Шта су микровије на ПЦБ-у?

Микровиа и ХДИ: Технике формата ПЦБ-а за поузданост електронских уређаја

Шта су микровије на ПЦБ-у?

Мета рецоп:  Откријте тајне за микровију поузданост и HDI PCB стил. Сазнајте више о микровијама са ласерским бушење, накупним и изненађеним оквирима, системима за неуспех микровија, стандардима тржишта (ИПЦ-2226, ИПЦ-ТМ-650) и стручним техникама производње дуготрајних приграђених плоча високе густине.

Увод: Трансформирање формата ПЦБ са Микровиас & ХДИ развој

ПЦБ су мирно, сложено аутопутеве савремених електронских гађета - прикључивање, напајање, и омогућавајући све мало од потрошачких мобилних телефона до клиничких алата и сателита. Како је потреба за мањим, бржим и много поузданијим дигиталним уређајима раширила, свет ПЦБ дизајна је морао да се значајно унапреди. Појава микровије и интерконнекције високе густине (ХДИ) ПЦБ савремене иновације  је заиста приметио важну промену у једноставно тачно како су модерни кола произведена, минијуризовани, и добијен високе брзине, високо поузданост апликације.

Микровије -- те мале, ласерски буране, бакарно испуњене међусобно повезивање -- могу бити само стотине милиметара у величини, али су омогућиле пораст снаге и ефикасности у данашњој ултра-компактној електроници. Подржавајући густије постављање компоненти, фино-печ Сфера Решетка Арејс (БГА), и брзе, ниско-погубљиве сигнале рутинга, микровије су прави хероји ПЦБ миниатюризација. Више од тога, разумевање микровија је тренутно од суштинског значаја за осигурање издржљивости против топлотне цикли, неуспехе изазване рефлоком и дуготрајна поузданост  у суровим или критичним окружењима.

Ипак, са овом технологијом долазе детаљи и потешкоће. Микровије поузданост  зависи од признавања иновативних производа, кроз стратегије пуњења, наплавање и критеријуме тестирања. Питање као што су преломени цев, јазби од бакра и повлачење пакета -уостале ако не придржавате идеалне спајања, задржати одговарајући проценат елемента, или изабрати оптималне процедуре и процене купоне кодова у складу са ИПЦ-2226, ИПЦ-Т-50М , i ИПЦ-ТМ-650  критеријуми.

Шта су пролази у ПЦБ-у?

У свету пројектовања ПЦБ-а, употреба је виталан оквир који омогућава електричну везу између слојева матичне плоче. Иако је концепт једноставан, виасе се могу налазити у бројним врстама, свака побољшана за детаље захтеве у високог густине или брзе кола.

Основни ПЦБ преко оквира

Редовна употреба садржи округло отварање  дубоко дупљено са ламинираним ПЦБ-а, са унутрашњом линером од електрично проводног бакра како би се премостили трагови између различитих слојева. Традиционални пролазни пролазници се крећу од резултирајућих на дну плоче, повезујући све слојеве. Ипак, како се миниатюризација алата умножила, напредовали су типови - слепи, закопани и микровије - који су направљени за чврстије паковање и побољшану поштеност сигнала.

Зашто се Виас појављује?

Модерне дигиталне потребе - већа дебелина И/О, фино-наглашени БГА, и чврстији слој материја - подстакнути програмере да се крећу преко једноставних кроз-дубље виа. Погон за мањим, танчијим и бржим уређајима покренула је промену на микровије и ХДИ стак-апе, где сваки квадратни милиметар има значај, а сваки суседни утицај на топлотну администрирање, стабилност сигнала и трајну поузданост.

Видове микровија на ПЦБ-у

Слепи ПЦБ Виас

Слепи путеви  су бушени од спољашњег слоја на неколико унутрашњих слојева, али не потпуно преко ПЦБ-а. Они су од кључне важности у HDI PCB  да повеже густе површине са унутрашњим управљањем без коришћења драгоцене површине плоче.

Предности слепих виа:

Пространствена перформанса: Заштићена сигурност на унутрашњим слојевима за управљање високом густином.

РФ/сигнал сигурност: Минимизирање мерења стубова изазива много бољи перформансе на високим фреквенцијама.

Донација: Смањена опасност од савијања и померања слоја током ламинације.

Апликације:  Слепи жици преовлађују у мобилним телефонима, таблетима, лаптопима и било ком другом уређају који користи фино звучне делове и чврсте елементе.

Скривени ПЦБ Виас

Изненада вија  повезивање унутрашњих ПЦБ слојева међутим учинити ne  дођите до спољних површинских подручја. Они су потпуно укорењени у таблу.

Предности и ситуације употребе:

То омогућава сложене интерконнекције слоја у слој без удара на површину.

То омогућава много више пуштачких канала за БГА са високим бројем пин-а.

Савети за изградњу:  Скривени виаси захтевају различите акције ламинације, повећавајући сложеност и брзину производње. Потребна је свесна регистрација како би се спречили недостаци у неправилном усклађивању.

Микровије: Структура ХДИ-а

Микровије  су мале, ласерски дупљене виасе са уобичајеном величином од 80-- 100 μ m (0,003-- 0,006" или ≤ 6 милијуна). Они редовно повезују само блиске слојеве. Одличан за терапију у HDI таблама.

Истине о техници:

Пропорција аспекта: ≤ 0,75:1 (дубина: величина); по критеријуму ИПЦ-Т-50М, ≤ 1:1 ако се користи ≤ 6 милиона.

Ласерско досађивање: омогућава микровијама да се посебно поставе, креирају и спајају или изненаде.

Наполњени и покривени вијаси: Обично су наполњени баком за издржљивост; "Покривени" ако се употреба користи као лемљивачи (Виа-ин-Пад).

Накупљени против стагнаних микровија

Микровије у купцима  су вертикално израмњене, повезују се кроз акумулационе слојеве десно. Микровије у поређењу  су уравнотежени у сваком слоју, контактирани кратки трагови између њих.

ИПЦ-2226  дефинише типове спајања, стандарде за испуњење/закривање и геометрију микровије за оба стила.

Други значајни Виа типови.

За микровије са пуним и капелом: за стилове са траком у пади, погледајте јакост/коплананост.

Вези несуседне слојеве, пропуштајући на више различитих других слојева.

Пролазни отвор (ПТХ): за коннекторе и механичку ефикасност.

Функција микровија у ХДИ ПЦБ стилу

Високогушћи интерконект (HDI)  технологија је побољшана идејом да свака употреба и трага морају да пруже оптималну функцију на врло малом простору. Микровије  су примарни за ово, што омогућава програмерима да пробију границе типичних пролазних жица и снабдевају изузетну густину кола.

Уколико је потребно, додајте бројне примедбе.

Зашто су микровије витално за ХДИ

Минијатуризација: Сигнали за траку од компоненти са ултра-финим глубином (глубина < 0,8 mm) у малим форм факторима.

Интегритет сигнала: Краће, ласерски буране микровије имају мању индуктивност и паразитни капацитанс, што је од виталног значаја за ДДР, РФ и брзе конструкције.

Трпеолошки управљање:  Микровије везују топлоту вертикално, омогућавајући паметне стратегије распадања топлоте —често се користе као топлотне путеве под ИЦ-ом који генерише топлоту.

Смањен пролазни звук:  Микровије испуњене баком и добро усавршене смањују непредвиђено спајање између суседних сигнала.

"У ХДИ, микровија је хируршко средство —прецизни, поуздани и неопходни за брзу, јаку густину сигнала", каже један специјалиста за дизајн ХДИ-а.

Како се микровије праве? Производња и производња

Корак производње

• Припрема супстрата: Припрема висококвалитетног, ласерски бушираног диелектричног материјала (као што су Изола ФР408ХР, ФР370ХР, Нелцо Н7000-2ХТ или АБФ филмови за изградњу) са ширењем/плоским стак
• Процес ласерске бушења:

Пре-бушење: Проверите ламинацију, обележите циљеве/ухватите плочице, осигурајте регистрацију.

Ласерска бушење: Користите УВ или ЦО2 ласер за ≤6 милилиона рупа; прецизна контрола за осјећање коне и улазнике.

После бушења: Аблационо чишћење, процена квалитета рупе, провера за остатке/оштришта стакла.

• Де-марирање: Уклоњује смолу/стакло које је још увек присутно у цев након ласерске аблације, обезбеђујући одговарајућу адхезију бакра.
• Метализација (покривање баком):

Електролесс бакар као слој семена

Електролитичко бакарно прекривање (конформно/пулсирано) за потпуну пуњење —посебно за микровије које се налазе у пади. Додаци смањују формирање празнине.

Напуњени и затворено микровије се покривају све док се не исплаче површином (понекад са бакарним капаком за заваривање).

• Контрола квалитета:

Пресек, микро-еццх тестирање за празнине, проблеми са адхезијом, униформитет дебљине бакра.

Д производња купона према IPC-2221 додатку Б за тестирање поузданости.

Кључне производне променљиве

Микровијски однос:  Као што диктира ИПЦ-Т-50М , однос страна (дубина према дијаметру) не би требало да прелази 0,75: 1. —или 1:1 за виасе ≤6 милиона —да би се осигурало поуздано бакарно обложење и избегло танке зидове или празнине на дну. Високи однос димензије повећава ризик од некомплетне пуњење бакра, смањене поузданости или бакарних празнина, посебно током топлотних екскурзија у монтажу.  

Толеранција за регистрацију:  Правилно усклађивање ( ±2–4 мили) између ласерске дупљине и паде за улазак/циљ је од кључне важности. Неисправна регистрација може довести до одвајања интерфејса, отворених кола, латентних дефеката или повећаног ризика од неуспеха изазваних рефлоком.  

Дијаметар плоче за снимање: Пад за снимање би требало да буде ≥80% дијаметра траке, у складу са најбољим микровије - Да ли је то истина? Овај однос осигурава снажну адхезију бакра и смањује ризик од пукотина у углу или извлачења плоче током топлотне циклике или механичког оптерећења.

Пропуштање заплетачке маске: нула проширења заплетачке маске  препоручује се око микровија, посебно у HDI плочама, што минимизује ризик од маскирања преклапања или погрешне регистрације која би могла угрозити отпорност и износ.

Последно ламинирање : вишеструки циклуси ламинације —критичан за закопане виасе, наклапане или разграђене микровиасе —уколико је потребно, може се користити и за решење проблема са засиљањем. За управљање овим, пожељни су димензионално стабилни и ласерски бушивали препрег или АБФ (Ажиномото Булд-уп Филм).  

Медни пуњење против непуњених микровија

Микровије пуне бакра и са капијем  су неопходни за плоче високе поузданости, посебно када се користе као трај-ин-пад за БГА или ЦСП финог пича, или када се спајају микровије за максималну вертикалну густину.

Проектирање микровија за поузданост: смернице, недостаци и тестирање

Поузданост микровије  је од суштинског значаја за критичну електронику. Усавршавање дизајна, материјала, производње и инспекције дефинише успех. Ево шта сваки дизајнер и произвођач мора да зна:

Главни механизми неуспеха микровије

Раскопи у буре: Обично почињете са оштрим прелазом филе или када је однос страна превише висок.

Кутни раскиди (интерфејс од падице за улазак до падице за мета) : повезано са ширењем оси Z (неисправност ЦТЕ) током рефлоа.

Извазак мета : Појављује се ако је подлога сувише мала или ако је адхезија лоша.

Неисправна регистрација : Или рупа-у-кутију или слој-у-слој, критичан у наклапаним микровијама.

Медни празнини : Лоша покривка, неисправни адитиви или гас који је заробљен током напуњавања.

Латентне ("отворене") микровије : изнад Тг, стаклени прелази могу омогућити микрокрке да се само-исцеле, сакривајући неуспехе током испитивања на просторији, али се појављују у условима поља.

Шест савета за снажан дизајн микровије

• Изаберите диелектрик компатибилан са ласерским бушење: Спреад стакло / равно стакло (нпр. 1035, 1067, 1086); смоле системи као што су Изола ФР408ХР, АБФ градите филмове.
• Уколико је потребно, примењује се упутство за уносу тачака и падове из IPC-T-50M: ≤0,75:1 је пожељно; дијаметар подлога ≥80% преко пречника.
• Стагирани микровије су где је то могуће, надплаћени: смањује стрес и ризик од празнина или пукотина; сметање стагирања > < 0,8 мм) у малим аспектима.
• Изаберите одговарајућу ИПЦ-2226 стак-ап:. Тип I: слепи + са. Тип II: слепи, сахрањени, са. Тип III: бројна зграда + спајана/разбачена.
• Напредак за лемљиву маску: Циљ без дозволе.
• Очување и рутинговање ваучера на нивоу панела Д: Потребно за пост-фаб скрининг. "

Издржљив формат интегрише гледиште 'испитивања док стварате' - реномирани микровије почињу са одговарајућим складиштењем производа и завршавају се траживим тестирањем Д-купона. "- ХДИ Топ Квалитет Мениџер, Глобални кола.

Технике скрининга микровије ((IPC-TM-650))

Негативне странице и предности микровијских ПЦБ-а.

Значајне користи.

Несравнива минијутризација: Дозвољава вишеслојне ХДИ стаке-уп-а са још већим И/О у малим отицима.

Побољшена искреност сигнала: Ласерски бушени микровије смањују стаб и паразити, који су витални за брзу, ниску губитку рутинга ((ДДР, РФ, СерДес)).

Тхермална администрација: Поуздани вертикални топли курсеви обуке; важни у стратегијама са топлотном густином (моћ, ЦПУ, ФПГА).

Сврхомерност распореда: Подпорука за натрупане, пошаруване, пропуштене вије и сложене БГА трчане.

Пријатељско за монтажу (ако је напуњен/закривен): Пољување искрености за фино-печ БГА/ЦСП користећи предност преко-у-паду.

Тајна Негативни аспекти

Цена: Ласерска експедиција, пуњење бакра/кап, узастопно ламинирање и циклуси процене се акумулишу. Сложност производње: неколико ламинационих акција, дириговање Д купона, строге процедуре процене. Опасност од повратног губитка: танки бакар, погрешни виаси, неекспонирани проблеми ако је контрола процедуре лоша. Термомеханичка поузданост: Много више корисничког интерфејса = више опасносних локација ((КТЕ дивизије које се воде неисправношћу).

Студије случаја: Где микровије омогућавају нове генерације стилова

Око 1 - Мобилни телефон и таблет

Проблем: За програмирање SoC пакета са високим бројем пин (нпр. 0,4 мм пича БГА), стандардни пролазни пролазници сигурно би конзумирали велику површину плоче; немогуће за данашње танке телефоне.

Услуга: Микровија ХДИ ПЦБ методе  (Кинд II/III спајања, углавном напуњена/закривена и пошакована микровија) омогућила је директно скривање БГА рунда-- побољшање електричне ефикасности, смањење ЕМИ-а и дозвољавање мултифункционалних ПЦБ-а дебелине < 1 мм.

Ситуација 2: Автомобилна ЕЦУ (Електронски уређај за управљање).

Потреба: Високи интегритет у тешким условима -40 ° Ц до 125 ° Третман Ц.

Алтернатива:

Попуњени и прекривени микровије у ХДИ структури (врста III) са изненађеним, близанцима који су постављени кроз оквире.

Оширено скрининг за Д-купон и топлотне шокове ((по ИПЦ-ТМ-650).

Коначни резултат:  < 0,5% површине пада кратке стопе; издржљиво током тешких топлотних бицикла и резонанце.

Сценарио 3: Хардвер за брзу мрежу.

Историја: Фино-гласни БГА ФПГА, брзи СерДес.

Тајна предност:

"Стимулатор" за "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање

Побољшена разноврсност рутинга, смањен услов за разговор и много боља топлота.

ХДИ и Микровија ПЦБ Стакпу инстанце.

Да бисте размишљали о томе како ХДИ стекуп и микровиа оквири дозвољавају формат PCB следеће генерације, размотрите ове корисне поставке слојева:

Често постављана питања

Испод су нека често постављана питања у вези са микровијама и поузданошћу ХДИ ПЦБ:

П: Шта изазива најнормалније неуспјехе микровије током рефлоа?  

О: Водећи системи су развој оси Z (неједнакост ЦТЕ), слаба веза на интерфејсу за улазак / циљну плочу и бакарне области или неадекватна попуњавање. Микровије које се скупљају, ако су преоптерећене или лоше напуњене, посебно су у опасности.

П: Да ли употреба микровија са пуним и затвореном капијом повећава поштенство?  

А: Да. Напуњени/закривени микровије су витални за поставке са пуним падом, а БГА се извуче. Они спречавају пропадање лемпи, колапс плочица и издрже расколе изазване топлотним циклусом.

П: Који је одговарајући однос диоа за микровије у ХДИ-у  ПЦБ?  

А: Поштујте ИПЦ-2226 и ИПЦ-Т-50М: ≤ 0,75:1 за оптималну искреност, 1:1 само за ≤ 6 милилитар микровија. Веће пропорције фацета ризик од простора и концентрације на тензији и анксиозности.

П: Како се једноставно процењује поузданост микровије?

А: Користите Д-купон резистенцијски праћење током симулисаног рефлоа ((ИПЦ-ТМ-650 2.6.27), топлотне шок бицикл (-55 ° С до +210 ° C, према ИПЦ-ТМ-650 2.6.7.2), анализе микросекције, или ХАТС (Реално убрзан термички шок).

П: Како конкретно упутства за дизајн микровије утичу на трајну ефикасност?  

О: Порезану колоду се много боље расподељују топлота и напетост; нагрупљене виасе треба увек пунити/закрити. Растојање и проценат падова/преласка су важни да би се спречило поделити кориснички интерфејс или латентне дефекте.

П: Који су ИПЦ критеријуми за микровије ПЦБ?

О: Углавном ИПЦ-2226 (ХДИ стек-ап/виа стил), ИПЦ-2221 (купон/испитивање), ИПЦ-Т-50М (значење), ИПЦ-ТМ-650 2.6.27 и 2.6.7.2 (испитивање/термални шок).

П: Да ли су микровије погодне за управљање енергијом/термиком?  

О: Да, микровије испуњене баком обично се користе као вертикални топлотни вијеси под КФН-овима, БГА-ма и енергетским уређајима како би се повећало распршивање.