PCB'nin tasarım ve üretim teknolojisi ciddi zorluklarla karşı karşıyadır. Elektronik ürünlerde daha küçük boyut, daha yüksek performans ve daha fazla fonksiyon talebini karşılamak amacıyla,kör delikteknoloji anahtardır. Kör deliklerin sipariş bölümü, pcb tasarımı ve üretiminde çok önemli bir rol oynar ve devre kartının performansını, kablolama yoğunluğunu ve üretim maliyetini doğrudan etkiler.
1, Kör delikler ve gömülü deliklerle ilgili temel kavramlar
(1) Kör delik
Kör delik, bir PCB'nin iç kablolarını PCB'nin yüzey kablolarına bağlayan bir tür açık deliktir-. Özelliği bu deliğin tahtanın tamamına nüfuz etmemesidir. Kör delikler genellikle dış devreleri bitişik iç devrelere bağlamak için kullanılır. Çok-katmanlı baskılı devre kartlarında, elektronik cihazların minyatürleştirme sürecinde önemli bir rol oynayarak sinyal iletim mesafesinin azaltılmasına, sinyal girişiminin azaltılmasına ve sinyal bütünlüğünün geliştirilmesine yardımcı olurlar. Örneğin cep telefonu anakartları gibi yüksek yer kullanımı ve sinyal işleme gerektiren baskılı devre kartlarında kör delikler, sınırlı bir alanda daha verimli elektrik bağlantıları sağlayabilmektedir. Yüksek yoğunluklu kablolamanın gereksinimlerini karşılamak için açıklığı genellikle küçüktür, genellikle 0,1-0,3 mm arasındadır.
(2) Gömülü delik
Gömülü delik, yalnızca iç katmanlar arasındaki kabloları bağlayan ve PCB yüzeyinden doğrudan gözlemlenemeyen bir açık-delik türüdür. Gömme delikleri, çok-katmanlı baskılı devre kartları içinde sabit elektrik bağlantı yolları oluşturur ve bu, karmaşık devre işlevselliği elde etmek için çok önemlidir. Sıkı elektriksel performans ve kararlılık gerektiren ileri teknoloji sunucu anakartlarında ve diğer baskılı devre kartlarında, birden fazla güç ve sinyal katmanı katmanını bağlamak için gömülü delikler kullanılabilir, böylece istikrarlı güç dağıtımı ve güvenilir sinyal iletimi sağlanır. Açıklığı nispeten küçüktür, kör deliklere benzer şekilde, yüksek yoğunluklu kablolama trendine uyacak şekilde çoğunlukla 0,1-0,3 mm aralığındadır.
2, Kör gömülü delik sırasının tanımı
(1) Lazer delme frekansına dayalı tanım
Yüksek-yoğunluklu ara bağlantı kartlarında kör gömülü delik sırasının yaygın tanımı, lazer delme döngülerinin sayısıyla ilgilidir. Basitçe söylemek gerekirse, lazerle delme ile oluşturulan kör delik yapısı bir düzene karşılık gelir. Örneğin, saf lazer delme özelliğine sahip iki-katmanlı, kör/gömülü bir HDI kartı için, dış katmanı bitişik iç katmana bağlamak için yalnızca bir lazer delme işlemi gerçekleştirilirse, bu durumda bu yapı ilk-sıradandır. İki lazer delme işlemi gerçekleştirilirse, birinci lazer delmenin oluşturduğu kör delik dış katmandan belirli bir iç katmana bağlanır ve ikinci lazer delme mevcut iç katmandan daha derin bir iç katmana bağlanırsa ikinci sıradır. Bu tanımlama yöntemi, lazer delme yoluyla elde edilen farklı seviyeler arasındaki bağlantıların karmaşıklığını sezgisel olarak yansıtabilen, ana kör delik üretim yöntemi olarak lazer delme ile HDI kartlarında yaygın olarak kullanılır.
(2) Mekanik delmeye dayalı olarak iletken çekirdek plakaların sayısının tanımı
Mekanik kör/gömülü delik delme kullanılması durumunda, bir çekirdek plakanın iletilmesi birinci dereceden, iki çekirdek plakanın iletilmesi ise ikinci derecedendir. Örneğin, bazı karmaşık pcb yapılarında, mekanik gömülü deliklerin birden fazla iç katmanı birbirine bağlaması gerekir. Bir mekanik gömülü delik iki çekirdek kartını iletebildiğinde, gömülü delik yapısı ikinci-derece standardını karşılar. Çok-katmanlı PCB kartların üretim sürecinde, mekanik delme belirli bir iç katmandan başlayıp elektrik bağlantısını sağlamak için sırayla iki farklı çekirdek kartından geçiyorsa, bu tasarım ikinci-dereceden mekanik delme kör gömülü delik yapısına aittir. Bu tanımlama yöntemi, iç katmanları bağlamak için kör delikler veya gömülü delikler oluşturmak üzere mekanik delme kullanan pcb tasarımlarına uygulanabilir; bu, farklı çekirdek panolar arasında bağlantı kurmak için mekanik delmenin yeteneğini ve hiyerarşik ilişkisini yansıtır.
(3) Katmanlı yapıya dayalı tanım
Endüstride yaygın olarak kullanılan a+n+a ve a+n+n+a gibi yapılar, HDI kartlarını adlandırmak ve sıralarını tanımlamak için kullanılır; burada a, ek bir katmanı temsil eder; ek bir katman birinci sırayı, iki ek katman ikinci sırayı ve üç ek katman üçüncü sırayı temsil eder; N çekirdek katmanını temsil eder. Ortak yapılar arasında 1+n+1, 1+n+1, 2+n+2, 2+n+n+2, 3+n+3, 3+n+n+3 vb. bulunur. Örnek olarak 1+n+1 yapısını alırsak, her iki tarafta ek bir katmanı temsil eder birinci dereceden kör gömülü delik yapısına karşılık gelen n çekirdek katmanının; 2+n+n+2 yapısı, ikinci-dereceden kör gömülü delik yapısına ait olan iki çekirdek katmanın n her iki yanında iki ek katmanı temsil eder. Bu tanımlama yöntemi pcb'nin genel yapısını dikkate alır ve katman sayısını artırarak kör gömülü deliklerin sırasını belirler. Karmaşık istiflenmiş yapılara sahip HDI kartlarını anlatırken bu çok açıktır.
3, Farklı düzenlerdeki kör gömülü deliklerin özellikleri ve uygulama senaryoları
(1) Birinci dereceden kör gömülü delik
Birinci-dereceden kör gömülü delik nispeten basit bir yapıdır. Kör delikleri genellikle pcb'nin dış katmanından bitişik iç katmana doğrudan bağlanarak basit bir yüksek-yoğunluklu ara bağlantı yapısı oluşturur. Bu yapıda, kör deliklerin ve gömülü deliklerin açıklığı daha küçüktür ve devre genişliği ve aralığı daha hassastır; bu da pcb'nin entegrasyonunu ve elektriksel performansını önemli ölçüde artırabilir. Birinci-düzeyden kör gömülü delik, alan kullanımı açısından belirli gereksinimleri olan ancak akıllı bilezikler, basit Bluetooth kulaklıklar vb. gibi bazı basit tüketici elektroniği ürünleri gibi özellikle yüksek devre karmaşıklığına sahip olmayan elektronik ürünler için uygundur. Bu ürünlerin sınırlı alan içinde temel işlevleri yerine getirmesi gerekir ve birinci-dereceden kör gömülü delikler, elektriksel bağlantı gereksinimlerini karşılarken baskılı devre kartlarının boyutunu etkili bir şekilde azaltabilir ve ürün maliyetlerini düşürebilir.
(2) İkinci dereceden kör gömülü delik
İkinci-düzeyden kör gömülü delik, birinci-dereceden temel alınarak bağlantı hiyerarşisine karmaşıklık katar. Yalnızca dış katmandan bitişik iç katmana bağlanan birinci-dereceden kör delikleri içermez, aynı zamanda karşılık gelen gömülü delik yapılarının yanı sıra, dış katmandan ara katman aracılığıyla daha derindeki katmana bağlanan ikinci-düzeyden kör delikleri de ekler. İkinci dereceden kör gömülü delikler, akıllı telefonlar, tabletler vb. gibi yüksek sinyal bütünlüğü ve kablolama yoğunluğu gerektiren elektronik ürünler için uygun olan daha karmaşık devre bağlantıları sağlayabilir. Akıllı telefonları örnek olarak alırsak, çok sayıda çip, sensör ve diğer bileşenlerin dahili olarak bağlanmasını gerektirirler. İkinci dereceden kör gömülü delikler, sınırlı anakart alanı içinde çok sayıda elektrik bağlantısı elde edebilir, makul tasarım sayesinde sinyal iletimi sırasındaki kayıpları ve parazitleri azaltır ve telefonun genel performansını artırır.
(3) Yüksek dereceden kör gömülü delikler (üçüncü dereceden ve üzeri)
Üçüncü dereceden ve daha yüksek dereceden kör gömülü delik yapıları daha karmaşıktır ve ultra-yüksek kablo yoğunluğu ve iyi elektrik performansı için üst düzey elektronik ürünlerin gereksinimlerini karşılayabilir. 5G iletişim ekipmanı, üst-son teknoloji sunucu anakartları, havacılık elektronik ekipmanı vb. alanlarında, çok sayıda yüksek-hızlı ve yüksek-frekans sinyalini işleme ve çok sayıda işlevsel modülü sınırlı alana entegre etme ihtiyacı nedeniyle, yüksek-düzeyden kör gömülü delik teknolojisi anahtar haline geldi. Örneğin, 5G baz istasyonlarının iletişim devre kartında, yüksek düzeyde kör gömülü delikler, farklı çipler arasında yüksek hızlı veri iletimi sağlayabilir, sinyal gecikmesini ve karışmayı azaltabilir ve iletişimin kararlılığını ve verimliliğini sağlayabilir; Havacılık ve uzay elektronik ekipmanlarında, yüksek-düzeyde kör gömülü delikler devre kartlarının ağırlığının azaltılmasına yardımcı olur, ekipman güvenilirliğini ve parazit önleme yeteneğini-artırır ve havacılık alanındaki yüksek-performanslı ve hafif ekipmana ilişkin katı gereksinimleri karşılar.
4, Kör gömülü delik düzeninin önemi ve etkisi
(1) PCB kablolama yoğunluğu üzerindeki etki
Kör gömülü deliklerin sırasının artması, baskılı devre kartlarının daha yüksek kablolama yoğunluğu elde etmesini sağlar. Farklı sıralarda kör delikler ve gömülü delikler tasarlayarak, devre kartının iç ve dış katmanları arasında daha fazla bağlantı yolu oluşturulabilir, böylece dış kablolar üzerindeki baskı azaltılır ve devre kartının daha fazla elektronik bileşen ve devreye uyum sağlamasına olanak sağlanır. Bu, elektronik ürünlerin minyatürleştirilmesi ve işlevsel entegrasyonu için çok önemlidir. Örneğin, akıllı telefonlarda gelişmiş kör delik teknolojisi, anakartın daha fazla çipi ve işlevsel modülü sınırlı bir boyuta entegre etmesini sağlayarak telefon işlevlerinin sürekli olarak yükseltilmesini sağlar.
(2) Sinyal bütünlüğü üzerindeki etki
Kör gömülü delik düzeninin makul bir tasarımı, sinyal bütünlüğünün iyileştirilmesine yardımcı olabilir. Elektronik cihazların çalışma frekansının sürekli artmasıyla birlikte iletim sırasında sinyal kaybı, yansıma ve karışma gibi sorunlar giderek daha fazla ön plana çıkmaktadır. Farklı sıralardaki kör gömülü delikler, sinyal iletim yolunu optimize edebilir, sinyal iletim mesafesini azaltabilir ve sinyal iletim gereksinimlerine göre geçiş deliğindeki sinyalin empedans süreksizliğini azaltabilir, böylece sinyalin kalitesini ve kararlılığını etkili bir şekilde artırabilir. Katı hal sürücülerinin veri iletim arayüzü gibi yüksek-hızlı veri iletimi uygulama senaryosunda, uygun bir kör gömülü delik tasarımı düzeni, yüksek-hız ve doğru veri iletimi sağlayabilir.
(3) Üretim maliyetleri üzerindeki etki
Kör gömülü deliklerin sırasının artması genellikle üretim maliyetlerinde artışa neden olur. Gelişmiş kör gömülü delikler, lazer delme için daha yüksek hassasiyet gereklilikleri ve mekanik delmede daha fazla zorluk gibi daha karmaşık üretim süreçleri ve daha yüksek hassasiyetli ekipmanlar gerektirir. Aynı zamanda laminasyon ve elektrokaplama gibi işlemlerde de daha sıkı kontrol gerekmektedir. Ayrıca, yüksek-düzenli kör gömülü delik yapılarına sahip baskılı devre kartlarının verim oranı, üretim süreci sırasında nispeten düşüktür, bu da üretim maliyetlerini daha da artırır. Bu nedenle, pcb tasarım sürecinde, ürün performans gereksinimleri ve maliyet bütçesi gibi faktörleri kapsamlı bir şekilde dikkate almak ve en iyi maliyet etkinliğini elde etmek için kör gömülü deliklerin sırasını makul şekilde seçmek-gereklidir.