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華秋干貨鋪丨高密度 PCB 線路板設計中的過孔知識

時間2022/04/01
人物華秋電路
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鉆孔是 PCB 制作過程中非常重要的一環,鉆孔的好壞極大地影響了 PCB 板的功能性、可靠性。然而,對于高密度 HDI 板中的通孔、盲孔、埋孔,這三種孔的含義以及特點,不少客戶依然不清楚,那讓我們一起來了解一下,走進華秋干貨鋪。


01
走進過孔


首先,電路板是由一層層的銅箔電路疊加而成的,而不同電路層之間的連通靠的就是過孔(via)。


過孔是多層 PCB 線路板的重要組成部分之一,特別是對高密度高速多層 PCB (HDI)設計來說,過孔的設計需要引起工程師的重視。接下來大家和我們一起走進 PCB 設計中的過孔的海洋中,領略知識的魅力。



02
過孔的類型


從作用上看,過孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。從工藝制程上來說,這些孔一般分為三類,即盲孔、埋孔和通孔。

埋孔:指位于印刷線路板內層的連接孔,它不會延伸到線路板的表面。
通孔:這種孔穿過整個線路板,可用于實現內部互連或作為元件的安裝定位孔。
盲孔:位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內層線路的連接。

隨著移動電話、筆記本電腦等信息產品的日益高速化和小型化,半導體集成電路集成度的不斷提高,速度不斷加快,對印制板的技術要求就更高。印制板上的導線是越來越細、間距越來越窄,布線密度也就越來越高,印制板上的孔也就越來越小。

采用激光盲孔作為主要的微導通孔,是 HDI 關鍵技術之一。激光盲孔孔徑小而孔數多的特點是實現 HDI 板高布線密度的有效途徑。由于在 HDI 板中激光盲孔作為接觸點較多,激光盲孔的可靠性直接決定到產品的可靠性。


03
判斷盲孔可靠性的方法


那到底什么樣的盲孔才算得上好呢?我們可以從以下兩大方面進行判斷。

一、孔型

孔型一般分為:平面孔型、截面孔型。

(1)平面孔型,主要通過真圓度指標判斷。

真圓度=短直徑 a/長直徑 b*100%


一般情況下,真圓度會要求≥90%,但是根據實際情況,會有所調整。

(2)截面孔型,則必須進行破壞性試驗,截取切片,進行觀察測量,其主要指標有錐度、孔壁粗糙度、基材銅受損程度等。

①錐度=下孔徑 b/上孔徑 a*100%

一般情況下,錐度會要求≥85%,但是根據實際情況,會有所調整。

②孔壁粗糙度 c
一般情況下,盲孔會要求≤15μm,但根據材料等不同,實際可能會有所差別。

③基材銅受損程度 d
一般情況下,要求≤1/3 基材銅厚度,但根據實際情況,會有所調整。

注:因磨切片可能會導致孔型變化,因此,確認這些項目,通常是在鍍銅之后,再取切片確認的。


二、鍍銅狀況

衡量鍍銅狀況的關鍵指標有:拐角銅厚、孔壁銅厚、填孔高度(底銅厚度)、dimple 值等。

拐角銅厚 a,主要表征最薄鍍銅點,由于量取的點位、方法,在業內都是不統一的,因此,暫無明確通行標準。

孔壁銅厚 b,類似于通孔的孔銅,如果非填孔,則一般比照通孔標準,如果為填孔,則影響因素眾多,業內暫無統一標準。

填孔高度(底銅厚度)d,類似于通孔的面銅厚度,一定程度可比照通孔的面銅標準。

dimple 值 c,指的是填孔后的凹陷值,只有填孔電鍍才存在 dimple 值的要求,工藝難度較大,業內一般要求≤15μm。



以上是講述了怎樣判斷盲孔的可靠性,HDI 板制作工藝流程較多,工藝復雜,在制作時,首先應選擇工藝流程,明確制作的關鍵技術,控制孔徑和孔型;合理配比電鍍液成分;注意填充率和凹陷度,確保填孔效果。


目前華秋 PCB 已配備三菱 CO? 激光鉆孔機、沉銅線、龍門式填孔電鍍線,配套進口的填孔藥水,dimple 值可控制在 15μm 以內。設備合理搭配,工藝相對成熟,華秋可按照業內通用標準制作相應的盲孔,保證了平整度。歡迎廣大客戶來華秋打樣,親自感受高可靠性、短交期的打板體驗。



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