah lubang ini tidak menembus seluruh papan. Lubang buta biasanya digunakan untuk menghubungkan sirkuit luar dengan sirkuit dalam yang berdekatan. Pada papan sirkuit cetak multi-lapisan, mereka membantu mengurangi jarak transmisi sinyal, mengurangi interferensi sinyal, dan meningkatkan integritas sinyal, sehingga berperan penting dalam proses miniaturisasi perangkat elektronik. Misalnya, pada papan sirkuit tercetak seperti motherboard ponsel yang memerlukan pemanfaatan ruang dan pemrosesan sinyal yang tinggi, lubang buta dapat menghasilkan sambungan listrik yang lebih efisien dalam ruang terbatas. Bukaannya biasanya kecil, biasanya antara 0,1-0,3 mm, untuk memenuhi persyaratan kabel berkepadatan tinggi.
(2) Lubang terkubur
Lubang terkubur adalah jenis lubang-yang hanya menghubungkan kabel antar lapisan dalam dan tidak dapat diamati langsung dari permukaan PCB. Lubang penguburan menciptakan jalur sambungan listrik yang stabil dalam-papan sirkuit cetak multi-lapis, yang sangat penting untuk mencapai fungsionalitas sirkuit yang kompleks. Pada motherboard-server kelas atas dan papan sirkuit tercetak lainnya yang memerlukan kinerja dan stabilitas kelistrikan yang ketat, lubang yang terkubur dapat digunakan untuk menghubungkan beberapa lapisan lapisan daya dan sinyal, memastikan distribusi daya yang stabil dan transmisi sinyal yang andal. Bukaannya relatif kecil, mirip dengan lubang buta, sebagian besar berada pada kisaran 0,1-0,3 mm, agar sesuai dengan tren kabel berdensitas tinggi.
2, Definisi tatanan lubang terkubur buta
(1) Definisi berdasarkan frekuensi pengeboran laser
Pada-papan interkoneksi berkepadatan tinggi, definisi umum urutan lubang terkubur buta berkaitan dengan jumlah siklus pengeboran laser. Sederhananya, struktur lubang buta yang dibentuk oleh pengeboran laser memiliki urutan yang sama. Misalnya, untuk papan HDI berlapis/terkubur dua arah dengan pengeboran laser murni, jika hanya satu operasi pengeboran laser yang dilakukan untuk menghubungkan lapisan luar ke lapisan dalam yang berdekatan, maka struktur ini berada pada urutan-pertama. Jika dilakukan dua kali operasi pengeboran laser, lubang buta yang terbentuk dari pengeboran laser pertama dihubungkan dari lapisan luar ke lapisan dalam tertentu, dan pengeboran laser kedua dihubungkan dari lapisan dalam yang ada ke lapisan dalam yang lebih dalam, maka itu adalah urutan kedua. Metode definisi ini biasanya digunakan pada papan HDI dengan pengeboran laser sebagai metode pembuatan lubang buta utama, yang secara intuitif dapat mencerminkan kompleksitas hubungan antara berbagai tingkat yang dicapai melalui pengeboran laser.
(2) Penentuan jumlah pelat inti konduktif berdasarkan pengeboran mekanis
Untuk kasus penggunaan pengeboran lubang buta/terkubur mekanis, melakukan satu pelat inti adalah urutan pertama, dan melakukan dua pelat inti adalah urutan kedua. Misalnya, dalam beberapa struktur PCB yang kompleks, lubang terkubur mekanis perlu menghubungkan beberapa lapisan dalam. Jika satu lubang terkubur mekanis dapat menghantarkan dua papan inti, struktur lubang terkubur memenuhi standar-urutan kedua. Dalam proses produksi papan PCB multi-lapisan, jika pengeboran mekanis dimulai dari lapisan dalam tertentu dan melewati dua papan inti yang berbeda secara berurutan untuk mencapai sambungan listrik, desain ini termasuk dalam struktur lubang terkubur buta-pengeboran mekanis urutan kedua. Metode definisi ini berlaku untuk desain PCB yang menggunakan pengeboran mekanis untuk membentuk lubang buta atau lubang terkubur untuk menghubungkan lapisan dalam, yang mencerminkan kemampuan dan hubungan hierarki pengeboran mekanis untuk membuat sambungan antara papan inti yang berbeda.
(3) Definisi berdasarkan struktur berlapis
Struktur yang umum digunakan dalam industri, seperti a+n+a dan a+n+n+a, digunakan untuk memberi nama papan HDI dan menentukan urutannya, dengan a mewakili lapisan tambahan, dengan satu lapisan tambahan menjadi urutan pertama, dua lapisan tambahan menjadi urutan kedua, dan tiga lapisan tambahan menjadi urutan ketiga; N mewakili lapisan inti. Struktur umum mencakup 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3, dll. Dengan mengambil struktur 1+n+1 sebagai contoh, struktur ini mewakili lapisan tambahan di setiap sisi dari lapisan inti n, sesuai dengan-struktur lubang terkubur buta orde pertama; Struktur 2+n+n+2 mewakili dua lapisan tambahan di kedua sisi dari dua lapisan inti n, yang termasuk dalam struktur lubang terkubur buta orde kedua. Metode definisi ini memperhitungkan keseluruhan struktur PCB dan menentukan urutan lubang terkubur buta dengan menambah jumlah lapisan. Hal ini sangat jelas ketika menggambarkan papan HDI dengan struktur bertumpuk yang rumit.
3, Karakteristik dan skenario penerapan lubang terkubur buta dengan tatanan berbeda
(1) Lubang terkubur buta urutan pertama
Lubang terkubur buta tingkat pertama-adalah struktur yang relatif mendasar. Lubang butanya biasanya terhubung langsung dari lapisan luar PCB ke lapisan dalam yang berdekatan, membentuk struktur interkoneksi-kepadatan tinggi yang sederhana. Dalam struktur ini, bukaan lubang buta dan lubang terkubur lebih kecil, serta lebar dan jarak sirkuit lebih tepat, yang secara signifikan dapat meningkatkan integrasi dan kinerja kelistrikan PCB. Lubang terkubur buta-urutan pertama cocok untuk produk elektronik yang memiliki persyaratan tertentu untuk pemanfaatan ruang namun tidak memiliki kompleksitas sirkuit yang tinggi, seperti beberapa produk elektronik konsumen sederhana, seperti gelang pintar, earphone Bluetooth sederhana, dll. Produk ini harus mencapai fungsi dasar dalam ruang terbatas, dan lubang terkubur buta-urutan pertama dapat secara efektif mengurangi ukuran papan sirkuit tercetak dan menurunkan biaya produk sekaligus memenuhi persyaratan sambungan listrik.
(2) Lubang terkubur buta tingkat kedua
Lubang tersembunyi-urutan kedua menambah kerumitan pada hierarki koneksi berdasarkan-urutan pertama. Ini tidak hanya mencakup lubang buta-urutan pertama yang terhubung dari lapisan luar ke lapisan dalam yang berdekatan, namun juga menambahkan lubang buta-urutan kedua yang terhubung dari lapisan luar ke lapisan lebih dalam melalui lapisan perantara, serta struktur lubang terkubur terkait. Lubang terkubur buta urutan kedua dapat mencapai koneksi sirkuit yang lebih kompleks, cocok untuk produk elektronik yang memerlukan integritas sinyal tinggi dan kepadatan kabel, seperti ponsel cerdas, tablet, dll. Mengambil ponsel cerdas sebagai contoh, mereka memerlukan banyak chip, sensor, dan komponen lain untuk dihubungkan secara internal. Lubang terkubur buta urutan kedua dapat mencapai sejumlah besar sambungan listrik dalam ruang motherboard yang terbatas, sekaligus mengurangi kerugian dan gangguan selama transmisi sinyal melalui desain yang wajar, sehingga meningkatkan kinerja ponsel secara keseluruhan.
(3) Lubang terkubur buta tingkat tinggi (urutan ketiga ke atas)
Struktur lubang tersembunyi tingkat ketiga dan tingkat lebih tinggi lebih kompleks dan dapat memenuhi persyaratan produk elektronik kelas atas untuk kepadatan kabel yang sangat tinggi dan kinerja kelistrikan yang baik. Di bidang peralatan komunikasi 5G, motherboard-server kelas atas, peralatan elektronik dirgantara, dll., karena kebutuhan untuk memproses sejumlah besar sinyal-kecepatan tinggi dan-frekuensi tinggi serta mengintegrasikan berbagai modul fungsional dalam ruang terbatas, teknologi-lubang terkubur buta tingkat tinggi telah menjadi kuncinya. Misalnya, pada papan sirkuit komunikasi stasiun pangkalan 5G, lubang tersembunyi tingkat tinggi dapat mencapai transmisi data berkecepatan tinggi antar chip yang berbeda, mengurangi penundaan sinyal dan crosstalk, serta memastikan stabilitas dan efisiensi komunikasi; Pada peralatan elektronik dirgantara, lubang tersembunyi tingkat tinggi membantu mengurangi berat papan sirkuit, meningkatkan keandalan peralatan dan kemampuan anti-interferensi, serta memenuhi persyaratan ketat peralatan berperforma tinggi dan ringan di bidang kedirgantaraan.
4, Signifikansi dan pengaruh pembagian tatanan lubang terkubur buta
(1) Dampaknya terhadap kepadatan kabel PCB
Peningkatan urutan lubang terkubur buta memungkinkan papan sirkuit tercetak mencapai kepadatan kabel yang lebih tinggi. Dengan merancang lubang buta dan lubang terkubur dengan urutan berbeda, lebih banyak jalur sambungan dapat dibuat antara lapisan dalam dan luar papan sirkuit, sehingga mengurangi tekanan pada kabel luar dan memungkinkan papan sirkuit menampung lebih banyak komponen dan sirkuit elektronik. Hal ini penting untuk miniaturisasi dan integrasi fungsional produk elektronik. Misalnya, pada ponsel cerdas, teknologi lubang buta yang canggih memungkinkan motherboard mengintegrasikan lebih banyak chip dan modul fungsional dalam ukuran terbatas, sehingga mencapai peningkatan berkelanjutan pada fungsi ponsel.
(2) Dampaknya terhadap integritas sinyal
Desain tatanan lubang terkubur buta yang masuk akal dapat membantu meningkatkan integritas sinyal. Dengan peningkatan frekuensi pengoperasian perangkat elektronik yang terus-menerus, masalah seperti kehilangan sinyal, refleksi, dan crosstalk selama transmisi menjadi semakin menonjol. Lubang terkubur buta dengan urutan berbeda dapat mengoptimalkan jalur transmisi sinyal, mengurangi jarak transmisi sinyal, dan menurunkan diskontinuitas impedansi sinyal di lubang via sesuai dengan persyaratan transmisi sinyal, sehingga secara efektif meningkatkan kualitas dan stabilitas sinyal. Dalam skenario penerapan transmisi data berkecepatan tinggi, seperti antarmuka transmisi data solid-state drive, susunan desain lubang tersembunyi yang sesuai dapat memastikan transmisi data berkecepatan tinggi dan akurat.
(3) Dampaknya terhadap biaya produksi
Peningkatan pesanan lubang terkubur buta biasanya menyebabkan peningkatan biaya produksi. Lubang terkubur buta tingkat lanjut memerlukan proses manufaktur yang lebih kompleks dan peralatan presisi yang lebih tinggi, seperti persyaratan presisi yang lebih tinggi untuk pengeboran laser dan kesulitan yang lebih besar dalam pengeboran mekanis. Pada saat yang sama, kontrol yang lebih ketat juga diperlukan dalam proses seperti laminasi dan pelapisan listrik. Selain itu, tingkat hasil papan sirkuit cetak dengan struktur lubang terkubur buta tingkat tinggi relatif rendah selama proses produksi, sehingga semakin meningkatkan biaya produksi. Oleh karena itu, dalam proses desain PCB, penting untuk mempertimbangkan secara komprehensif faktor-faktor seperti persyaratan kinerja produk dan anggaran biaya, serta memilih urutan lubang tersembunyi secara wajar untuk mencapai efektivitas-biaya terbaik.