Dlaczego płytki PCB wymagają zaślepionych otworów?
1. Zatykanie otworów może uniemożliwić przedostanie się lutu przez wywiercony otwór podczas lutowania falowego, powodując zwarcie i wyskoczenie kulki lutowia, co powoduje zwarcie na płytce drukowanej.
2. W przypadku, gdy na podkładkach BGA znajdują się zaślepione przelotki, przed procesem złocenia konieczne jest zaślepienie otworów w celu ułatwienia lutowania BGA.
3. Zatkane otwory mogą zapobiec pozostawaniu resztek topnika w otworach przelotowych i zachować gładkość powierzchni.
4. Zapobiega przedostawaniu się pasty lutowniczej powierzchniowej do otworu, powodując fałszywe lutowanie i wpływając na montaż.
Jakie są techniki zatykania otworów w PCB?
Procesy związane z zatykaniem otworów są zróżnicowane i długotrwałe, a także trudne do kontrolowania. Obecnie typowe procesy zatykanych otworów obejmują zatykanie żywicą i wypełnianie galwaniczne. Zatykanie żywicą polega najpierw na miedziowaniu otworów, następnie wypełnieniu ich żywicą epoksydową, a na końcu miedziowaniu powierzchni. Efekt jest taki, że otwory można otwierać, a powierzchnia jest gładka bez wpływu na lutowanie. Wypełnianie galwaniczne polega na wypełnieniu otworów bezpośrednio galwanizacją bez żadnych szczelin, co jest korzystne dla procesu lutowania, ale proces ten wymaga dużych umiejętności technicznych. Obecnie wypełnianie galwaniczne ślepych otworów w płytkach drukowanych HDI odbywa się zwykle poprzez galwanizację poziomą i ciągłe wypełnianie galwaniczne w pionie, a następnie miedziowanie subtraktywne. Metoda ta jest złożona, czasochłonna i powoduje straty cieczy galwanicznej.
Globalny przemysł galwanicznych płytek PCB szybko się rozrósł, stając się największym segmentem branży komponentów elektronicznych, zajmującym wyjątkową pozycję i wartością produkcji wynoszącą 60 miliardów dolarów rocznie. Zapotrzebowanie na smukłe i kompaktowe urządzenia elektroniczne stale zmniejsza rozmiary płytek i doprowadziło do opracowania wielowarstwowych projektów płytek drukowanych o cienkich liniach i mikrootworach.
Aby nie wpływać na wytrzymałość i parametry elektryczne płytek drukowanych, trendem w obróbce płytek PCB stały się ślepe otwory. Bezpośrednie układanie na ślepych otworach to metoda projektowania pozwalająca uzyskać połączenia o dużej gęstości. Aby wykonać otwory piętrowe, pierwszym krokiem jest zapewnienie płaskości dna otworu. Wypełnianie galwaniczne jest reprezentatywną metodą wytwarzania płaskich powierzchni otworów.
Napełnianie galwaniczne nie tylko zmniejsza potrzebę dodatkowego rozwoju procesu, ale jest również kompatybilne z obecnym sprzętem procesowym i zapewnia dobrą niezawodność.
Zalety wypełnień galwanicznych:
1. Korzystne do projektowania otworów piętrowych i Via on Pad, co zwiększa gęstość płyty i umożliwia zastosowanie większej liczby pakietów stóp we/wy.
2. Poprawia wydajność elektryczną, ułatwia projektowanie wysokiej częstotliwości, poprawia niezawodność połączenia, zwiększa częstotliwość roboczą i pozwala uniknąć zakłóceń elektromagnetycznych.
3. Ułatwia odprowadzanie ciepła.
4. Zaślepianie otworów i połączeń elektrycznych odbywa się w jednym etapie, co pozwala uniknąć defektów spowodowanych wypełnieniem żywicą lub klejem przewodzącym, a także pozwala uniknąć różnic współczynnika CTE spowodowanych wypełnieniem innym materiałem.
5. Ślepe otwory są wypełnione miedzią galwaniczną, co pozwala uniknąć zagłębień powierzchniowych i sprzyja projektowaniu i produkcji drobniejszych linii. Kolumna miedziana wewnątrz otworu po wypełnieniu galwanicznym ma lepszą przewodność niż przewodząca żywica/klej i może poprawić odprowadzanie ciepła przez płytkę.
