سوراخ‌های کور و مدفون

سوراخ کور و سوراخ مدفون

برد مدار چاپی (PCB) مانند یک "کیک هزار لایه" است که لایه‌های متعددی از مدارهای فویل مسی در آن به هم متصل شده‌اند. برای انتقال سیگنال‌های الکترونیکی بین لایه‌های مختلف، باید از "سوراخ‌ها" استفاده کنید - می‌توانید آن را مثل لوله سبز آب در بازی "سوپر ماریو" تصور کنید، با این تفاوت که جریان الکتریسیته به جای آب از لوله عبور می‌کند.

با این حال، دیواره سوراخ تازه‌اُفتاده از رزین است و رسانایی ندارد، بنابراین باید لایه‌ای از مس را روی دیواره سوراخ اضافه کنیم تا الکترون‌ها بتوانند از لایه‌های فویل مسی عبور کنند.

سه نوع متداول از سوراخ‌ها وجود دارد: سوراخ عبوری (PTH)، سوراخ کور (BVH) و سوراخ مدفون (BVH). در ادامه بیشتر به دو مورد آخر می‌پردازیم.

1. سوراخ عبوری (PTH) - "پله‌های عبوری" رایج‌ترین نوع است

محل برد مدار چاپی (PCB) را نسبت به نور ببینید، سوراخی که نور از آن عبور می‌کند یک سوراخ عبوری (Through Hole) است. این سوراخ از لایه بالایی تا لایه پایینی برد امتداد دارد، ساخت آن ساده و هزینه آن پایین است. معایب آن نیز واضح است: اگر فقط بخواهید لایه‌های سوم و چهارم را به هم متصل کنید، باید سوراخی از کل برد ایجاد کنید، دقیقاً مانند نصب یک آسانسور از طبقه اول تا ششم در یک ساختمان شش طبقه که فقط به طبقات سوم و چهارم خدمت می‌کند و فضای زیادی را هدر می‌دهد.

2. سوراخ کور (BVH) - یک پله که فقط "یک طبقه را به طبقه مجاور متصل می‌کند

سوراخ کور از سطح برد مدار چاپی شروع می‌شود و تنها به لایه داخلی مجاور متصل می‌شود. انتهای دیگر آن در داخل برد پنهان است و با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود، به همین دلیل «کور» نامیده می‌شود. در هنگام ساخت، باید عمق سوراخکاری (محور Z) به دقت کنترل شود. اگر خیلی عمیق یا خیلی کم عمیق شود، بر روی فرآیند بعدی یعنی آبکاری مس تأثیر می‌گذارد.
روش رایج: ابتدا لایه‌های محلی را لاکه‌ای کنند، سوراخ کنند و از نظر الکتریکی لایه‌ای کنند، سپس آن‌ها را با سایر لایه‌ها فشار داده و یک برد کامل تشکیل دهند. به عنوان مثال، در ساختاری 2+4+2 می‌توان ابتدا دو لایه بیرونی را تولید کرد، یا ابتدا لایه‌های 2+4 را تولید کرد، اما هر دو روش نیازمند تجهیزات تراز دقیق بسیار بالایی هستند.

3. دیواره‌های مدفون (BVH) - پله‌های کاملاً پنهان در "میان طبقه"

دیواره‌های مدفون فقط دو یا چند لایه داخلی را به هم متصل می‌کنند، به سطح برد مدار چاپی (PCB) نمی‌رسند و از بیرون کاملاً دیده نمی‌شوند.
روش: ابتدا برد هسته داخلی را سوراخ و لایه‌ای کنید، سپس آن را به صورت کلی فشار دهید. این روش نسبت به دیواره‌های عبوری و کور فرآیندهای بیشتری دارد و هزینه آن نیز بیشتر است، اما می‌تواند فضای بیشتری را برای خطوط بیشتر فراهم کند و اغلب در برد اتصال میان‌رده با تراکم بالا (HDI) استفاده می‌شود.
استاندارد IPC توصیه می‌کند: قطر دیواره‌های کور و مدفون نباید از 6 میل (150 میکرومتر) بیشتر باشد.

نکات تولیدی

1. ابتدا سوراخ کنند یا ابتدا فشار دهند؟ هر دو روش قابل قبول است:

• دریل کردن و الکتروپلیت کردن قبل از لایه‌بندی چندلایه، و سپس به‌صورت کلی پرس کردن؛
  
• یا استفاده از لیزر برای دریل کردن سوراخ‌های کور پس از لایه‌بندی.
  

2. عمق سوراخ‌های کور باید به دقت کنترل شود. اگر خیلی عمیق باشد، سیگنال ضعیف می‌شود و اگر خیلی کم عمق باشد، رسانایی ممکن است ضعیف باشد.

3. در مرحله طراحی با کارخانه PCB ارتباط برقرار کنید تا از انجام دوباره کاری و افزایش هزینه‌ها جلوگیری شود.

مزایا و معایب

مزیت: می‌توان مدارهای بیشتری را در تعداد محدودی لایه یا ضخامت برد جا داد، به‌طوری‌که گوشی‌های همراه و کامپیوترها هر روز کوچک‌تر شوند.
معایب: فرآیندهای زیاد، آزمایش‌های متعدد، نیاز به دقت بالا و افزایش هزینه‌ها.

نکات طراحی

• سوراخ‌های کور/دفنی باید از لایه‌های مسی زوج عبور کنند.
  
• آن‌ها نمی‌توانند در بالای یا پایین برد هسته‌ای (core board) شروع یا پایان یابند.
  
• دو سوراخ نمی‌توانند روی هم قرار بگیرند یا به‌صورت جزئی در هم قرار گیرند، مگر اینکه یکی کاملاً دیگری را بپوشاند - اما این امر باعث افزایش هزینه می‌شود.