Desde smartphones e tablets que usamos no dia a dia até estações base de comunicação 5G de ponta e equipamentos aeroespaciais, cada inovação em produtos eletrônicos não pode ser separada do forte suporte da tecnologia de placas de circuito impresso. Entre eles,Placas de circuito com furo enterrado cego HDI, como uma-tecnologia de ponta no campo de placas de circuito impresso, estão gradualmente se tornando a principal força que impulsiona o desenvolvimento da indústria eletrônica moderna.
1, princípio técnico da placa de circuito com furo cego HDI
HDI significa interconexão de alta-densidade. A placa de circuito com furo cego enterrado HDI, como o nome sugere, é uma placa de circuito que usa tecnologia de furo enterrado cego para aumentar significativamente a densidade de distribuição dos circuitos. Ele atende à demanda por maior integração e melhor desempenho elétrico em produtos eletrônicos, construindo estruturas especiais de interconexão em placas PCB multi{3}}camadas.
(1) O mistério dos buracos cegos e dos buracos enterrados
Furos cegos são furos que se conectam da superfície de uma placa de circuito impresso ao circuito interno, mas não penetram em toda a placa de circuito impresso. É como uma passagem subterrânea oculta, conectando estreitamente a fiação da superfície da placa de circuito impresso com a fiação interna, encurtando efetivamente a distância de transmissão do sinal, reduzindo a interferência do sinal e melhorando muito a integridade do sinal. Em placas de circuito impresso, como placas-mãe de telefones celulares, que exigem utilização de espaço e processamento de sinal quase rigorosos, os furos cegos desempenham um papel insubstituível na obtenção de conexões elétricas eficientes em espaços extremamente limitados. Sua abertura geralmente é extremamente pequena, geralmente entre 0,1-0,3 mm, para atender aos requisitos rigorosos de fiação de alta densidade.
Furos enterrados são buracos profundos dentro da placa de circuito impresso, conectando diferentes camadas de circuitos internos sem se estender até a superfície da placa de circuito impresso. É como uma ponte estável, construindo caminhos de conexão elétrica estáveis dentro de PCBs multi-camadas, desempenhando um papel crucial na obtenção de funções de circuito complexas. Em-placas-mãe de servidores de última geração e outras placas de circuito impresso que exigem alto desempenho elétrico e estabilidade, furos enterrados são usados para conectar múltiplas camadas de energia e camadas de sinal, garantindo distribuição de energia estável e transmissão de sinal confiável. Sua abertura também é relativamente pequena, semelhante a furos cegos, principalmente na faixa de 0,1-0,3 mm, para se adequar à tendência de desenvolvimento de fiação de alta densidade.
(2) Principais tecnologias para alcançar interconexão de alta-densidade
A fim de criar essas intrincadas estruturas de furos cegos enterrados, as placas de circuitos cegos enterrados HDI adotaram uma série de meios tecnológicos avançados. A tecnologia de perfuração a laser é uma das melhores, que usa feixes de laser de alta-densidade de energia para perfurar com precisão pequenos furos em placas de circuito impresso, com diâmetros tão pequenos quanto dezenas de micrômetros. Esse método de perfuração de alta-precisão pode atender aos requisitos rigorosos de placas de circuito HDI para processamento de microfuros, estabelecendo a base para alcançar fiação de alta-densidade. Técnicas de processamento de plasma ou luz também são comumente usadas para auxiliar na formação de poros menores, aumentando ainda mais a densidade da imagem original.
Após a perfuração, o processo de galvanoplastia torna-se uma etapa fundamental para alcançar a conexão elétrica. Ao revestir uniformemente uma camada de metal (geralmente cobre) na parede do furo, os furos cegos e os furos enterrados podem conduzir a corrente com eficácia, garantindo uma transmissão suave do sinal entre as diferentes camadas. Além disso, a tecnologia de laminação pressiona firmemente múltiplas camadas de materiais de PCB com circuitos e furos juntos para formar uma estrutura de placa de circuito interconectada multi-camadas completa, garantindo a resistência mecânica e o desempenho elétrico de toda a placa de circuito.
2, processo de fabricação de placa de circuito com furo cego HDI
O processo de fabricação de placas de circuito com furos cegos HDI é complexo e preciso, exigindo equipamentos de alta precisão e controle rigoroso do processo. Cada link tem um impacto decisivo na qualidade e desempenho do produto.
(1) Método em camadas - a pedra angular da construção de estruturas complexas
As placas HDI são geralmente fabricadas usando o método de empilhamento. O método de camadas é como construir um prédio-alto, empilhando as camadas uma por uma, aumentando a complexidade da fiação e das conexões de cada camada. Quanto mais camadas houver, maior será o nível técnico do tabuleiro. Uma placa HDI normal é basicamente uma-camada única, que forma uma estrutura simples de buraco cego através de uma camada-única, conectando a camada externa e a camada interna adjacente. É adequado para produtos eletrônicos que não exigem alta complexidade de circuito, mas possuem certos requisitos de utilização de espaço, como pulseiras inteligentes, fones de ouvido Bluetooth simples, etc.
O IDH de ordem superior usa duas ou mais técnicas de estratificação. Tomando a camada de-segunda ordem como exemplo, ela não apenas inclui furos cegos de primeira-ordem conectados da camada externa à camada interna adjacente, mas também adiciona furos cegos de segunda{3}}ordem conectados da camada externa à camada mais profunda através da camada intermediária, bem como estruturas de furos enterrados correspondentes. Essa estrutura mais complexa pode alcançar conexões de circuito mais ricas e é adequada para produtos eletrônicos que exigem alta integridade de sinal e densidade de fiação, como smartphones, tablets, etc. Com o aumento adicional no número de camadas, placas HDI de alta-ordem com três ou mais camadas podem atender aos requisitos finais de produtos eletrônicos-de alta tecnologia para densidade de fios ultra{8}}alta e bom desempenho elétrico, e são amplamente utilizadas em campos como equipamentos de comunicação 5G, placas-mãe de-servidores de última geração, aeroespacial equipamentos eletrônicos, etc.
(2) Empilhamento de furos, galvanoplastia, preenchimento de furos e perfuração direta a laser - processos-chave para melhorar o desempenho
Além do método de camadas, o HDI-de alta ordem também adotará uma série de tecnologias avançadas de PCB para melhorar ainda mais o desempenho. A tecnologia de empilhamento de furos é o processo de empilhamento vertical de vários furos cegos ou enterrados, o que aumenta o número de pontos de conexão entre diferentes camadas e melhora a flexibilidade e a densidade da fiação. O preenchimento de furo galvanizado é o processo de preenchimento completo do furo com metal após a perfuração e galvanoplastia. Isso não apenas aumenta a condutividade do furo, mas também melhora a correspondência de impedância durante a transmissão do sinal, reduzindo a reflexão do sinal e a diafonia, o que é particularmente importante para transmissão de sinal de alta-velocidade.
A tecnologia de perfuração direta a laser utiliza a alta densidade de energia dos lasers para fazer furos diretamente em placas PCB parcialmente processadas, sem a necessidade de moldes de perfuração pré-fabricados, melhorando significativamente a precisão e a eficiência do processamento. Ao mesmo tempo, ele também pode obter processamento de abertura menor, atendendo à crescente demanda por fiação de alta-densidade em placas de circuito HDI.
(3) Rigoroso controle de qualidade e processo de teste
Devido ao complexo processo de fabricação e aos requisitos de alta precisão das placas de circuito com furo cego enterrado HDI, qualquer pequeno defeito pode levar a uma diminuição no desempenho ou até mesmo à sucata de toda a placa de circuito. Portanto, processos rigorosos de controle de qualidade e testes precisam ser implementados durante o processo de fabricação. Desde a aquisição de matérias-primas, é realizado um rigoroso controle de qualidade em materiais como laminados-revestidos de cobre e folhas de cobre para garantir que suas propriedades elétricas e mecânicas atendam aos padrões.
Durante o processo de produção, as inspeções correspondentes devem ser realizadas para cada processo crítico concluído. Por exemplo, após a perfuração, equipamentos como microscópios serão usados para inspecionar o tamanho, a precisão da posição e a qualidade da parede do furo; Após a galvanoplastia, a espessura, uniformidade e adesão do revestimento devem ser testadas. Após a conclusão de toda a produção da placa de circuito, serão realizados testes abrangentes de desempenho elétrico, incluindo testes de condutividade, testes de resistência de isolamento, testes de impedância, etc., para garantir que a placa de circuito possa atender aos requisitos de projeto e funcionar de forma estável e confiável.