Przejścia ślepe i ukryte

Ślepe Przejście i Zatopione Przejście

Płytka drukowana (PCB) przypomina "tysiącwarstwową tort", z wieloma warstwami obwodów miedzianych ułożonych jedna na drugiej. Aby przesyłać sygnały elektroniczne pomiędzy różnymi warstwami, trzeba polegać na "przejściach" - można o tym myśleć jak o zielonej rurze wodnej w grze "Super Mario", z tą różnicą, że w rurze tej płynie prąd elektryczny, a nie woda.

Jednak ściana nowo wywierconego otworu jest z żywicy i nie przewodzi prądu, dlatego na ścianie otworu należy osadzić warstwę miedzi, aby elektrony mogły przechodzić przez warstwy folii miedzianej.

Istnieją trzy popularne typy przejść: otwór przelotowy (PTH), ślepe przejście (BVH) i zatopione przejście (BVH). Poniżej skupimy się na dwóch ostatnich.

1. Otwór przelotowy (PTH) - najpowszechniej używane "przejście na wylot"

Przyjrzyj się płytce PCB w świetle - otwór, przez który przechodzi światło, to otwór przelotowy. Biegnie on od górnej warstwy do dolnej, jest łatwy do wyprodukowania i ma niski koszt. Wady są również oczywiste: jeśli chcesz połączyć tylko trzecią i czwartą warstwę, musisz wywiercić otwór przez całą płytkę, podobnie jak instalacja windy od pierwszego do szóstego piętra w sześciopiętrowym budynku, która obsługuje tylko trzecie i czwarte piętro, co marnuje przestrzeń.

2. Mikrowiązanie (BVH) - schody, które łączą jedynie "jedno piętro z sąsiednim piętrem"

Otwór ślepy zaczyna się od powierzchni PCB i łączy się tylko z sąsiednią, wewnętrzną warstwą. Drugi koniec jest ukryty w płytce i nie jest widoczny gołym okiem, dlatego nazywa się go "ślepym". Podczas produkcji należy dokładnie kontrolować głębokość wiercenia (oś Z). Zbyt duża lub zbyt mała głębokość wpływa na późniejsze pokrycie miedzią.
Powszechna praktyka: najpierw laminowanie, wiercenie i metalizacja warstw lokalnych, a następnie prasowanie ich razem z innymi warstwami w całą płytkę. Na przykład w strukturze 2+4+2 można najpierw wykonać najbardziej zewnętrzne dwie warstwy, lub najpierw wykonać warstwy 2+4, jednak obie metody wymagają ekstremalnie precyzyjnego sprzętu do pozycjonowania.

3. Złącza ukryte (BVH) - Schody całkowicie ukryte w "środku kondygnacji"

Złącza ukryte łączą jedynie dwie lub więcej warstw wewnętrznych, nie dochodzą do powierzchni płytki PCB i są zupełnie niewidoczne z zewnątrz.
Metoda: najpierw wiercenie i metalizacja płyty rdzeniowej, a następnie całość prasowana. Proces ten wymaga więcej operacji niż przy złączach przelotowych i ślepych, a koszty są również wyższe, jednak pozwala zaoszczędzić miejsce na dodatkowe ścieżki, dlatego jest często stosowany w płytkach o wysokiej gęstości połączeń (HDI).
Standard IPC zaleca: Średnica złączy ślepych i ukrytych nie powinna przekraczać 6 mil (150 μm).

Punkty produkcji

1. Najpierw wiercić czy najpierw prasować? Obie metody są dopuszczalne:

• Najpierw przewierć i powłokę elektrolityczną przed wielowarstwowym laminowaniem, a następnie wyciskaj całość;
  
• Lub użyj lasera do wiercenia otworów ślepich po laminowaniu.
  

2. Głębokość otworów ślepych musi być ściśle kontrolowana. Jeżeli będzie zbyt duża, sygnał ulegnie osłabieniu, jeżeli zbyt mała – przewodność może być zła.

3. W trakcie etapu projektowania należy porozmawiać z fabryką PCB, aby uniknąć przeróbek i skokowego wzrostu kosztów.

Zalety i wady

Zalety: Więcej obwodów można zmieścić w ograniczonej liczbie warstw lub ograniczonej grubości płyty, co powoduje, że telefony komórkowe i komputery stają się coraz mniejsze.
Wady: Wielostopniowy proces, duża liczba testów, wysokie wymagania dotyczące dokładności oraz wzrost kosztów.

Porady projektowe

• Ślepe/zagruntowane otwory przejściowe muszą przechodzić przez parzystą liczbę warstw miedzianych.
  
• Nie mogą zaczynać się/kończyć na górnej lub dolnej stronie płyty rdzeniowej.
  
• Dwa otwory nie mogą się nakładać ani częściowo zawierać, chyba że jeden całkowicie pokrywa drugi – jednak to podniesie koszty.