1. Tổng quan
Các lỗ vias mù và lỗ vias chôn ngầm chủ yếu được sử dụng cho các bảng mạch có mật độ cao và các bảng mạch có lỗ rất nhỏ. Mục đích là để tiết kiệm không gian bố trí đường dẫn và nhờ đó làm cho bảng mạch in (PCB) nhỏ gọn hơn. Một ví dụ điển hình là các bảng mạch in của điện thoại di động.
2. Phân loại
A) Khoan bằng laser
1. Lý do nên sử dụng công nghệ khoan laser
a. Khách hàng yêu cầu gia công khoan bằng laser.
b. Các lỗ vias mù có thể rất nhỏ (<= 6 MIL), do đó chỉ có tia laser mới có thể khoan chúng một cách đáng tin cậy.
c. Đối với các cụm lỗ via ẩn và chôn ngầm đặc biệt — ví dụ, nếu có một lỗ via ẩn từ L1 đến L2 và một lỗ via chôn ngầm từ L2 đến L3 — thì cần phải khoan bằng laser.
2. Nguyên lý khoan bằng laser
Kỹ thuật khoan bằng laser sử dụng nhiệt từ tia laser để làm bay hơi hoặc nung chảy vật liệu tấm và tạo ra lỗ. Để quá trình này diễn ra, vật liệu tấm phải hấp thụ được năng lượng laser. Vì lý do đó, các vật liệu loại RCC thường được sử dụng vì chúng không chứa vải sợi thủy tinh và do đó không phản xạ tia laser.
3. Giới thiệu ngắn gọn về vật liệu RCC
RCC là viết tắt của Resin Coated Copper (Đồng phủ nhựa). Đây là loại lá đồng có một lớp nhựa đặc biệt phủ trên mặt thô của lá đồng điện phân.
Tại công ty chúng tôi, chúng tôi có ba nhà cung cấp RCC: Shengyi, Mitsui và LG.
Các tùy chọn vật liệu: độ dày nhựa 50, 65, 70, 75, 80 µm, độ dày lá đồng 12, 18 µm, v.v.
RCC có các loại có nhiệt độ chuyển pha (Tg) cao và thấp. Hằng số điện môi của nó thường thấp hơn so với FR-4 tiêu chuẩn. Ví dụ, sản phẩm S6018 của Shengyi có hằng số điện môi là 3,8, vì vậy cần lưu ý khi cần kiểm soát trở kháng.
Để biết thêm chi tiết về các loại vật liệu cụ thể, vui lòng liên hệ với bộ phận Kỹ thuật Sản phẩm (PE) hoặc bộ phận Nghiên cứu và Phát triển (RD).
4. Dụng cụ và yêu cầu về dụng cụ cho quá trình khoan bằng laser
A) Tia laser khó có thể đốt thủng đồng. Vì vậy, trước khi khoan bằng laser, hãy khắc một khoảng trống bằng đồng tại các vị trí lỗ mù. Khoảng trống này phải có kích thước tương ứng với kích thước lỗ sau khi hoàn thiện.
B) Các dấu định vị cho quá trình khoan laser được thêm vào lớp L2 / L(N-1). Ghi chú điều này vào trang thay đổi màng MI.
C) Màng dùng để khắc các điểm lỗ xuyên mù phải được sản xuất bằng công nghệ LDI. Các tấm mạch cắt sẵn và dụng cụ gia công phải tuân thủ kích thước tấm mạch theo tiêu chuẩn LDI.
5. Các tính năng của quy trình sản xuất
A) Khi tổng số lớp bảng mạch là N, hãy thực hiện trước các lớp từ L2 đến L(N-1) theo quy trình chế tạo lớp trong thông thường.
B) Sau khi ép màng và sau khi gia công đường viền bảng mạch, hãy điều chỉnh quy trình như sau:
→ khoan lỗ đăng ký LDI → phủ màng khô → ăn mòn các điểm lỗ thông mù → khoan laser → khoan lỗ xuyên → mạ đồng không điện → (quy trình thông thường).
6. Các lưu ý khác
A) Trong nhiều trường hợp, vật liệu RCC không được chứng nhận UL. Vì vậy, hiện tại xin đừng thêm dấu UL vào các bảng mạch này.
B) Về bố cục tấm và MI: để tránh việc xử lý các bố cục có chứa RCC như các tấm lớp giả (xưởng phim MI sản xuất phim lớp giả theo cách khác so với phim thông thường), hãy tách RCC ra khỏi L2 hoặc L(N-1) khi vẽ cấu trúc tấm. Ví dụ, xem bố cục tấm SR2711/01.
C) IPC-6016 là tiêu chuẩn dành cho bảng mạch HDI:
- Độ dày lớp đồng thành lỗ mù bằng công nghệ laser: 0,4 mil (tối thiểu).
- Yêu cầu về mối hàn: cho phép tiếp xúc tiếp tuyến.
- Nếu kích thước miếng đệm lớn hơn đường kính lỗ không quá 5 mil, hãy cân nhắc thêm một hình giọt nước.
D) Giữ cho mép tấm ván ≥ 0,8 inch.
B) Khoan cơ khí cho các lỗ thông mù/chôn ngầm
1. Phạm vi áp dụng
Khi đường kính mũi khoan ≥ 0,20 mm, nên xem xét phương pháp khoan cơ học.
2. Phương pháp mạ cho các lỗ vias ẩn/chôn ngầm (xem thông báo RD TSFMRD-113)
A) Thông thường, bề mặt đồng mạch của bất kỳ lớp nào chỉ có thể trải qua một công đoạn mạ tấm và một công đoạn mạ theo mẫu.
B) Thông thường, sau khi quá trình ép laminate hoàn tất và độ dày bảng mạch đạt ≥ 80 MIL, các lỗ xuyên qua cần phải được mạ toàn bảng + mạ theo mẫu. Do đó, khi mạ các lỗ vias ẩn, bề mặt lớp ngoài không được mạ toàn bảng.
C) Nếu hai điều kiện trên được đáp ứng, quá trình mạ lỗ mù được thực hiện như sau:
I) Nếu chiều rộng đường mạch lớp ngoài > 6 MIL và độ dày bảng mạch có lỗ xuyên < 80 MIL, thì trong quá trình mạ lỗ mù, bề mặt tấm bảng mạch lớp ngoài có thể được mạ cùng.
II) Nếu chiều rộng đường mạch lớp ngoài > 6 MIL nhưng độ dày bảng mạch có lỗ xuyên > 80 MIL, thì trong quá trình mạ lỗ mù, bề mặt lớp ngoài cần được bảo vệ bằng màng.
III) Nếu chiều rộng đường mạch lớp ngoài < 6 MIL và độ dày bảng mạch có lỗ xuyên ≥ 80 MIL, thì trong quá trình mạ lỗ mù, bề mặt lớp ngoài cần được bảo vệ bằng màng.
3. Các phương pháp sử dụng màng (màng chống hàn / màng khô)
- Khi tỷ lệ chiều dài/chiều rộng (L/D) của lỗ mù ≤ 0,8, hãy phủ màng khô lên bề mặt lớp ngoài và phơi toàn bộ bảng mạch. Sau đó, các bề mặt lỗ mù của lớp trong sẽ được mạ không điện trên toàn bộ bảng mạch.
- Khi tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng (L/D) của lỗ mù lớn hơn 0,8, hãy phủ màng khô lên bề mặt lớp ngoài và chỉ phơi sáng các vị trí lỗ mù. Để thực hiện điều này, bạn phải tạo màng phơi sáng điểm cho quá trình mạ hoặc sử dụng phương pháp phơi sáng LDI. Sau đó, các bề mặt lỗ mù của lớp trong sẽ được mạ không điện trên toàn bộ tấm mạch.
4. Các phương pháp phơi sáng các điểm lỗ mù
- Đối với các lỗ mù có đường kính ≤ 0,4 mm (16 MIL), hãy sử dụng công nghệ LDI để phơi sáng các điểm lỗ mù.
- Đối với các lỗ mù có đường kính lớn hơn 0,4 mm (16 MIL), hãy sử dụng màng để phơi sáng các vị trí lỗ mù.
5. Các phương pháp tạo lỗ thông qua lớp phủ
- Khi chiều rộng đường dẫn bên của lỗ nối chìm ≤ 4 MIL, bề mặt lỗ nối chìm cần có lớp màng để phơi sáng các điểm đó.
- Khi chiều rộng đường dẫn bên của lỗ nối chìm lớn hơn 4 MIL, bề mặt lỗ nối chìm có thể được mạ trực tiếp trên tấm.
6. Ghi chú và những điều cần lưu ý
- Đối với tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D): L = độ dày vật liệu điện môi + độ dày đồng, D = đường kính lỗ dẫn điện bị che khuất/chôn ngầm.
- Đối với các lỗ mù/lỗ chôn ngầm qua lớp mạ: đường kính điểm phơi sáng D_spot = D – 6 (MIL).
- Thêm các dấu định vị vào phim điểm phơi sáng. Tọa độ của các dấu này phải trùng khớp với các lỗ tham chiếu bên ngoài.
- Các lỗ mù cần được bảo vệ bằng màng thường được mạ bằng dòng điện xung (AC) trong quá trình mạ điện.
3. Yêu cầu đặc biệt và ghi chú về quy trình đối với bảng mạch có lỗ thông mù
- Lỗ thông mù chứa nhựa:
Khi kích thước các lỗ vias chìm lớn và có nhiều lỗ, quá trình ép bảng mạch có thể cần một lượng lớn nhựa để lấp đầy các lỗ vias. Để tránh điều này ảnh hưởng đến độ dày cuối cùng của bảng mạch, bộ phận R&D có thể yêu cầu lấp đầy trước các lỗ vias chìm bằng nhựa trước khi ép lớp. Phương pháp lấp đầy có thể áp dụng theo phương pháp lấp đầy lỗ vias bằng lớp phủ hàn màu xanh lá cây. - Khi lớp ngoài có lỗ thông mù:
a. Trong quá trình ép, lớp ngoài có thể bị rò rỉ nhựa. Do đó, sau khi ép lớp, cần thực hiện thêm bước loại bỏ nhựa (de-gumming).
b. Trước khi phủ lớp màng khô bên ngoài, bề mặt bảng mạch được làm sạch và có bước đánh bóng bảng mạch. Đồng hóa học (đồng không điện phân) rất mỏng (chỉ 0,05–0,1 mil), do đó có thể bị mài mòn trong quá trình đánh bóng. Để tránh điều này, hãy thêm bước mạ tấm để làm dày lớp đồng. Quy trình điển hình: ép lớp → loại bỏ nhựa → khoan lỗ → mạ đồng không điện phân → mạ tấm → phủ màng khô → mạ mẫu. - Bảng mạch có nhiều lớp với lỗ thông mù và PIN-LAM:
Khi sản xuất bảng mạch có nhiều lớp và lỗ vias ẩn, có thể sử dụng phương pháp ép laminate PIN-LAM. Lưu ý rằng các máy móc của chúng tôi chỉ có thể khoan lỗ PIN-LAM khi độ dày lõi nhỏ hơn 30 MIL. Trong nhiều trường hợp, chúng tôi vẫn sử dụng phương pháp ép laminate thông thường; ví dụ, sản phẩm PR4726010 được sản xuất bằng phương pháp ép laminate thông thường. - Mép ván:
Do có thể có nhiều lớp ép và nhiều lỗ gia công, nên để lại mép bảng mạch ≥ 0,8 inch. - Ghi chú về thẻ LOT và bảng điều khiển:
Khi lập thẻ LOT, đối với các quy trình con, bạn phải ghi rõ cấu trúc bảng điều khiển của từng quy trình con và cũng phải ghi cấu trúc bảng điều khiển của quy trình chính trong phần yêu cầu đặc biệt. Điều này sẽ hỗ trợ cho các hoạt động sau này. - Nên đặt màng khô blind-via ở đâu (lớp trong hay lớp ngoài):
Ví dụ: nếu độ dày A của lõi lớn hơn 12 MIL (không tính độ dày của đồng), thì đặt màng khô lên lớp ngoài. Nếu độ dày A của lõi nhỏ hơn 12 MIL (không tính độ dày của đồng), thì đặt màng khô lên lớp trong.
4. Nhắc nhở nhanh và các giá trị đã được kiểm tra
- Đảm bảo mép tấm ván có chiều rộng ≥ 0,8 inch.
- Độ dày lớp đồng thành ống dẫn mù bằng công nghệ laser ≥ 0,4 mil.
- Đối với trường hợp chênh lệch kích thước giữa miếng đệm và lỗ ≤ 5 mil, nên sử dụng hình giọt nước.
- Hãy sử dụng RCC cho quá trình khoan bằng laser vì RCC có khả năng hấp thụ tia laser.
- Đối với các lỗ via bị che khuất/chôn ngầm do quá trình mạ, hãy kiểm tra chiều rộng đường dẫn trên lớp ngoài và độ dày tổng thể của bảng mạch để quyết định nên mạ theo tấm hay bảo vệ bằng màng.
- Tỷ lệ L/D = (điện môi + đồng) / đường kính lỗ. Sử dụng thông số này để lựa chọn phương pháp phơi sáng và phương pháp sử dụng phim.
