Современная электроника №9/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 26 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2019 Несквозные отверстия и микроотверстия в печатной плате Рис. 1. Сечение 4-слойной печатной платы с несквозным отверстием между слоями 1 и 2 В ряде случаев применение несквозных отверстий в печатной плате позволяет решить те или иные проблемы, улучшить массогабаритные характеристики изделия и снизить его стоимость. В статье приводятся основные принципы выполнения несквозных отверстий и рекомендации по применению различных технологических решений. Александр Акулин (akulin@pcbsoftware.com) В процессе проектирования печат- ной платы разработчик иногда стал- кивается с необходимостью выпол- нения несквозных отверстий, то есть переходов с одного слоя на другой, без сверления печатной платы насквозь. Это может быть вызвано следующими причинами: ● сложный компонент с маленькимша- гом выводов, например BGA с шагом 0,5 мм и менее; ● слишком плотная трассировка при небольшом размере печатной платы и необходимость создания дополни- тельных «каналов» трассировки в зо- не под переходным отверстием; ● необходимость устранения той ча- сти переходного отверстия, кото- рая не задействована в электриче- ском контакте между слоями (так на- зываемый stub), чтобы не создавать лишних проблем для высокоскорост- ных сигналов; ● потребность в ограничении распро- странения сигнала только в несколь- ких слоях, с экранированием осталь- ных слоёв, напримерприразделении аналоговойицифровойчастей схемы. В англоязычной литературе для обо- значения таких отверстий применя- ют термины blind via (отверстие выхо- дит только на один из внешних слоёв), buried via (отверстие полностью нахо- дится внутри платы, соединяя два или несколько внутренних слоёв), microvia или uvia (отверстие выполнено лазером между двумя соседними слоями). Техно- логия, подразумевающая высокуюплот- ность соединений, очень маленькие зазоры и ширину проводника на пла- те, и применение несквозных отверстий имеют обобщающее название HDI PCB (High Density Interconnect – межсоеди- нения высокой плотности). Существует несколько международных стандартов, имеющих отношение к HDI-платам, их конструированию, производству и кон- тролю качества, например: ● IPC/JPCA-2315: Design Guide for High-density Interconnect Structures and Microvias; ● IPC-2226: Sectional Design Standard for High-density Interconnect (HDI) Print- ed Boards; ● IPC/JPCA-4104: Qualification and Per- formance Specification for Dielectric Materials for High-density Intercon- nect Structures (HDI); ● IPC-6016: Qualification and Perfor- mance Specification for High-density Interconnect (HDI) Structures. Врусскоязычнойлитературеприменя- ются термины «глухие отверстия», «сле- пыеотверстия», «погребённыеотверстия», «микроотверстия» идругие. Приэтомдан- ные терминыне всегдапонимаютсяоди- наково различными специалистами. Приформированиинесквозныхотвер- стий и их описании в САПР печатных плат важно заранее понимать, какая тех- нология будет использоваться заводом- производителемдляих создания. Вэтой статье будут описаны несколько основ- ных типовнесквозныхотверстийна при- мере изготовления 4-слойнойпечатной платы с несквозным отверстием между слоями1и2 (см. рис. 1). Здесь также при- водятся рекомендации по их примене- нию, в том числе для случаев высокоча- стотныхматериаловипрепрегов, таких какRogers серии4000. На основе приво- димых ниже рекомендаций можно соз- давать более сложные конструкции, ком- бинируя между собой различные виды отверстий и технологий. Существуют четыре основных вида несквозных отверстий: 1. Stack up + HDI (прессование с фоль- гой снаружи плюс микроотверстия); 2. Core + Core + HDI (ядро плюс ядро плюс микроотверстия); 3. Drill + Resin flow (сверление плюс вы- текание смолы); 4. Drill + Resin plug (сверление плюс за- бивка смолой). Рассмотрим последовательности опе- раций по изготовлению каждого типа отверстий. S TACK UP + HDI ( ПРЕССОВАНИЕ С ФОЛЬГОЙ СНАРУЖИ ПЛЮС МИКРООТВЕРСТИЯ ) В таблице 1 приведена последова- тельность технологических операций. Рекомендации при исполнении тако- го типа конструкции следующие: ● нельзя использовать ВЧ-препрег типа Ro4450; ● расстояние между слоями 1 и 2 долж- но быть менее 0,15 мм (рекомендует- ся 0,05…0,1 мм); ● глубина отверстия не должна превы- шать его диаметр. C ORE + C ORE + HDI ( ЯДРО ПЛЮС ЯДРО ПЛЮС МИКРООТВЕРСТИЯ ) В таблице 2 приведена последова- тельность технологических операций. Рекомендации для такой конструк- ции: ● расстояние между слоями 1 и 2 долж- но быть менее 0,15 мм (рекоменду- ется 0,1 мм); ● еслипрепрег –одинслойRo4450, нуж- но выбирать толщину меди не более 18 мкм; ● если препрег – один слой Ro4450, то конструкция Via-In-Pad (заполнение и дополнительная медная крышка на переходных отверстиях) в этой ситу- ации не рекомендуется. D RILL + R ESIN FLOW ( СВЕРЛЕНИЕ ПЛЮС ВЫТЕКАНИЕ СМОЛЫ ) В таблице 3 приведена последова- тельность технологических операций.