מהסמארטפונים והטאבלטים שבהם אנו משתמשים בחיי היומיום שלנו, ועד לתחנות בסיס תקשורת 5G מתקדמים וציוד תעופה וחלל, לא ניתן להפריד כל פריצת דרך במוצרים אלקטרוניים מהתמיכה החזקה של טכנולוגיית המעגלים המודפסים. ביניהם,HDI מעגלים חורים קבור עיוור, כטכנולוגיה-מתקדמת בתחום ה-PCB, הופכים בהדרגה לכוח הליבה המניע את הפיתוח של תעשיית האלקטרוניקה המודרנית.
1, עיקרון טכני של HDI מעגל חור קבור עיוור
HDI, זה אומר חיבור-בצפיפות גבוהה. לוח מעגלים של חורים עיוורים HDI, כפי שהשם מרמז, הוא לוח מעגלים המשתמש בטכנולוגיית חורים קבורים עיוורים כדי להגדיל משמעותית את צפיפות ההפצה של המעגלים. הוא עונה על הדרישה לאינטגרציה גבוהה יותר וביצועים חשמליים טובים יותר במוצרים אלקטרוניים על ידי בניית מבני חיבור מיוחדים בתוך לוחות PCB מרובי-שכבות.
(1) המסתורין של חורים עיוורים וחורים קבורים
חורים עיוורים הם חורים המתחברים משטח ה-PCB למעגל הפנימי, אך אינם חודרים לכל לוח ה-PCB. זה כמו מעבר תת קרקעי נסתר, המחבר באופן הדוק את חיווט פני השטח של ה-PCB עם החיווט הפנימי, מקצר ביעילות את מרחק העברת האות, מפחית הפרעות אות ומשפר מאוד את שלמות האות. ב-PCB כגון לוחות אם לטלפונים ניידים הדורשים ניצול שטח ועיבוד אותות כמעט קפדני, לחורים עיוורים תפקיד שאין לו תחליף בהשגת חיבורי חשמל יעילים בחללים מוגבלים ביותר. הצמצם שלו בדרך כלל קטן במיוחד, בדרך כלל בין 0.1-0.3 מ"מ, כדי לעמוד בדרישות המחמירות של חיווט בצפיפות גבוהה.
חורים קבורים הם חורים עמוק בתוך ה-PCB, המחברים שכבות שונות של מעגלים פנימיים מבלי להתרחב אל פני ה-PCB. זה כמו גשר יציב, בונה נתיבי חיבור חשמליים יציבים בתוך PCbs רב-שכבתיים, וממלא תפקיד מכריע בהשגת פונקציות מורכבות של מעגלים. בלוחות אם של שרתים-מתקדמים ו-PCB אחרים הדורשים ביצועים ויציבות חשמליים גבוהים, משתמשים בחורים קבורים לחיבור שכבות מרובות של כוח ושכבות אותות, מה שמבטיח חלוקת כוח יציבה והעברת אותות אמינה. גם הצמצם שלו קטן יחסית, בדומה לחורים עיוורים, בעיקר בטווח של 0.1-0.3 מ"מ, כדי להתאים למגמת הפיתוח של חיווט בצפיפות גבוהה.
(2) טכנולוגיות מפתח להשגת חיבור גומלין בצפיפות גבוהה-
על מנת ליצור את מבני החורים הקבורים העיוורים המורכבים הללו, לוחות מעגלים של חורים קבורים עיוור HDI אימצו סדרה של אמצעים טכנולוגיים מתקדמים. טכנולוגיית קידוח לייזר היא אחת הטובות ביותר, המשתמשת בקרני לייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה-כדי לקדוח חורים זעירים במדויק על לוחות PCB, בקטרים קטנים כמו עשרות מיקרומטרים. שיטת קידוח-בדיוק גבוהה זו יכולה לעמוד בדרישות המחמירות של לוחות HDI לעיבוד מיקרו חורים, מה שמניח את הבסיס להשגת חיווט בצפיפות- גבוהה. טכניקות עיבוד פלזמה או אור משמשות גם בדרך כלל כדי לסייע ביצירת נקבוביות קטנות יותר, מה שמשפר עוד יותר את הצפיפות של התמונה המקורית.
לאחר הקידוח, תהליך הציפוי הופך לשלב מפתח בהשגת חיבור חשמלי. על ידי ציפוי אחיד של שכבת מתכת (בדרך כלל נחושת) על דופן החור, חורים עיוורים וחורים קבורים יכולים להוליך זרם ביעילות, ולהבטיח שידור אות חלק בין שכבות שונות. בנוסף, טכנולוגיית למינציה לוחצת בחוזקה שכבות מרובות של חומרי PCB עם מעגלים וחורים יחד כדי ליצור מבנה לוח מעגלים מקושר שלם ורב{2}}שכבתי, מה שמבטיח את החוזק המכני והביצועים החשמליים של כל לוח המעגלים.
2, תהליך ייצור של HDI מעגל חור קבור עיוור
תהליך הייצור של לוחות HDI חורים קבורים עיוור הוא מורכב ומדויק, דורש ציוד מדויק ביותר ובקרת תהליכים קפדנית. לכל קישור יש השפעה מכרעת על איכות וביצועי המוצר.
(1) שיטה שכבתית - אבן הפינה של בניית מבנים מורכבים
לוחות HDI מיוצרים בדרך כלל בשיטת הערימה. שיטת השכבות היא כמו בניית בניין גבוה-, הערמת שכבות אחת אחת, הגדלת המורכבות של החיווט והחיבורים לכל שכבה. ככל שיש יותר שכבות, כך הרמה הטכנית של הלוח גבוהה יותר. לוח HDI רגיל הוא בעצם שכבת חד-זמן, היוצרת מבנה פשוט של חור עיוור באמצעות שכבת חד-זמן, המחברת את השכבה החיצונית והשכבה הפנימית הסמוכה. הוא מתאים למוצרים אלקטרוניים שאינם דורשים מורכבות מעגל גבוהה אך יש להם דרישות ניצול שטח מסוימות, כגון צמידים חכמים, אוזניות בלוטות' פשוטות וכו'.
HDI מסדר גבוה משתמש בשתי טכניקות שכבות או יותר. אם לוקחים את שכבת הסדר-השנייה כדוגמה, היא לא כוללת רק חורים עיוורים מסדר ראשון המחוברים מהשכבה החיצונית לשכבה הפנימית הסמוכה, אלא גם מוסיפה חורים עיוורים מסדר שני המחוברים מהשכבה החיצונית לשכבה העמוקה יותר דרך שכבת הביניים, כמו גם מבני חורים קבורים מתאימים. המבנה המורכב יותר הזה יכול להשיג חיבורי מעגל עשירים יותר ומתאים למוצרים אלקטרוניים הדורשים שלמות אות וצפיפות חיווט גבוהה, כגון סמארטפונים, טאבלטים וכו'. עם הגידול הנוסף במספר השכבות, לוחות HDI-מסדר גבוה עם שלוש שכבות או יותר יכולים לעמוד בדרישות האולטימטיביות של מוצרים אלקטרוניים-מתקדמים עבור ביצועים-אלקטרוניים גבוהים במיוחד, כמו ביצועים רחבים וטובים בשדה חשמלי, גבוהים וטובים. ציוד תקשורת 5G,{10}לוחות אם של שרתים מתקדמים, ציוד אלקטרוני לתעופה וחלל וכו'.
(2) ערימת חורים, ציפוי חורי מילוי אלקטרוני וקידוח ישיר בלייזר - תהליכי מפתח לשיפור הביצועים
בנוסף לשיטת השכבות, HDI-מסדר גבוה יאמץ גם סדרה של טכנולוגיות PCB מתקדמות כדי לשפר עוד יותר את הביצועים. טכנולוגיית ערימת חורים היא תהליך של ערימה אנכית של מספר חורים עיוורים או קבורים, מה שמגדיל את מספר נקודות החיבור בין שכבות שונות ומשפר את הגמישות והצפיפות של החיווט. מילוי חור באלקטרו הוא תהליך של מילוי מלא של החור במתכת לאחר קידוח וציפוי. זה לא רק משפר את המוליכות של החור, אלא גם משפר את התאמת העכבות במהלך שידור האות, הפחתת השתקפות האות והצלבה, דבר שחשוב במיוחד להעברת אותות במהירות-גבוהה.
טכנולוגיית קידוח ישיר בלייזר מנצלת את צפיפות האנרגיה הגבוהה של לייזרים כדי לקדוח חורים ישירות על לוחות PCB מעובדים חלקית ללא צורך בתבניות קידוח מוכנות מראש, מה שמשפר מאוד את דיוק ויעילות העיבוד. במקביל, הוא יכול גם להשיג עיבוד צמצם קטן יותר, ולעמוד בדרישה הגוברת לחיווט- בצפיפות גבוהה במעגלי HDI.
(3) תהליך בקרת איכות ובדיקה קפדנית
בשל תהליך הייצור המורכב ודרישות הדיוק הגבוהות של לוחות HDI חורים קבורים עיוור, כל פגם קטן יכול להוביל לירידה בביצועים או אפילו לפסולת של כל לוח המעגלים. לכן, יש ליישם תהליכי בקרת איכות ובדיקות קפדניים במהלך תהליך הייצור. החל מרכישת חומרי גלם, מתבצעת בקרת איכות קפדנית על חומרים כגון למינציה בציפוי-נחושת ורדיד נחושת על מנת להבטיח שתכונותיהם החשמליות והמכניות עומדות בתקנים.
במהלך תהליך הייצור, יש לערוך בדיקות מתאימות לכל תהליך קריטי שהושלם. לדוגמה, לאחר הקידוח, ישמש ציוד כגון מיקרוסקופים לבדיקת הגודל, דיוק המיקום ואיכות הקיר של החור; לאחר הציפוי, יש לבדוק את העובי, האחידות וההדבקה של הציפוי. לאחר השלמת כל ייצור המעגלים, יתבצעו בדיקות ביצועים חשמליות מקיפות, לרבות בדיקת מוליכות, בדיקת התנגדות בידוד, בדיקת עכבה ועוד, על מנת לוודא שהמעגל יכול לעמוד בדרישות התכנון ולעבוד בצורה יציבה ואמינה.