از تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایی که در زندگی روزمره‌مان استفاده می‌کنیم، تا-ایستگاه‌های پایه ارتباطی پیشرفته 5G و تجهیزات هوافضا، هر پیشرفت نوآوری در محصولات الکترونیکی را نمی‌توان از پشتیبانی قوی فناوری برد مدار چاپی جدا کرد. در میان آنها،برد مدارهای سوراخ مدفون کور HDIبه عنوان یک فناوری پیشرفته-در زمینه PCB، به تدریج به نیروی اصلی توسعه صنعت الکترونیک مدرن تبدیل می‌شود.
1، اصل فنی تخته مدار سوراخ مدفون کور HDI
HDI، به معنای اتصال{0}}تراکم بالا است. همانطور که از نامش پیداست، برد مدار سوراخ کور HDI، یک برد مداری است که از فناوری سوراخ مدفون میکرو کور برای افزایش قابل توجه چگالی توزیع مدارها استفاده می کند. این درخواست برای یکپارچگی بالاتر و عملکرد الکتریکی بهتر در محصولات الکترونیکی را با ساختن ساختارهای اتصال ویژه در صفحات{3}} PCB چند لایه برآورده می کند.
(1) رمز و راز سوراخ های کور و سوراخ های مدفون
سوراخ های کور سوراخ هایی هستند که از سطح PCB به مدار داخلی متصل می شوند، اما به کل برد PCB نفوذ نمی کنند. این مانند یک گذرگاه زیرزمینی پنهان است که سیم‌کشی سطح PCB را به سیم‌کشی داخلی نزدیک می‌کند، به طور موثر فاصله انتقال سیگنال را کوتاه می‌کند، تداخل سیگنال را کاهش می‌دهد و یکپارچگی سیگنال را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. در رایانه‌های شخصی مانند مادربردهای تلفن همراه که نیاز به استفاده تقریباً دقیق از فضا و پردازش سیگنال دارند، سوراخ‌های کور نقشی بی‌بدیل در دستیابی به اتصالات الکتریکی کارآمد در فضاهای بسیار محدود دارند. دیافراگم آن معمولاً بسیار کوچک است، معمولاً بین 0.1- 0.3 میلی متر، تا الزامات سخت سیم کشی با چگالی بالا را برآورده کند.
سوراخ‌های مدفون سوراخ‌هایی در عمق PCB هستند که لایه‌های مختلف مدارهای داخلی را بدون امتداد به سطح PCb به هم وصل می‌کنند. این مانند یک پل پایدار است که مسیرهای اتصال الکتریکی پایدار را در داخل رایانه‌های{1} چندلایه ایجاد می‌کند و نقش مهمی در دستیابی به عملکردهای مدار پیچیده دارد. در مادربردهای سرور پیشرفته و سایر رایانه‌های شخصی که به عملکرد و پایداری الکتریکی بالایی نیاز دارند، از سوراخ‌های مدفون برای اتصال چندین لایه قدرت و لایه‌های سیگنال استفاده می‌شود که توزیع پایدار توان و انتقال سیگنال قابل اطمینان را تضمین می‌کند. دیافراگم آن نیز نسبتاً کوچک است، شبیه به سوراخ‌های کور، عمدتاً در محدوده 0.1-0.3 میلی‌متر، تا متناسب با روند توسعه سیم‌کشی با تراکم بالا باشد.
(2) فن‌آوری‌های کلیدی برای دستیابی به اتصال متقابل{1} با چگالی بالا
به منظور ایجاد این ساختارهای پیچیده سوراخ مدفون کور، بردهای مدار سوراخ مدفون کور HDI یک سری ابزارهای تکنولوژیکی پیشرفته را اتخاذ کرده اند. فناوری حفاری لیزری یکی از بهترین‌ها است که از پرتوهای لیزری با چگالی انرژی بالا- برای حفاری دقیق سوراخ‌های ریز روی تخته‌های PCB با قطرهای کوچک به اندازه ده‌ها میکرومتر استفاده می‌کند. این روش حفاری با دقت بالا می‌تواند الزامات سختگیرانه بردهای مدار HDI را برای پردازش حفره‌های کوچک برآورده کند و پایه‌ای را برای دستیابی به سیم‌کشی با چگالی بالا ایجاد کند. روش‌های پردازش پلاسما یا نور نیز معمولاً برای کمک به تشکیل منافذ کوچک‌تر استفاده می‌شوند و تراکم تصویر اصلی را بیشتر می‌کنند.
پس از حفاری، فرآیند آبکاری به یک مرحله کلیدی در دستیابی به اتصال الکتریکی تبدیل می شود. با پوشش یکنواخت یک لایه فلز (معمولا مس) بر روی دیوار سوراخ، سوراخ‌های کور و سوراخ‌های مدفون می‌توانند به طور موثر جریان را هدایت کنند و از انتقال یکنواخت سیگنال بین لایه‌های مختلف اطمینان حاصل کنند. علاوه بر این، فناوری لمینیت چندین لایه از مواد PCB را با مدارها و سوراخ‌ها به هم فشار می‌دهد تا یک ساختار تخته مدار کامل-بهم پیوسته چندلایه تشکیل دهد و از استحکام مکانیکی و عملکرد الکتریکی کل برد مدار اطمینان حاصل کند.
2، فرآیند ساخت برد مدار سوراخ مدفون کور HDI
فرآیند تولید بردهای مدار سوراخ کور HDI پیچیده و دقیق است و به تجهیزات بسیار دقیق و کنترل دقیق فرآیند نیاز دارد. هر پیوند تأثیر تعیین کننده ای بر کیفیت و عملکرد محصول دارد.
(1) روش لایه ای - سنگ بنای ساخت سازه های پیچیده
بردهای HDI به طور کلی با استفاده از روش انباشته سازی تولید می شوند. روش لایه‌بندی مانند ساختن یک ساختمان بلند- است که لایه‌ها را یکی یکی روی هم قرار می‌دهد و پیچیدگی سیم‌کشی و اتصالات هر لایه را افزایش می‌دهد. هر چه تعداد لایه ها بیشتر باشد، سطح فنی برد بالاتر است. یک تخته HDI معمولی اساساً یک-لایه زمانی است که یک ساختار سوراخ کور ساده را از طریق یک لایه زمانی- تشکیل می‌دهد و لایه بیرونی و لایه داخلی مجاور را به هم متصل می‌کند. برای محصولات الکترونیکی که به پیچیدگی مدار بالایی نیاز ندارند اما دارای شرایط استفاده از فضا هستند، مانند دستبندهای هوشمند، هدفون های بلوتوث ساده و غیره مناسب است.
HDI مرتبه بالا از دو یا چند تکنیک لایه بندی استفاده می کند. با در نظر گرفتن لایه دوم-به عنوان مثال، این نه تنها شامل-سوراخ های کور مرتبه اول متصل از لایه بیرونی به لایه داخلی مجاور است، بلکه سوراخ های کور مرتبه دوم متصل از لایه بیرونی به لایه عمیق تر از طریق لایه میانی و همچنین ساختارهای سوراخ مدفون مربوطه را نیز اضافه می کند. این ساختار پیچیده‌تر می‌تواند به اتصالات مداری غنی‌تر دست یابد و برای محصولات الکترونیکی که به یکپارچگی سیگنال و تراکم سیم‌کشی بالا نیاز دارند، مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و غیره مناسب است. زمینه هایی مانند تجهیزات ارتباطی 5G، مادربردهای سرور پیشرفته، تجهیزات الکترونیکی هوافضا و غیره.
(2) انباشته شدن سوراخ‌ها، آبکاری سوراخ‌های پرکننده، و حفاری مستقیم لیزری - فرآیندهای کلیدی برای بهبود عملکرد
علاوه بر روش لایه‌بندی،{0}HDI با مرتبه بالا از یک سری فناوری‌های پیشرفته PCB نیز برای بهبود عملکرد استفاده می‌کند. فناوری حفره انباشته فرآیندی است که چندین سوراخ کور یا مدفون را به صورت عمودی انباشته می کند که تعداد نقاط اتصال بین لایه های مختلف را افزایش می دهد و انعطاف پذیری و تراکم سیم کشی را بهبود می بخشد. پر کردن حفره آبکاری شده فرآیند پر کردن کامل سوراخ با فلز پس از حفاری و آبکاری است. این نه تنها رسانایی سوراخ را افزایش می دهد، بلکه تطابق امپدانس را در حین انتقال سیگنال بهبود می بخشد، بازتاب سیگنال و تداخل را کاهش می دهد، که به ویژه برای انتقال سیگنال با سرعت بالا اهمیت دارد.
فناوری حفاری مستقیم لیزری از چگالی انرژی بالای لیزرها برای سوراخ کردن مستقیم بر روی تخته‌های PCB نیمه پردازش شده بدون نیاز به قالب‌های حفاری از پیش ساخته شده استفاده می‌کند و دقت و کارایی پردازش را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد. در عین حال، می‌تواند به پردازش دیافراگم کوچک‌تر نیز دست یابد و تقاضای فزاینده برای سیم‌کشی با چگالی بالا در بردهای مدار HDI را برآورده کند.
(3) فرآیند کنترل کیفیت و آزمایش دقیق
با توجه به فرآیند پیچیده ساخت و نیازهای دقت بالای برد مدارهای سوراخ کور HDI، هر نقص کوچکی می تواند منجر به کاهش عملکرد یا حتی ضایعات کل برد مدار شود. بنابراین، فرآیندهای کنترل کیفیت و تست دقیق باید در طول فرآیند تولید اجرا شوند. از خرید مواد خام، کنترل کیفیت دقیقی بر روی موادی مانند روکش‌های مسی-و فویل‌های مسی انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که خواص الکتریکی و مکانیکی آنها مطابق با استانداردها است.
در طول فرآیند تولید، بازرسی های مربوطه باید برای هر فرآیند حیاتی تکمیل شده انجام شود. به عنوان مثال، پس از حفاری، از تجهیزاتی مانند میکروسکوپ برای بررسی اندازه، دقت موقعیت و کیفیت دیواره سوراخ استفاده می شود. پس از آبکاری، ضخامت، یکنواختی و چسبندگی پوشش باید آزمایش شود. پس از اتمام کل تولید برد مدار، آزمایش عملکرد الکتریکی جامع شامل تست هدایت، تست مقاومت عایق، تست امپدانس و غیره انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که برد مدار می تواند الزامات طراحی را برآورده کند و پایدار و قابل اطمینان کار کند.