Wszystkie kategorie

Czym są mikroprzejścia na płytach PCB?

Sep 03, 2026

Mikroprzepusty i płytki HDI: techniki formatowania PCB zapewniające niezawodność urządzeń elektronicznych

Czym są mikroprzejścia na płytach PCB?

Podsumowanie Meta:  Odkryj sekrety niezawodności mikroprzepustów oraz Hdi pcb stylu. Dowiedz się o mikroprzepustach wierconych laserem, strukturach warstwowanych i „zaskakujących”, mechanizmach uszkodzeń mikroprzepustów, normach branżowych (IPC-2226, IPC-TM-650) oraz profesjonalnych technikach produkcji trwało działających płyt o wysokiej gęstości połączeń.

Wprowadzenie: Przemiana projektowania PCB dzięki rozwojowi mikroprzepustów i technologii HDI

Płytki obwodów drukowanych (PCB) to spokojne, skomplikowane autostrady współczesnych urządzeń elektronicznych – łączą, zasilają i umożliwiają funkcjonowanie wszystkiego, od telefonów komórkowych po urządzenia medyczne i satelity. Wraz z gwałtownym wzrostem zapotrzebowania na mniejsze, szybsze i bardziej niezawodne urządzenia cyfrowe świat projektowania PCB musiał znacząco się rozwinąć. Powstanie mikroprzepustów oraz płytek o wysokiej gęstości połączeń (HDI) PCB nowoczesne innowacje  rzeczywiście zauważył istotny przeskok w sposobie, w jaki współczesne obwody są produkowane, miniaturyzowane oraz stosowane w aplikacjach o wysokiej szybkości i niezawodności.

pcb boards.jpg

Mikroprzejścia — te małe, wykonywane laserowo miedziane przełączniki wypełnione miedzią — mogą mieć rozmiar zaledwie setnych milimetra, ale umożliwiły wzrost mocy i wydajności w dzisiejszych nadzwyczaj kompaktowych urządzeniach elektronicznych. Dzięki zapewnieniu gęstszego rozmieszczenia elementów, ciasno rozmieszczonych układów Sphere Grid Array (BGA) oraz szybkiego, niskotratającego routingu sygnałów mikroprzejścia są prawdziwymi bohaterami miniaturyzacji płytek PCB. Co więcej, zrozumienie mikroprzejść jest obecnie kluczowe dla zapewnienia trwałości wobec cykli termicznych, uszkodzeń powodowanych przez proces reflow oraz długotrwałej niezawodności  w surowych lub krytycznych pod względem bezpieczeństwa środowiskach.

Jednak ta technologia wiąże się z szczegółami i trudnościami. Niezupełność mikroprzejść  zależy od rozpoznania nowoczesnych materiałów, metod wypełniania, pokrywania warstwą miedzi oraz kryteriów testowania. Problemy takie jak pęknięcia ścianek otworów, luki w warstwie miedzi oraz oderwanie śladów -wyjście w przypadku nieprzestrzegania idealnego układu warstw, utrzymania odpowiedniego udziału poszczególnych elementów lub wybrania optymalnych procedur oraz kodów kuponów do oceny zgodnie z IPC-2226, IPC-T-50M , oraz IPC-TM-650  kryteria.

Czym są otwory przejściowe (vias) na płytach PCB?

W dziedzinie projektowania płytek PCB otwór przejściowy (via) stanowi kluczowy element umożliwiający połączenia elektryczne między warstwami płytki. Choć jego zasada działania jest prosta, otwory przejściowe występują w wielu odmianach – każda z nich zoptymalizowana pod kątem konkretnych wymagań obwodów o wysokiej gęstości lub wysokiej prędkości.

Podstawowa struktura otworu przejściowego na płycie PCB

Typowy otwór przejściowy składa się z okrągłego otworu  wierconego w laminowanej strukturze płytki PCB i wyłożonego wewnętrznie przewodzącą miedzią, aby połączyć ścieżki między różnymi warstwami. Tradycyjne otwory przejściowe typu through-hole przechodzą przez całą grubość płytki – od górnej do dolnej powierzchni – łącząc wszystkie warstwy. Jednak wraz z postępem miniaturyzacji narzędzi opracowano zaawansowane typy otworów przejściowych – ślepe (blind), zakopane (buried) oraz mikrootwory (microvias) – celem osiągnięcia bardziej zwartego rozmieszczenia elementów oraz poprawy integralności sygnału.

Typ ścieżki

Tworzenie otworów

Łączy warstwy

Typowy średnica

Zastosowanie CasE

Otwór przelotowy (PTH)

Wiertło mechaniczne

Od strony górnej do dolnej

0,20–0,30 mm

Standardowe wielowarstwowe płytki PCB.

Przelotka ślepa

Mechaniczne/laserowe

Od warstwy zewnętrznej do wewnętrznej

0,10–0,30 mm

HDI, uwzględniono głębokość

Ukryte przez

Mechaniczne/laserowe

Wewnętrzne do wewnętrznego

0,10–0,30 mm

Warstwa do warstwy; wysoka gęstość

Microvia

Wiercone laserowo

1 lub 2 sąsiadujące

0,08–0,15 mm

HDI, drobnozgrubione, miniaturyzowane

Dlaczego występują problemy z otworami przejściowymi?

Współczesne potrzeby cyfrowe – większa grubość I/O, drobnozgrubione BGAs oraz ściślejsze rozmieszczenie warstw – zmuszają projektantów do porzucenia prostych otworów przejściowych. Dążenie do mniejszych, cieńszych i szybszych urządzeń wywołało przejście do mikrootworów i układów HDI, gdzie każdy milimetr kwadratowy ma znaczenie, a każde połączenie wpływa na zarządzanie ciepłem, stabilność sygnału oraz długotrwałą niezawodność.

Rodzaje mikrootworów na PCB

Ślepe otwory PCB

Wiasy ślepe  są wiercone od warstwy zewnętrznej do kilku warstw wewnętrznych, lecz nie przechodzą całkowicie przez płytę PCB. Są one kluczowe w HDI PCBs  łączeniu gęsto upakowanych elementów powierzchniowych z warstwami wewnętrznymi bez zużywania cennego miejsca na płycie.

Zalety ślepych otworów:

Efektywność wykorzystania przestrzeni: zapewniają dostęp do warstw wewnętrznych przy projektowaniu o wysokiej gęstości połączeń.

Bezpieczeństwo sygnału RF: minimalizują długość tzw. „ogonków” (stubs), co znacznie poprawia wydajność przy wysokich częstotliwościach.

Zwrot z produkcji: zmniejszają ryzyko wyginania się płyty oraz przesunięć warstw podczas laminacji.

Zastosowania:  Ślepe otwory są powszechne w telefonach komórkowych, tabletach, laptopach oraz wszelkiego rodzaju urządzeniach wykorzystujących elementy o małej odległości styków (fine-pitch) i zwartych konstrukcjach.

Ukryte otwory PCB

Ukryte otwory  łączyć warstwy płytki PCB wewnątrz obudowy, jednak nie, nie  osiągnąć obszary powierzchni zewnętrznych. Są one całkowicie wbudowane w płytę.

Zalety i sytuacje zastosowania:

Umożliwia skomplikowane połączenia międzywarstwowe bez wpływu na powierzchnię.

Umożliwia znacznie więcej kanałów przesyłowych dla BGAs o dużej liczbie styków.

Wskazówki dotyczące konstrukcji:  Ukryte otwory wymagają wielu etapów laminacji, co zwiększa złożoność produkcji i jej koszty. Wymagana jest precyzyjna rejestracja, aby uniknąć błędów niedośrodkowania.

Mikrootwory: struktura płytek HDI

Mikroprzejścia  to małe otwory wiercone laserowo, o typowym rozmiarze 80–100 μ µm (0,003–0,006 cala) 6 mil). Regularnie łączą jedynie sąsiednie warstwy — doskonałe do zabiegów budowy w płytach HDI.

Fakty techniczne:

Stosunek wymiarów: 0,75:1 (głębokość : średnica); zgodnie z kryteriami IPC-T-50M, 1:1 przy użyciu 6 mil.

Wiercenie laserowe: Pozwala na precyzyjne umieszczanie, tworzenie oraz układanie mikroprzejść w stosie lub w układzie przesuniętym.

Wypełnione i zamknięte przejścia: Zazwyczaj wypełniane miedzią w celu zwiększenia wytrzymałości; „zamknięte”, jeśli są wykorzystywane jako pola lutownicze (Via-in-Pad).

Mikroprzejścia ułożone w stosie vs. przesunięte

Mikroprzejścia ułożone w stosie  są ułożone pionowo, łącząc się przez wszystkie warstwy akumulacyjne. Stopniowych mikrowiązań  są zrównoważone w każdej warstwie, łączone krótkimi śladami.

Typ

Zalety

Wady

Typowy zakres zastosowań

Stosowany

Oszczędza miejsce, prosty przebieg

Wyższe naprężenia, trudniejsze do wypełnienia/zakrycia

BGA o małej odległości styków ucieka

Przesunięte

Poprawiona niezawodność

Zajmuje znacznie więcej powierzchni przesyłowej

Wysoka niezawodność, szeroki zakres temperatur

IPC-2226  określa typy układu warstw, standardy wypełniania/zakrywania oraz geometrię mikroprzejść dla obu typów.

Inne godne uwagi typy przejść.

Wypełnione i zabezpieczone mikroprzejścia: W przypadku stylu przejść w polu kontaktowym (via-in-pad) należy zadbać o ich wytrzymałość i współpłaszczyznowość.

Przejścia pominięte: Łączą niepołączone warstwy, pomijając po drodze inne warstwy.

Przejścia przez całą grubość płytki (PTH): Do złączy i zapewnienia skuteczności mechanicznej.

Funkcja mikroprzejść w konstrukcji PCB HDI

Wysokogęstościowe połączenia (HDI)  technologia ta rozwija koncepcję, zgodnie z którą każdy element i ścieżka muszą zapewniać optymalne działanie w najmniejszej możliwej przestrzeni. Mikroprzejścia  są one kluczowe w tym zakresie, umożliwiając projektantom przełamanie ograniczeń tradycyjnych przejść przez całą grubość płytki i osiągnięcie wyjątkowej gęstości obwodów.

Rodzaje układów warstw HDI (IPC-2226)

Typ

OPIS

Stosowane typy mikroprzejść

Typ I

jedna warstwa akumulacyjna po każdej stronie

Mikroprzejście ślepe + z przejściem

Typ II

1 warstwa budowy/bok + ukryte otwory przejściowe

Otwory ślepe + ukryte + z wykorzystaniem

TYP III

2 warstwy budowy/bok + opcja ułożonych na sobie mikrootworów

Ułożone na sobie/naprzemienne/ślepe/zagrzebane

Dlaczego mikrootwory są kluczowe dla technologii HDI

Miniaturyzacja: Przewodzenie sygnałów z komponentów o bardzo małym rozstawie (rozstaw < 0,8 mm) w urządzeniach o małych wymiarach.

Całościowość Sygnału: Krótsze mikrootwory wykonane laserowo charakteryzują się niższą indukcyjnością i pojemnością pasożytniczą, co jest kluczowe w projektach DDR, RF oraz wysokoprzepustowych.

Zarządzanie cieplne:  Mikrootwory przewodzą ciepło w kierunku pionowym, umożliwiając inteligentne strategie odprowadzania ciepła. często stosowane jako otwory termiczne pod układami scalonymi generującymi ciepło.

Zmniejszone zakłócenia wzajemne:  Mikroprzewodniki wypełnione miedzią i dokładnie wyrównane zmniejszają niezamierzone sprzężenie między sąsiednimi sygnałami.

"W technologii HDI mikroprzewodnik to Twój chirurgiczny instrument precyzyjny, niezawodny i niezbędny do wyprowadzania sygnałów wysokiej prędkości i dużej gęstości", mówi specjalista ds. projektowania HDI.

Jak powstają mikroprzewodniki? Produkcja i wytwarzanie

Etapy produkcji

  • Przygotowanie podłoża: Przygotowanie wysokiej jakości dielektrycznego materiału nadającego się do wiercenia laserowego (np. Isola FR408HR, FR370HR, Nelco N7000-2HT lub folie budowlane ABF) z wypiętym/płaskim szkłem (typy 1035, 1067).
  • Proces wiercenia laserowego:

Przedwiercenie: Zweryfikowanie laminacji, oznaczenie docelowych/pochwytnych płytek kontaktowych, zapewnienie dokładnej rejestracji.

Wiercenie laserowe: Zastosowanie lasera UV lub CO2 do otworów o średnicy 6 mil; precyzyjna kontrola kąta stożka oraz ekspozycji płytek pochwytnych.

Po wierceniu: czyszczenie ablacyjne, ocena jakości otworów, sprawdzenie obecności pozostałości / odłamków szkła.

  • Usunięcie wywaru: usuwa żywicę / szkło nadal obecne w wnętrzu przelotki po ablacji laserowej, zapewniając prawidłową przyczepność miedzi.
  • Metalizacja (galwaniczne pokrywanie miedzią):

Bezprądowe pokrywanie miedzią jako warstwa zarodkowa

Galwaniczne pokrywanie miedzią (konformalne / impulsowe) w celu całkowitego wypełnienia szczególnie dla mikroprzelotek typu via-in-pad. Dodatki zmniejszają tworzenie się pustek.

Wypełnione i zabezpieczone mikroprzelotki są pokrywane miedzią aż do wyrównania z powierzchnią (czasem z dodatkową warstwą miedzi na szczycie w celu poprawy lutowalności).

  • Kontrola jakości:

Przygotowanie przekrojów poprzecznych, badania mikrotrawień w celu wykrycia pustek, problemów z przyczepnością oraz jednorodności grubości miedzi.

Wytwarzanie kuponów D zgodnie z dodatkiem B normy IPC-2221 w celu badań niezawodności.

Kluczowe zmienne produkcyjne

Stosunek wysokości do średnicy mikroprzejścia:  Zgodnie z normą IPC-T-50M , stosunek ten (głębokość do średnicy) nie powinien przekraczać 0,75:1 lub 1:1 dla przejść 6 mil w celu zapewnienia niezawodnego miedziowania i uniknięcia cienkich ścian lub pustych obszarów na dnie. Wysokie stosunki wysokości do średnicy zwiększają ryzyko niepełnego wypełnienia miedzią, obniżenia niezawodności lub wystąpienia pustych obszarów w miedzi, szczególnie podczas cykli termicznych w trakcie montażu.  

Dopuszczalna tolerancja wzajemnego położenia:  Poprawne dopasowanie ( ±24 mils) między otworem wykonanym laserowo a płaskim polem kontaktowym jest kluczowe. Nieprawidłowe dopasowanie może prowadzić do rozwarstwienia połączenia, przerw w obwodzie, ukrytych wad lub zwiększonego ryzyka uszkodzeń wywołanych procesem lutownia reflow.  

Średnica podkładki do zgrzewania: Podkładka do zgrzewania powinna mieć średnicę wynoszącą 80% średnicy otworu przejściowego, zgodnie z najlepszymi wytycznymi projektowania mikrootworów . Taki stosunek zapewnia odporną przyczepność miedzi i ogranicza ryzyko pęknięć w narożnikach lub oderwania podkładki pod wpływem cykli termicznych lub naprężeń mechanicznych. . Taki stosunek zapewnia odporną przyczepność miedzi i ogranicza ryzyko pęknięć w narożnikach lub oderwania podkładki pod wpływem cykli termicznych lub naprężeń mechanicznych.

Przesunięcie maski lutowniczej: Zaleca się brak rozszerzenia maski lutowniczej  wokół mikrootworów, szczególnie na płytach HDI, co minimalizuje ryzyko nachodzenia maski lub jej nieprawidłowej rejestracji – czynniki te mogą pogorszyć rezystancję i obniżyć współczynnik wydajności.

Laminacja sekwencyjna – Wielokrotne cykle laminacji są kluczowe dla ukrytych otworów przejściowych oraz mikrootworów ułożonych jeden nad drugim lub przesuniętych względem siebie i wiążą się z dodatkowym ryzykiem niedopasowania rozszerzalności cieplnej (CTE) w kierunku osi Z oraz koncentracji naprężeń. Preferowane są materiały o stabilnych wymiarach i nadające się do wiercenia laserowego, np. spoiwa międzystopowe (prepregs) lub folia ABF (Ajinomoto Build-up Film), umożliwiające skuteczne zarządzanie tym zagrożeniem.  

Wypełnienie miedzią vs. mikroprzelotki bez wypełnienia

Parametr

Mikroprzelotka wypełniona miedzią

Mikroprzelotka bez wypełnienia

Niezawodność

Najlepsze dla cykli termicznych, zastosowania BGA w polu lutowniczym, niskie ryzyko zapadania się

Dopuszczalne dla prostych płytek lub płytek o małej liczbie warstw

Przydatność do montażu

Lutowanie nad przelotką w polu lutowniczym, współpłaszczyznowość obudów

Niewłaściwe dla BGA w polu lutowniczym, ryzyko zapadania się

Obróbka

Więcej cykli pokrywania miedzią, dłuższy czas produkcji, wyższy koszt

Szybsze, tańsze

Ryzyko wystąpienia porów

Zmniejszone dzięki pulsowej galwanizacji/addytywom; wymaga inspekcji

Mniej krytyczne, ale podatne na pęknięcia w ściankach otworów

Mikrootwory wypełnione i zabezpieczone miedzią  są niezbędne dla płytek o wysokiej niezawodności, szczególnie gdy są stosowane jako otwory w polu kontaktowym (via-in-pad) dla obudów BGA lub CSP o małej odległości styków, lub gdy mikrootwory są układane jeden nad drugim w celu osiągnięcia maksymalnej gęstości pionowej.

Projektowanie niezawodnych mikrootworów: wytyczne, wady i badania

Niezawodność mikrootworów  ma kluczowe znaczenie dla elektroniki przeznaczonej do zastosowań krytycznych. Sukces zależy od wzajemnego powiązania projektowania, materiałów, produkcji i kontroli jakości. Oto, co każdy projektant i producent musi wiedzieć.

Główne mechanizmy awarii mikrootworów

Pęknięcia w ściankach otworów: Zazwyczaj zaczynają się w miejscach ostrego zaokrąglenia lub tam, gdzie stosunek głębokości do średnicy jest zbyt wysoki.

Pęknięcia narożne (interfejs podkładki zewnętrznej i podkładki docelowej) : Związane z rozszerzaniem się wzdłuż osi Z (nierówność współczynników rozszerzalności cieplnej) podczas procesu lutownia reflow.

Wypychanie podkładki docelowej : Występuje, gdy podkładka jest zbyt mała lub przyczepność jest niewystarczająca.

Niedokładność rejestracji : Dotyczy albo dopasowania otworu do podkładki, albo dopasowania warstwy do warstwy; ma kluczowe znaczenie przy mikrootworach stosowanych jeden na drugim.

Puste przestrzenie w miedzi : Niedoskonałe pokrywanie elektrolityczne, wadliwe dodatki lub uwięzione gazy podczas wypełniania.

Ukryte („otwarte”) mikrootwory : Powyżej temperatury szklistości (Tg) przejście szkliste materiału może umożliwić samo-zagrzanie mikropęknięć, co maskuje awarie podczas testów w temperaturze pokojowej, ale ujawnia je w rzeczywistych warunkach eksploatacji.

Sześć wskazówek dotyczących niezawodnego projektowania mikrootworów

  • Wybierz dielektryk zgodny z wierceniem laserowym: szkło rozpraszające / szkło płaskie (np. 1035, 1067, 1086); układy żywiczne takie jak Isola FR408HR, folie budujące ABF.
  • Zastosuj proporcje i wymagania dotyczące stopków zgodnie z normą IPC-T-50M: preferowana proporcja 0,75:1; średnica stopka 80 % średnicy otworu przejściowego.
  • Stosuj mikrootwory przesunięte zamiast ułożonych jeden nad drugim tam, gdzie to możliwe: zmniejsza to naprężenia oraz ryzyko wystąpienia pustek lub pęknięć; przesunięcie przy układzie przesuniętym > <0,8 mm) w przypadku bardzo małych wymiarów.
  • Wybierz odpowiednią konstrukcję warstw zgodną z normą IPC-2226: Typ I: otwory ślepe + zewnętrzne. Typ II: otwory ślepe, zakopane oraz zewnętrzne. Typ III: wiele warstw budujących + ułożone jeden nad drugim / przesunięte.
  • Postęp w zakresie masy lutowniczej: cel — brak luzu (0 mil).
  • Zachowaj rozmieszczenie / trasowanie kuponów D na poziomie płytki: niezbędne do kontroli po produkcji.

Trwała metoda integruje podejście „kontrola w trakcie tworzenia” — wiarygodne mikrootwory zaczynają się od odpowiedniej konstrukcji warstw produktu i kończą się badaniami kuponów D z pełną śledzilnością." — Menedżer jakości HDI, Global Circuits.

Metody badania mikrootworów (IPC-TM-650)

Test/Parametr

Standardowy

Przeznaczenie

Czteroprzewodowe monitorowanie oporności w trakcie procesu reflow

IPC-TM-650 2.6.27

 Prezentuje modyfikacje oporności 5 % w całym zakresie ustawień zastępczych

Szok termiczny (–55 ° °C do +210 ° C)

 IPC-TM-650 2.6.7.2, HATS

Wykrywa ukryte/otwarte mikrovia oraz pęknięcia w ściankach/narożnikach

Projekt kuponu D

Dodatek B normy IPC-2221

Śledzimy i symulujemy najbardziej ekstremalne przypadki obciążenia oraz stresu

Wizualna analiza / mikrotrawienie

Podczas procesu, po zakończeniu produkcji

Gwarantuje wypełnienie miedzią, brak wolnych przestrzeni oraz stabilność śladów

Negatywne cechy i zalety płytek PCB z mikroprzejściami

Istotne korzyści.

Nieporównywalna miniaturyzacja: umożliwia wielowarstwowe konstrukcje HDI z znacznie większą liczbą wejść/wyjść na małych powierzchniach.

Poprawa wierności sygnału: mikroprzejścia wykonane laserem zmniejszają tzw. „ogony” (stubs) i efekty pasożytnicze, co jest kluczowe przy trasowaniu wysokiej prędkości i niskich strat (DDR, RF, SerDes).

Zarządzanie ciepłem: niezawodne pionowe kanały odprowadzania ciepła; istotne w rozwiązaniach o dużej gęstości cieplnej (układy zasilania, procesory CPU, układy FPGA).

Wielofunkcyjność układu: obsługa otworów ułożonych jeden nad drugim, przesuniętych, niepełnych oraz złożonych układów BGA.

Przyjazne montażowi (po wypełnieniu/zamknięciu): wiarygodne lutowanie elementów o bardzo małej odległości styków (BGA/CSP) dzięki zastosowaniu otworów w polach lutowniczych.

Ukryte wady

Koszt: ekspedycja laserowa, wypełnianie i zamykanie miedzią, wielokrotne laminowanie oraz cykle oceny się kumulują. Złożoność produkcji: kilka etapów laminowania, kierowanie próbami typu D, surowe procedury oceny. Ryzyko strat odbiciowych: cienka miedź, niedoskonała współosiowość otworów, ukryte problemy w przypadku słabej kontroli procesu. Niezawodność termomechaniczna: większa liczba połączeń = więcej miejsc zagrożenia (pęknięcia spowodowane różnicą współczynników rozszerzalności cieplnej).

Studia przypadków: gdzie mikrootwory umożliwiają nowoczesne konstrukcje

Przypadek 1: płytki główne telefonów komórkowych i tabletów

Problem: do rozmieszczenia pakietów SoC o dużej liczbie wyprowadzeń (np. BGAs o skoku 0,4 mm) tradycyjne otwory przeznaczone na całą grubość płytki zajmowałyby zbyt dużo powierzchni; jest to niemożliwe przy obecnych, cienkich konstrukcjach telefonów.

Rozwiązanie: technologie PCB HDI z wykorzystaniem mikrootworów  (Układy warstw typu II/III, głównie wypełnione/zakryte i przesunięte mikrootwory) umożliwiły bezpośrednie ukrywanie okręgów BGA – poprawiając wydajność elektryczną, zmniejszając zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) oraz umożliwiając wielofunkcyjne płytki PCB o grubości mniejszej niż 1 mm.

Sytuacja 2: Jednostka sterująca pojazdu (ECU – Electronic Control Unit).

Wymaganie: Wysoka niezawodność w trudnych warunkach temperaturowych od −40 ° °C do 125 ° °C.

Alternatywa:

Wypełnione i zakryte mikrootwory w strukturze HDI (typ III) z niespodziankowymi, podwójnymi, ułożonymi jedna nad drugą strukturami przejść przez całą grubość płytki.

Rozległe badania próbek D-coupon oraz testy szoków termicznych (zgodnie z normą IPC-TM-650).

Wynik końcowy:  wskaźnik ubytków powierzchniowy < 0,5 %; odporność na intensywne cyklowanie termiczne i rezonans.

Scenariusz 3: Sprzęt sieciowy wysokiej prędkości.

HISTORIA: FPGAs z BGA o małej rozstawie pinów oraz szybkie interfejsy SerDes.

Tajna zaleta:

Przesunięte mikrootwory, wypełnione i zabezpieczone w otworach na padzie; umożliwiają wiarygodne diagramy oczka przekraczające 30 Gbps przy minimalnych stratach odbiciowych (VSWR < 1,2:1).

Zwiększona elastyczność trasowania, obniżone zakłócenia wzajemne oraz znacznie lepsze odprowadzanie ciepła.

Przykłady układów PCB HDI i mikrootworów.

Aby zrozumieć, jak układy HDI i struktury mikrootworów umożliwiają nowoczesne formaty PCB, rozważ poniższe przydatne konfiguracje warstw:

Przykład układu warstw

Liczba warstw

Kroki laminacji

Rodzaje otworów zawarte

Przykłady zastosowania

HDI typu I

4–6

Jedna faza budowy po każdej stronie

jednoetapowe mikrootwory ślepe + otwory przeznaczone na przewijanie

Tablety, komputery przenośne

HDI typu II

6–8

Budowa warstwowa z ukrytą rdzeniem

Ślepe, ukryte (laserowe/mechaniczne), wykorzystujące – otwory

Medycyna, komercyjne urządzenia IoT

HDI typu III

8–12+

Wielokrotne akumulacje i cykle laminowania

Mikrootwory przesunięte, ułożone jeden na drugim, ślepe, ukryte, pomijające

Smartfony, routery, jednostki sterujące elektroniczne w pojazdach

Często zadawane pytania

Poniżej przedstawiono najczęściej zadawane pytania dotyczące niezawodności mikroprzejść i płytek PCB HDI:

Pytanie: Co najczęściej powoduje uszkodzenia mikroprzejść podczas lutowania w piecu?  

Odpowiedź: Najczęstsze przyczyny to rozszerzalność termiczna w osi Z (nierówność współczynnika rozszerzalności cieplnej), słabe połączenie na granicy padu przechwytującego i padu docelowego oraz niewystarczające wypełnienie miedzią lub zbyt duże obszary miedzi. Mikroprzejścia ułożone jedno nad drugim są szczególnie narażone na uszkodzenia, jeśli ich stosunek głębokości do średnicy (AR) przekracza dopuszczalną wartość lub są niedostatecznie wypełnione.

Pytanie: Czy stosowanie mikroprzejść wypełnionych i zamkniętych poprawia niezawodność?  

Odpowiedź: Tak. Mikroprzejścia wypełnione i zamknięte są kluczowe w przypadku technologii via-in-pad, układów o wysokiej gęstości montażu oraz wyprowadzeń BGA. Zapobiegają one wciąganiu lutu, zapadaniu się padów oraz wytrzymują pęknięcia powstające w wyniku cykli termicznych.

Pytanie: Jaki jest odpowiedni stosunek głębokości do średnicy (aspect ratio) dla mikroprzejść w płytach PCB HDI?  PCB?  

Odpowiedź: Należy przestrzegać norm IPC-2226 i IPC-T-50M: 0,75:1 – dla maksymalnej niezawodności, 1:1 – wyłącznie dla mikroprzejść o średnicy 6 mil. wyższe stosunki głębokości do średnicy zwiększają ryzyko powstawania pustek oraz skupienia naprężeń i odkształceń.

P: W jaki sposób ocenia się niezawodność mikrootworów?

O: Śledzenie oporności kuponów D w trakcie symulowanego przepływu (IPC-TM-650 2.6.27), cykli szoków termicznych (-55 ° °C do +210 ° °C, zgodnie z IPC-TM-650 2.6.7.2), analiza mikroprzekrojów lub HATS (rzeczywiście przyspieszone szoki termiczne).

P: W jaki sposób wytyczne projektowe układu mikrootworów wpływają na długotrwałą skuteczność?  

O: Układy przesunięte lepiej rozprowadzają ciepło i naprężenia; nakładające się na siebie otwory zawsze należy wypełniać i zamykać. Odległości oraz procentowe stosunki śladów do otworów są istotne, aby zapobiec rozwarstwianiu warstw lub ukrytym wadom.

P: Jakie są kryteria IPC dla płytek PCB z mikrootworami?

O: Głównie IPC-2226 (układ HDI/styl otworów), IPC-2221 (kupony/testy), IPC-T-50M (definicje), IPC-TM-650 2.6.27 i 2.6.7.2 (testy/szoki termiczne).

P: Czy mikrootwory są odpowiednie do zarządzania mocą i ciepłem?  

O: Tak, mikrootwory wypełnione miedzią stosuje się zwykle jako pionowe otwory termiczne pod obudowami QFN, BGA oraz urządzeniami zasilania w celu poprawy odprowadzania ciepła.

Uzyskaj bezpłatną ofertę

Nasz przedstawiciel skontaktuje się z tobą wkrótce.
Adres e-mail
Nazwa
Nazwa firmy
Wiadomość
0/1000