スルーホール、止まり穴、埋め込み穴のコアの違いを理解することは、止まり埋め込み穴プレートの歩留まりの低さの問題を解決するための中核的な前提条件です。この 3 つは、構造定義、プロセス パス、適用可能なシナリオの点でまったく異なり、プリント基板の製造の複雑さと歩留まりのパフォーマンスを直接決定します。
3 種類の穴のコア定義の違い
スルーホール: PCB の最上層から最下層まで直接穴あけし、基板の厚さ全体を完全に貫通し、この穴の存在がすべての層で確認できます。プリント基板のスルーホールの最も基本的な形状です。
ブラインドホール: PCB の上面または下面にドリルで開けられ、基板全体を貫通せず、表層と指定された内層のみが接続され、基板の反対側から穴は見えません。
埋め込み穴: PCB 内に完全に隠されており、2 つ以上の内層間の配線のみを接続し、基板のどの表面にも伸びておらず、基板の表面からは穴の存在が完全に見えません。
製造工程や手順の違い
| 比較次元 | 貫通穴 | 止まり穴 | 経由して埋葬 |
|---|---|---|---|
| 穴あけ方法 | 従来の機械的穴あけ、基板全体を一度に穴あけ | UV レーザー穴あけ加工は、穴あけ深さを正確に制御するために一般的に使用されます。 | 機械的穴あけ、積層前に独立したコアボードに加工 |
| 処理タイミング | すべてのラミネートプロセスが完了したら、穴あけと電気めっきを一度に行います。 | 対応する層の圧縮が完了したら、外面から内側にドリルで穴を開けます。 | インナーコア基板の製造段階では、回路が完成した後、まず穴あけと電気めっきが行われ、続いて積層が行われます。 |
| プロセスの複雑さ | 最小限のプロセスで、穴あけと電気めっきは 1 回のみ | HDI の注文が増加するにつれて、注文が追加されるたびに、追加のレーザー穴開けおよび電気めっきプロセスが発生します。 | 各インナーコア基板をプレスする前に、穴あけと電気めっきを別々に完了し、分割加工を実行する必要があります。 |
| マッチングの難易度 | 深い位置合わせの必要がなく、層間オフセットのリスクが極めて低い | 内部ターゲットとの正確な位置合わせが必要であり、複数回の圧縮の後、膨張と収縮の蓄積により毛穴の偏位が発生しやすくなります。 | 独立したコアボード内でのみ加工されるため、位置合わせの難易度は止まり穴よりも低くなりますが、多段階の圧縮後に全体的な公差が増加します。 |
配線スペースと性能の違い
スルーホール：1つの穴が全層の配線スペースを占有します。 BGA 領域のピン間隔が 0.8mm 未満の場合、ファンアウトを完了することが難しく、高密度設計により内層領域が大幅に無駄になります。
ブラインドホール: 表面と対応する内層のスペースのみを占有し、BGA パッドに直接穴あけ (ビアホールプロセス) できるため、0.5 mm または 0.4 mm ピッチの高密度チップをサポートし、表面配線スペースを大幅に解放します。
埋め込み穴：表面スペースを全く占有せず、内層の配線の自由度が最も高くなります。埋め込み穴の上下に配線を続けることができ、高次 HDI ボードの究極の密度を達成するための中核構造です。
ブラインド埋め込みオリフィスプレートの歩留まりが低い根本原因
歩留まり率が 85% 未満のブラインド埋め込みオリフィス プレートの大部分は、次の 3 種類の穴のプロセス特性の違いによる、設計と製造の間の乖離が原因です。
過剰なアスペクト比: 設計中に 0.1 mm 未満の非標準の微細孔を盲目的に使用し、誘電体の厚さと孔サイズの比率が業界の安全基準である 2:1 を超え、電気めっき中の孔の底の銅層の厚さが不十分で、熱衝撃後の回路破損のリスクが高い。
積層および位置合わせの欠陥: 複数回プレスした後、基板の膨張と収縮に対する動的補正がなくなり、穴の変位が ± 0.03 mm を超え、環状のはんだパッドが IPC 規格で要求される 50 μ m 未満となり、バッチの開回路スクラップが発生します。
プロセス管理の欠如: 小規模工場ではプラズマ残留物除去プロセスが省略されており、その結果、レーザー穴あけ後の穴に樹脂残留物が残ります。銅メッキの密着性が不十分で、長期間使用すると銅層が剥がれて開いてしまい、欠陥率が直接的に25%増加します。
一貫性のない電気めっきプロセス: 通常の DC 電気めっきは止まり穴の底部まで深く浸透することができず、穴の底部の銅の厚さは 10 μ m 未満です。長期間電源を入れて加熱すると、ホール抵抗が増加し、回路が破損します。パルス電気めっき装置を持たないメーカーは、安定した歩留まりを維持することが困難です。
歩留まりを飛躍的に向上させるための実行計画
標準化された止まり穴パラメータ: TOP-L2 と BOT-L3 の止まり穴は、レーザー口径 0.15 mm、媒体の固定厚さ 0.12 mm、アスペクト比 1.2:1 以内に制御されて均一に選択され、0.1 mm 未満の非標準の微細穴は拒否されます。
スタッキング構造を最適化します。ユニバーサルな TOP-GND-PWR-BOTTOM スタッキングを使用し、内層のブランク領域にグリッド銅を配置して銅密度のバランスを取り、埋め込まれた穴領域に低流量接着剤の半硬化シートを使用して、ラミネート中の樹脂のオーバーフローと穴の詰まりを回避します。
冗長なブラインド ホールを削除: ブラインド ホールを電源およびグランド ネットワーク用のアレイ スルー ホールに置き換え、高速差動信号用のブラインド ホールのみを保持します。これにより、ブラインド ホールの数を 30% 削減できると同時に、処理コストとプロセス リスクを削減できます。
DFM 前検証: 鋳造前に基板全体のブラインド埋め込み穴の深さと直径の比率の計算を完了し、過剰な穴の位置を事前に遮断し、基板全体が生産に入った後でのみバッチ欠陥が発見されることを避けます。