Τυφλές και Ενσωματωμένες Αγώγιμες Οπές

Κοφή Ανοίγματα και Ενσωματωμένα Ανοίγματα

Η πλακέτα κυκλώματος (PCB) μοιάζει με ένα "πολυστρωματικό κέικ", με πολλαπλά στρώματα κυκλωμάτων από χαλκοφυλλο επιστρωματικά. Για να μεταδώσετε ηλεκτρονικά σήματα μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων, πρέπει να βασίζεστε στα "ανοίγματα" - μπορείτε να τα φανταστείτε σαν τον πράσινο σωλήνα νερού στο "Super Mario", μόνο που τώρα ηλεκτρισμός ρέει μέσα στο σωλήνα, αντί για νερό.

Ωστόσο, το τοίχωμα της νέας τρύπας που έχει γίνει είναι από ρητίνη και δεν είναι αγώγιμο, γι' αυτό πρέπει να επικαλυφθεί ένα στρώμα χαλκού στο τοίχωμα της τρύπας, ώστε τα ηλεκτρόνια να μπορούν να περνούν μέσα από τα στρώματα του χαλκοφυλλο.

Υπάρχουν τρεις κοινές κατηγορίες ανοιγμάτων: Through Hole (PTH), Blind Via (BVH) και Buried Via (BVH). Στη συνέχεια θα επικεντρωθούμε στις δύο τελευταίες.

1. Through Hole (PTH) - η πιο συνηθισμένη "διατρητική σκάλα"

Κοιτάξτε την πλακέτα PCB απέναντι στο φως, την οπή που επιτρέπει το φως να περνάει είναι μια διερχόμενη οπή. Εκτείνεται από το πάνω επίπεδο μέχρι το κάτω επίπεδο και είναι απλή στην κατασκευή και φτηνή. Τα μειονεκτήματα είναι επίσης προφανή: αν θέλετε να συνδέσετε μόνο το 3ο και το 4ο επίπεδο, θα πρέπει να τρυπήσετε ολόκληρη την πλακέτα, όπως να εγκαθιστάτε έναν ασανσέρ από τον 1ο μέχρι τον 6ο όροφο σε ένα κτίριο έξι ορόφων, το οποίος εξυπηρετεί μόνο τον 3ο και 4ο όροφο, με αποτέλεσμα τη σπατάλη χώρου.

2. Τυφλή οπή (BVH) - μια σκάλα που συνδέει μόνο "έναν όροφο με τον επόμενο"

Η τυφλή οπή ξεκινά από την επιφάνεια της PCB και συνδέεται μόνο με το γειτονικό εσωτερικό επίπεδο. Η άλλη άκρη παραμένει κρυμμένη μέσα στην πλακέτα και δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι, γι’ αυτό και ονομάζεται "τυφλή". Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, το βάθος της διάτρησης (άξονας Z) πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια. Αν είναι πολύ βαθιά ή πολύ επιφανειακή, θα επηρεάσει την επόμενη επιχαλκωση.
Κοινή πρακτική: πρώτα λαμιναρίστε, διατρήστε και επιμεταλλώστε τα τοπικά στρώματα, και στη συνέχεια συμπιέστε τα μαζί με τα υπόλοιπα στρώματα για να σχηματιστεί ένας ολόκληρος πίνακας. Για παράδειγμα, σε μια δομή 2+4+2, μπορείτε να κατασκευάσετε πρώτα τα εξωτερικά στρώματα, ή μπορείτε να κατασκευάσετε πρώτα τα στρώματα 2+4, όμως και τα δύο απαιτούν εξοπλισμό εξαιρετικά υψηλής ακρίβειας.

3. Ενσωματωμένες διατρήσεις (BVH) - Σκάλες πλήρως κρυμμένες στη "μέση της δομής"

Οι ενσωματωμένες διατρήσεις συνδέουν μόνο δύο ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα, δεν επεκτείνονται στην επιφάνεια της πλακέτας, και είναι πλήρως αόρατες από την εξωτερική πλευρά.
Μέθοδος: Πρώτα διατρήστε και επιμεταλλώστε την εσωτερική πυρήνα πλακέτας, και στη συνέχεια συμπιέστε την ως ένα σύνολο. Υπάρχουν περισσότερες διαδικασίες σε σχέση με τις διατρήσεις διείσδυσης και τις τυφλές διατρήσεις, και το κόστος είναι επίσης υψηλότερο, όμως μπορεί να εξοικονομήσει χώρο για περισσότερες γραμμές, και χρησιμοποιείται συχνά σε πλακέτες υψηλής πυκνότητας (HDI).
Το πρότυπο IPC συνιστά: Η διάμετρος των τυφλών και ενσωματωμένων διατρήσεων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 6 mil (150 μm).

Σημεία παραγωγής

1. Να γίνει πρώτα η διάτρηση ή πρώτα η συμπίεση; Και οι δύο μέθοδοι είναι εφικτές:

• Γυαλίστε και ηλεκτρονικά επιχαλκώστε πριν από την πολυστρωματική στρώση και στη συνέχεια πιέστε ολόκληρο το σύνολο
  
• Ή χρησιμοποιήστε λέιζερ για να γυαλίσετε τυφλές οπές μετά τη στρώση
  

2. Πρέπει να ελέγχεται αυστηρά το βάθος των τυφλών οπών. Αν είναι πολύ βαθιά, το σήμα θα εξασθενεί, ενώ αν είναι πολύ επιφανειακές, η ηλεκτρική διέγερση μπορεί να είναι κακή

3. Συνεννοηθείτε με το εργοστάσιο PCB κατά τη διάρκεια της φάσης σχεδίασης για να αποφύγετε επανεργασίες και απότομη αύξηση του κόστους

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Πλεονεκτήματα: Περισσότερα κυκλώματα μπορούν να τοποθετηθούν σε περιορισμένο αριθμό στρώσεων ή πάχος πλακέτας, καθιστώντας τα κινητά τηλέφωνα και οι υπολογιστές όλο και πιο μικρότερα
Μειονεκτήματα: Πολλές διαδικασίες, πολλές δοκιμές, απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας και αυξανόμενο κόστος

Συμβουλές σχεδίασης

• Οι τυφλές/ενσωματωμένες διασυνδέσεις (vias) πρέπει να διασχίζουν ζυγό αριθμό στρώσεων χαλκού
  
• Δεν μπορούν να ξεκινούν/να τελειώνουν στην κορυφή ή στον πυθμένα της πλακέτας
  
• Δύο διασυνδέσεις (vias) δεν μπορούν να επικαλύπτονται ή να τοποθετούνται μερικώς η μία μέσα στην άλλη, εκτός αν η μία καλύπτει πλήρως την άλλη - αυτό όμως θα αυξήσει το κόστος