Guía del proceso de fabricación de vías ciegas y enterradas de PCB

PCB Blind and Buried Via Manufacturing Process Guide

1. Visión general

Las vías ciegas y las vías enterradas se utilizan principalmente en placas de alta densidad y en placas con orificios muy pequeños. El objetivo es ahorrar espacio y reducir el tamaño de la placa. Un ejemplo habitual son las placas de circuito impreso para teléfonos móviles.

2. Clasificación

A) Taladrado láser

1. Razones para utilizar el taladrado láser

a. El cliente solicita un taladrado láser.
b. Las vías ciegas pueden ser muy pequeñas (<= 6 MIL), por lo que sólo un láser puede perforarlas de forma fiable.
c. Para pilas de vías ciegas y enterradas especiales - por ejemplo, si hay una vía ciega de L1 a L2 y una vía enterrada de L2 a L3 - se requiere perforación láser.

2. Principio del taladrado láser

El taladrado láser utiliza el calor del láser para vaporizar o fundir el material de la placa y hacer un agujero. Para que esto funcione, el material de la placa debe absorber la energía del láser. Por este motivo, se suelen utilizar materiales de tipo RCC, ya que no contienen tejido de fibra de vidrio y, por tanto, no reflejan el láser.

3. Breve introducción al material RCC

RCC significa Resin Coated Copper (cobre recubierto de resina). Es una lámina de cobre que tiene una capa de resina especial en la cara rugosa de la lámina de cobre electrolítico.
En nuestra empresa tenemos tres proveedores de CCR: Shengyi, Mitsui y LG.
Opciones de material: grosor de la resina 50, 65, 70, 75, 80 µm, grosor de la lámina de cobre 12, 18 µm, etc.
El RCC está disponible en grados de alta y baja Tg. Su constante dieléctrica suele ser inferior a la del FR-4 estándar. Por ejemplo, el S6018 de Shengyi tiene una constante dieléctrica de 3,8, así que tenga cuidado cuando necesite controlar la impedancia.
Si desea más información sobre materiales concretos, consulte al equipo de PE (ingeniería de producto) o RD (investigación y desarrollo).

4. Herramientas y requisitos de las herramientas para el taladrado láser

A) Es difícil que el láser atraviese el cobre. Por lo tanto, antes de taladrar con láser, grabe un espacio libre de cobre en las posiciones de las vías ciegas. La holgura debe coincidir con el tamaño del orificio acabado.
B) Las marcas de posicionamiento para el taladrado láser se añaden en la capa L2 / L(N-1). Márquelo en la página de cambio de lámina MI.
C) La película para grabar los puntos ciegos debe ser producida por LDI. Los paneles cortados y el utillaje deben utilizar el tamaño de panel LDI.

5. Características del flujo de producción

A) Cuando el número total de capas de la placa es N, haga primero las capas L2-L(N-1) siguiendo el proceso normal de capas internas.
B) Después de la laminación y del trazado del contorno de la placa, cambie el flujo como se indica a continuación:
→ taladrar orificios de registro LDI → película seca → grabar puntos ciegos → taladrar con láser → taladrar orificios pasantes → cobreado químico → (proceso normal).

6. Otras notas

A) Los materiales de CCR no tienen certificación UL en muchos casos. Por lo tanto, no añada una marca UL a estas placas por ahora.
B) Acerca de la disposición de paneles y MI: para evitar que las disposiciones que incluyen RCC se traten como paneles de falsa capa (la tienda de películas MI fabrica las películas de falsa capa de forma diferente a las películas normales), separe RCC de L2 o L(N-1) al dibujar la estructura del panel. Por ejemplo, véase la disposición de paneles SR2711/01.
C) IPC-6016 es la norma para placas HDI:

  • Espesor del cobre de la pared de la vía ciega láser: 0,4 mil (min).
  • Requisito de filete de soldadura: se permite la tangencia.
  • Si el tamaño de la almohadilla no es más de 5 mil más grande que el diámetro del orificio, considere añadir una lágrima.
    D) Mantenga el borde del tablero ≥ 0,8”.
SR2711-01 panel layout

B) Taladrado mecánico de vías ciegas/enterradas

1. Ámbito de aplicación

Cuando el tamaño de la broca es ≥ 0,20 mm, considere la perforación mecánica.

2. Método de revestimiento para vías ciegas/enterradas (véase la notificación RD TSFMRD-113)

A) Normalmente, cualquier superficie de cobre de circuito de una capa puede tener sólo un paso de metalizado de panel más un paso de metalizado de patrón.
B) Normalmente, una vez finalizado el proceso de laminado completo y cuando el espesor de la placa es ≥ 80 MIL, los orificios pasantes requieren el metalizado de panel + metalizado de patrón. Por lo tanto, al metalizar vías ciegas, la superficie de la capa exterior no debe metalizarse en panel.
C) Si se cumplen los dos puntos anteriores, el metalizado por vía ciega se realiza del siguiente modo:
I) Si la anchura de la traza de la capa exterior > 6 MIL y el espesor de la placa con orificios pasantes < 80 MIL, durante el metalizado de la vía ciega se puede metalizar la superficie del panel de la capa exterior.
II) Si la anchura de la traza de la capa exterior > 6 MIL pero el grosor de la placa con orificios pasantes > 80 MIL, durante el metalizado de la vía ciega la superficie de la capa exterior necesita protección de película.
III) Si la anchura de la traza de la capa exterior es < 6 MIL y el grosor de la placa de agujeros pasantes ≥ 80 MIL, durante el metalizado de la vía ciega la superficie de la capa exterior necesita protección de película.

3. Métodos de película (máscara de soldadura / película seca)

  1. Cuando la relación de aspecto de la vía ciega L/D ≤ 0,8, se aplica una película seca en la superficie de la capa exterior y se expone todo el panel. A continuación, las superficies de la vía ciega de la capa interior se electrodepositan como un panel completo.
  2. Cuando la relación de aspecto de la vía ciega L/D > 0,8, aplique película seca en la superficie de la capa exterior y exponga sólo los puntos de la vía ciega. Para ello, debe hacer una película de exposición de puntos de metalizado o utilizar la exposición LDI. A continuación, las superficies de las vías ciegas de la capa interior se electrodepositan como un panel completo.

4. Métodos de exposición de los puntos ciegos

  1. Para vías ciegas ≤ 0,4 mm (16 MIL), utilice LDI para exponer los puntos de la vía ciega.
  2. Para vías ciegas > 0,4 mm (16 MIL), utilice película para exponer los puntos de la vía ciega.

5. Métodos de película para vías enterradas

  1. Cuando la anchura de la traza del lado de la vía enterrada ≤ 4 MIL, la superficie de la vía enterrada necesita película para exponer los puntos.
  2. Cuando la anchura de la traza del lado de la vía enterrada es > 4 MIL, la superficie de la vía enterrada puede chaparse directamente en el panel.

6. Notas y puntos a recordar

  1. Para la relación de aspecto L/D L = espesor del dieléctrico + espesor del cobre, D = diámetro de la vía ciega/enterrada.
  2. Para las películas de metalizado ciego/en relieve: diámetro del punto de exposición D_spot = D - 6 (MIL).
    • Añada marcas de alineación a la película del punto de exposición. Sus coordenadas deben coincidir con los orificios de referencia exteriores.
  3. Las vías ciegas que necesitan protección de película se recubren generalmente con corriente de impulsos (AC) durante la galvanoplastia.

3. Requisitos especiales y notas sobre el proceso para las placas de vía ciega

  1. Vías ciegas rellenas de resina:
    Cuando el tamaño de las vías enterradas es grande y hay muchos agujeros, el prensado de la placa puede necesitar mucha resina para rellenar las vías. Para evitar que esto afecte al grosor final de la placa, I+D puede solicitar que se rellenen previamente las vías enterradas con resina antes del laminado. El método de relleno puede seguir el método de relleno de vías de la máscara de soldadura verde.
  2. Cuando la capa exterior tiene vías ciegas:
    a. Durante el prensado, la capa exterior puede perder resina. Por lo tanto, después de la laminación, añada un paso de eliminación de resina (desengomado).
    b. Antes de secar la película de la capa exterior, se limpia la superficie de la placa y se realiza un paso de pulido. El cobre químico (cobre químico) es muy fino (sólo 0,05-0,1 mil), por lo que puede desgastarse durante el pulido. Para evitarlo, añada un paso de chapado del panel para espesar el cobre. Flujo típico: laminación → eliminación de resina → taladrado → cobre químico → metalizado de paneles → película seca → metalizado de patrones.
  3. Placas de vía ciega de alto recuento de capas y PIN-LAM:
    Cuando se fabrican placas con muchas capas y vías ciegas, se puede utilizar el laminado PIN-LAM. Tenga en cuenta que nuestras máquinas sólo pueden perforar agujeros PIN-LAM cuando el grosor del núcleo es inferior a 30 MIL. En muchos casos seguimos utilizando el laminado normal; por ejemplo, PR4726010 se fabrica con laminado normal.
  4. Borde del tablero:
    Debido a que puede haber múltiples laminaciones y muchos agujeros de proceso, deje el borde del tablero ≥ 0,8”.
  5. Tarjeta LOT y notas del panel:
    Al escribir la tarjeta LOT, para los subprocesos debe escribir la estructura del panel para el subproceso individual y también escribir la estructura del panel del proceso principal en los requisitos especiales. Esto ayuda a las operaciones posteriores.
  6. Dónde colocar la película seca ciega (capa interior o exterior):
    Ejemplos: si el grosor A del núcleo es superior a 12 MIL (excluido el grosor del cobre), coloque la película seca en la capa exterior. Si el espesor A del núcleo es inferior a 12 MIL (excluido el espesor del cobre), coloque la película seca en la capa interior.

4. Recordatorios rápidos y valores comprobados

  • Mantenga el borde del tablero ≥ 0,8”.
  • Cobre de pared de vía ciega láser ≥ 0,4 mil.
  • Para diferencia de tamaño de almohadilla vs agujero ≤ 5 mil, sugerir lágrimas.
  • Utilice CCR para taladrar con láser porque el CCR absorbe el láser.
  • Para el metalizado de vías ciegas/enterradas, compruebe la anchura de la traza de la capa exterior y el grosor total de la placa para decidir si se va a metalizar el panel o se va a proteger con película.
  • L/D = (dieléctrico + cobre) / diámetro del agujero. Utilízalo para elegir los métodos de exposición y película.

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