A tecnologia de design e fabricação de PCB enfrenta sérios desafios. Para atender à demanda por tamanho menor, maior desempenho e mais funções em produtos eletrônicos,buraco cegoa tecnologia é fundamental. A divisão de pedidos de furos cegos desempenha um papel crucial no projeto e fabricação de placas de circuito impresso, afetando diretamente o desempenho, a densidade da fiação e o custo de fabricação da placa de circuito.
1, Conceitos básicos de furos cegos e furos enterrados
(1) Furo cego
O furo cego é um tipo de{0}orifício passante que conecta a fiação interna de uma placa de circuito impresso à fiação de superfície da placa de circuito impresso. Sua característica é que esse furo não penetra em toda a prancha. Furos cegos são geralmente usados para conectar circuitos externos com circuitos internos adjacentes. Em placas de circuito impresso multi-camadas, eles ajudam a reduzir a distância de transmissão do sinal, reduzem a interferência do sinal e melhoram a integridade do sinal, desempenhando um papel importante no processo de miniaturização de dispositivos eletrônicos. Por exemplo, em placas de circuito impresso, como placas-mãe de telefones celulares, que exigem alta utilização de espaço e processamento de sinal, os furos cegos podem proporcionar conexões elétricas mais eficientes em um espaço limitado. Sua abertura geralmente é pequena, geralmente entre 0,1-0,3 mm, para atender aos requisitos de fiação de alta densidade.
(2) Buraco enterrado
O furo enterrado é um tipo de furo-passante que conecta apenas a fiação entre as camadas internas e não pode ser observado diretamente da superfície da placa de circuito impresso. Buracos enterrados criam caminhos de conexão elétrica estáveis em placas de circuito impresso multi-camadas, o que é crucial para alcançar funcionalidades de circuitos complexos. Em-placas-mãe de servidores de última geração e outras placas de circuito impresso que exigem desempenho e estabilidade elétrica rigorosos, furos enterrados podem ser usados para conectar múltiplas camadas de energia e camadas de sinal, garantindo distribuição de energia estável e transmissão de sinal confiável. Sua abertura é relativamente pequena, semelhante a furos cegos, principalmente na faixa de 0,1-0,3 mm, para se adequar à tendência de fiação de alta densidade.
2, Definição de ordem de furo enterrado cego
(1) Definição baseada na frequência de perfuração a laser
Em placas de interconexão de alta-densidade, uma definição comum de ordem de furo cego enterrado está relacionada ao número de ciclos de perfuração a laser. Simplificando, a estrutura do furo cego formada pela perfuração a laser corresponde a um pedido. Por exemplo, para uma placa HDI cega/enterrada bidirecional em camadas com perfuração a laser pura, se apenas uma operação de perfuração a laser for executada para conectar a camada externa à camada interna adjacente, então essa estrutura será de primeira-ordem. Se duas operações de perfuração a laser forem realizadas, o furo cego formado pela primeira perfuração a laser é conectado da camada externa a uma determinada camada interna, e a segunda perfuração a laser é conectada da camada interna existente a uma camada interna mais profunda, então é a segunda ordem. Este método de definição é comumente usado em placas HDI com perfuração a laser como principal método de fabricação de furo cego, que pode refletir intuitivamente a complexidade das conexões entre os diferentes níveis alcançados através da perfuração a laser.
(2) Definição do número de placas centrais condutoras com base na perfuração mecânica
Para o caso de utilização de perfuração mecânica de furo cego/enterrado, a condução de uma placa central é a primeira ordem e a condução de duas placas centrais é a segunda ordem. Por exemplo, em algumas estruturas complexas de PCB, furos mecânicos enterrados precisam conectar várias camadas internas. Quando um furo mecânico enterrado pode conduzir duas placas principais, a estrutura do furo enterrado atende ao padrão de segunda-ordem. No processo de produção de placas PCB multi-camadas, se a perfuração mecânica começar a partir de uma determinada camada interna e passar por duas placas principais diferentes em sequência para obter a conexão elétrica, esse projeto pertence à estrutura de perfuração cega enterrada mecânica de segunda-ordem. Este método de definição é aplicável a projetos de PCB que usam perfuração mecânica para formar furos cegos ou furos enterrados para conectar as camadas internas, refletindo a capacidade e a relação hierárquica da perfuração mecânica para estabelecer conexões entre diferentes placas centrais.
(3) Definição baseada na estrutura em camadas
As estruturas comumente utilizadas na indústria, como a+n+a e a+n+n+a, são utilizadas para nomear placas HDI e definir sua ordem, onde a representa uma camada adicional, sendo uma camada adicional a primeira ordem, duas camadas adicionais sendo a segunda ordem e três camadas adicionais sendo a terceira ordem; N representa a camada central. Estruturas comuns incluem 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3, etc. Tomando a estrutura 1+n+1 como exemplo, ela representa uma camada adicional em cada lado da camada central n, correspondente a uma estrutura de furo cego enterrado de primeira ordem; A estrutura 2+n+n+2 representa duas camadas adicionais em cada lado das duas camadas centrais n, pertencentes a uma estrutura de furo cego enterrado de segunda-ordem. Este método de definição leva em consideração a estrutura geral da placa de circuito impresso e determina a ordem dos furos cegos enterrados, aumentando o número de camadas. É muito claro ao descrever placas HDI com estruturas empilhadas complexas.
3, Características e cenários de aplicação de furos cegos enterrados de diferentes ordens
(1) Buraco cego enterrado de primeira ordem
O buraco cego enterrado de primeira-ordem é uma estrutura relativamente básica. Seus furos cegos geralmente são conectados diretamente da camada externa da placa de circuito impresso à camada interna adjacente, formando uma estrutura simples de interconexão de alta-densidade. Nesta estrutura, a abertura dos furos cegos e enterrados é menor, e a largura e o espaçamento do circuito são mais precisos, o que pode melhorar significativamente a integração e o desempenho elétrico da placa de circuito impresso. O furo cego enterrado de primeira-ordem é adequado para produtos eletrônicos que têm certos requisitos para utilização de espaço, mas não têm complexidade de circuito particularmente alta, como alguns produtos eletrônicos de consumo simples, como pulseiras inteligentes, fones de ouvido Bluetooth simples, etc. Esses produtos precisam alcançar funções básicas dentro de espaço limitado, e os furos cegos enterrados de primeira-ordem podem efetivamente reduzir o tamanho das placas de circuito impresso e reduzir os custos do produto, ao mesmo tempo em que atendem aos requisitos de conexão elétrica.
(2) Furo cego enterrado de segunda ordem
O buraco cego enterrado de segunda-ordem adiciona complexidade à hierarquia de conexão com base na de primeira-ordem. Ele não apenas inclui furos cegos de primeira{3}}ordem conectados da camada externa à camada interna adjacente, mas também adiciona furos cegos de segunda{4}}ordem conectados da camada externa à camada mais profunda através da camada intermediária, bem como estruturas de furos enterrados correspondentes. Furos cegos enterrados de segunda ordem podem obter conexões de circuitos mais complexos, adequados para produtos eletrônicos que exigem alta integridade de sinal e densidade de fiação, como smartphones, tablets, etc. Tomando smartphones como exemplo, eles exigem que vários chips, sensores e outros componentes sejam conectados internamente. Furos cegos enterrados de segunda ordem podem alcançar um grande número de conexões elétricas dentro do espaço limitado da placa-mãe, enquanto reduzem perdas e interferências durante a transmissão do sinal através de um design razoável, melhorando o desempenho geral do telefone.
(3) Furos cegos enterrados de alta ordem (terceira ordem e superiores)
Estruturas de buracos cegos enterrados de terceira ordem e de ordem superior são mais complexas e podem atender aos requisitos de-produtos eletrônicos de ponta para densidade de fio ultra-alta e bom desempenho elétrico. Nas áreas de equipamentos de comunicação 5G, placas-mãe de servidores-de última geração, equipamentos eletrônicos aeroespaciais, etc., devido à necessidade de processar um grande número de sinais de-alta{6}}velocidade e alta-frequência e integrar vários módulos funcionais em espaço limitado, a tecnologia de-buraco cego enterrado de alta ordem tornou-se fundamental. Por exemplo, na placa de circuito de comunicação de estações base 5G, buracos cegos enterrados de alta-ordem podem alcançar transmissão de dados em alta-velocidade entre diferentes chips, reduzir o atraso do sinal e diafonia e garantir a estabilidade e eficiência da comunicação; Em equipamentos eletrônicos aeroespaciais, furos cegos enterrados-de alta ordem ajudam a reduzir o peso das placas de circuito, melhoram a confiabilidade do equipamento e a capacidade anti-interferência, além de atender aos rigorosos requisitos de alto-desempenho e equipamentos leves no campo aeroespacial.
4, O significado e a influência da divisão de pedidos de buracos enterrados cegos
(1) O impacto na densidade da fiação do PCB
O aumento na ordem dos furos cegos enterrados permite que as placas de circuito impresso alcancem maior densidade de fiação. Ao projetar furos cegos e furos enterrados de diferentes ordens, mais caminhos de conexão podem ser estabelecidos entre as camadas interna e externa da placa de circuito, reduzindo assim a pressão na fiação externa e permitindo que a placa de circuito acomode mais componentes e circuitos eletrônicos. Isto é crucial para a miniaturização e integração funcional de produtos eletrônicos. Por exemplo, em smartphones, a tecnologia avançada de furo cego permite que a placa-mãe integre mais chips e módulos funcionais dentro de um tamanho limitado, alcançando atualizações contínuas das funções do telefone.
(2) O impacto na integridade do sinal
Um projeto razoável de ordem de furo cego enterrado pode ajudar a melhorar a integridade do sinal. Com o aumento contínuo da frequência operacional dos dispositivos eletrônicos, problemas como perda de sinal, reflexão e diafonia durante a transmissão estão se tornando cada vez mais proeminentes. Furos cegos enterrados de diferentes ordens podem otimizar o caminho de transmissão do sinal, reduzir a distância de transmissão do sinal e diminuir a descontinuidade de impedância do sinal no orifício de passagem de acordo com os requisitos de transmissão do sinal, melhorando assim efetivamente a qualidade e a estabilidade do sinal. No cenário de aplicação de transmissão de dados em alta-velocidade, como a interface de transmissão de dados de unidades de{{4}estado sólido, uma ordem adequada de projeto de furo cego enterrado pode garantir alta-velocidade e transmissão de dados precisa.
(3) O impacto nos custos de produção
O aumento na ordem de furos cegos enterrados geralmente leva a um aumento nos custos de fabricação. Furos cegos enterrados avançados exigem processos de fabricação mais complexos e equipamentos de maior precisão, como requisitos de maior precisão para perfuração a laser e maior dificuldade na perfuração mecânica. Ao mesmo tempo, também é necessário um controle mais rigoroso em processos como laminação e galvanoplastia. Além disso, a taxa de rendimento de placas de circuito impresso com estruturas cegas enterradas de alta ordem é relativamente baixa durante o processo de produção, aumentando ainda mais os custos de fabricação. Portanto, no processo de projeto da placa de circuito impresso, é necessário considerar de forma abrangente fatores como requisitos de desempenho do produto e orçamento de custos, e escolher razoavelmente a ordem dos furos cegos enterrados para obter a melhor relação custo-benefício.