2025-09-23
ในยุคของ PCB ความหนาแน่นสูง—ที่ขับเคลื่อนอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่สมาร์ทโฟน 5G ไปจนถึงอุปกรณ์ฝังทางการแพทย์—เทคโนโลยีผ่านทางเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องทำหรือต้องพัง วิอา (รูเล็กๆ ที่เชื่อมต่อชั้น PCB) กำหนดว่าบอร์ดจะจัดการกับสัญญาณ ความร้อน และการประกอบได้ดีเพียงใด ในบรรดาประเภทวิอามากมาย เทคโนโลยี Capped Vias โดดเด่นในด้านความสามารถในการปิดผนึกรู ป้องกันการรั่วไหลของบัดกรี และเพิ่มความน่าเชื่อถือ—ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการออกแบบ HDI (High-Density Interconnect) และส่วนประกอบแบบละเอียด เช่น BGAs อย่างไรก็ตาม วิอาแบบดั้งเดิม (แบบทะลุรู แบบบอด แบบฝัง) ยังคงมีบทบาทในโครงการที่เรียบง่ายและคำนึงถึงต้นทุน คู่มือนี้จะแบ่งความแตกต่างระหว่าง capped vias และเทคโนโลยีอื่นๆ ประสิทธิภาพ การผลิต และวิธีการเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการออกแบบ PCB ของคุณ
ประเด็นสำคัญ
1.Capped vias ทำได้ดีเยี่ยมในด้านความน่าเชื่อถือ: รูที่ปิดผนึกและเติมเต็มจะป้องกันการดูดซึมของบัดกรี การบุกรุกของความชื้น และความเสียหายจากความร้อน—เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูง (ยานยนต์ อวกาศ)
2.ข้อดีด้านสัญญาณและความร้อน: Capped vias ลดการสูญเสียสัญญาณลง 20–30% (แผ่นเรียบ = เส้นทางสั้นลง) และปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน 15% เมื่อเทียบกับวิอาที่ไม่ได้เติม
3.ต้นทุนเทียบกับมูลค่า: Capped vias เพิ่มต้นทุน PCB 10–20% แต่ลดข้อบกพร่องในการประกอบลง 40% ทำให้คุ้มค่าสำหรับ HDI/การออกแบบแบบละเอียด
4.วิอาแบบดั้งเดิมเพื่อความเรียบง่าย: วิอาแบบทะลุรูมีราคาถูกและแข็งแรงสำหรับบอร์ดความหนาแน่นต่ำ วิอาแบบบอด/แบบฝังช่วยประหยัดพื้นที่โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการครอบ
5.มาตรฐานมีความสำคัญ: ปฏิบัติตาม IPC 4761 Type VII สำหรับ capped vias เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น รอยบุ๋มหรือช่องว่าง
Capped Vias คืออะไร? คำจำกัดความและประโยชน์หลัก
Capped vias เป็นเทคโนโลยีวิอาพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาที่สำคัญสองประการใน PCB สมัยใหม่: การรั่วไหลของบัดกรี (ระหว่างการประกอบ) และความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม (ความชื้น ฝุ่น) ซึ่งแตกต่างจากวิอาที่ไม่ได้เติม Capped vias จะถูกเติมด้วยวัสดุตัวนำ/ไม่นำไฟฟ้า (อีพ็อกซี ทองแดง) และปิดผนึกด้วยฝาครอบแบน (มาสก์บัดกรี การเคลือบทองแดง) สร้างพื้นผิวที่เรียบและกันน้ำ
คำจำกัดความหลัก
Capped via คือ via ที่ผ่านสองขั้นตอนหลักหลังจากเจาะและเคลือบ:
1.การเติม: รูวิอาจะถูกเติมด้วยเรซินอีพ็อกซี (สำหรับความต้องการที่ไม่นำไฟฟ้า) หรือวางทองแดง (สำหรับการนำความร้อน/ไฟฟ้า)
2.การครอบ: ใช้ชั้นบางและแบน (มาสก์บัดกรีหรือทองแดง) กับด้านบน/ด้านล่างของรูที่เติม ทำให้ปิดผนึกได้อย่างสมบูรณ์
กระบวนการนี้ช่วยขจัดช่องว่างในวิอา ป้องกันไม่ให้บัดกรีไหลเข้าไปในรูระหว่างการบัดกรีแบบรีโฟลว์ และป้องกันสิ่งปนเปื้อนไม่ให้เข้าสู่ PCB
คุณสมบัติหลักของ Capped Vias
| คุณสมบัติ | ประโยชน์สำหรับ PCB |
|---|---|
| พื้นผิวที่ปิดผนึก | หยุดการดูดซึมของบัดกรี (บัดกรีไหลเข้าไปในวิอา) ซึ่งทำให้ข้อต่ออ่อนแอหรือไฟฟ้าลัดวงจร |
| แผ่นเรียบ | ช่วยให้การบัดกรีส่วนประกอบแบบละเอียด (BGAs, QFNs) ได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งแผ่นที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง |
| การจัดการความร้อนที่ดีขึ้น | วัสดุที่เติม (ทองแดง/อีพ็อกซี) ถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่าวิอาที่ไม่ได้เติม 15%—ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบพลังงาน |
| ความต้านทานต่อความชื้น/ฝุ่น | ฝาครอบที่ปิดผนึกจะป้องกันความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม ยืดอายุการใช้งาน PCB ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่น ใต้ฝากระโปรงรถยนต์) |
| ความสมบูรณ์ของสัญญาณ | เส้นทางที่สั้นและแบนลดการเหนี่ยวนำปรสิตลง 20% ทำให้เหมาะสำหรับสัญญาณความเร็วสูง (>1 GHz) |
ทำไม Capped Vias จึงมีความสำคัญสำหรับการออกแบบสมัยใหม่
ใน HDI PCB (ทั่วไปในสมาร์ทโฟน อุปกรณ์สวมใส่) พื้นที่มีจำกัด—ส่วนประกอบต่างๆ เช่น BGAs มีแผ่นขนาดเล็กถึง 0.4 มม. วิอาที่ไม่ได้เติมในการออกแบบเหล่านี้ทำให้เกิดปัญหาหลักสองประการ:
1.การดูดซึมของบัดกรี: บัดกรีไหลเข้าไปในวิอาในระหว่างการรีโฟลว์ ทำให้แผ่นว่างเปล่าและสร้างข้อต่อที่อ่อนแอ
2.ความไม่สม่ำเสมอของแผ่น: วิอาที่ไม่ได้เติมจะสร้างรอยเว้าในแผ่น ทำให้เกิดการจัดตำแหน่งส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้อง
Capped vias แก้ปัญหาทั้งสองโดยการสร้างแผ่นที่เรียบและแบน—ลดข้อบกพร่องในการประกอบลง 40% ในโครงการ HDI
วิธีการทำ Capped Vias: กระบวนการผลิต
Capped vias ต้องใช้ขั้นตอนมากกว่าวิอาแบบดั้งเดิม แต่ความพยายามเพิ่มเติมให้ผลตอบแทนในด้านความน่าเชื่อถือ ด้านล่างนี้คือขั้นตอนการผลิตมาตรฐาน:
1.การเตรียมฐาน: เริ่มต้นด้วยลามิเนตเคลือบทองแดง (เช่น FR-4) ที่ตัดตามขนาด
2.การเจาะที่แม่นยำ: ใช้การเจาะด้วยเลเซอร์ (สำหรับไมโครวิอา <150μm) หรือการเจาะเชิงกล (สำหรับวิอาขนาดใหญ่)—ความคลาดเคลื่อนต้องเป็น ±5μm เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจัดตำแหน่ง
3.การเคลือบ: ผนังวิอาถูกชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง (หนา 25–30μm) เพื่อสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าในระหว่างชั้น
4.การเติม:
การเติมอีพ็อกซี: สำหรับความต้องการที่ไม่นำไฟฟ้า (เช่น วิอาสัญญาณ) เรซินอีพ็อกซีจะถูกฉีดเข้าไปในวิอาและบ่มที่ 120–150°C
การเติมทองแดง: สำหรับการนำความร้อน/ไฟฟ้า (เช่น วิอาพลังงาน) จะมีการใช้เพสต์ทองแดงและเผาผนึกเพื่อสร้างตัวนำที่เป็นของแข็ง
5.การปรับระนาบ: วิอาที่เติมจะถูกบดลงเพื่อสร้างพื้นผิวที่เรียบ ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีรอยนูนหรือรอยบุ๋ม (มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการบัดกรี)
6.การครอบ: ใช้มาสก์บัดกรีบางๆ (สำหรับฝาครอบที่ไม่นำไฟฟ้า) หรือทองแดง (สำหรับฝาครอบตัวนำ) เพื่อปิดผนึกวิอา—ขั้นตอนนี้เป็นไปตามมาตรฐาน IPC 4761 Type VII เพื่อหลีกเลี่ยงรูเข็ม
7.การตรวจสอบ: เครื่องเอ็กซ์เรย์ตรวจสอบช่องว่างในการเติม AOI (การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ) ตรวจสอบความเรียบและการจัดตำแหน่งของฝาครอบ
เคล็ดลับ: การเจาะด้วยเลเซอร์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับไมโครวิอา (<150μm) ในการออกแบบ capped via—สว่านกลไกไม่สามารถบรรลุความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับส่วนประกอบแบบละเอียดได้
เทคโนโลยีวิอาแบบดั้งเดิม: เปรียบเทียบกับ Capped Vias อย่างไร
วิอาแบบดั้งเดิม (แบบทะลุรู แบบบอด แบบฝัง ไมโครวิอา) นั้นง่ายกว่าและถูกกว่า capped vias แต่ขาดคุณสมบัติการปิดผนึกและความน่าเชื่อถือ ด้านล่างนี้คือรายละเอียดของแต่ละประเภทและวิธีการทำงาน
1. วิอาแบบทะลุรู
ประเภทวิอาที่เก่าแก่และพบได้บ่อยที่สุด—รูที่ทะลุผ่าน PCB อย่างสมบูรณ์ พร้อมผนังเคลือบทองแดง
ลักษณะเด่น
a.โครงสร้าง: เชื่อมต่อชั้นบนและล่าง มักใช้สำหรับส่วนประกอบแบบทะลุรู (DIP ICs, ตัวเก็บประจุ)
b.ความแข็งแรง: สามารถรับกระแสไฟได้ 2–3A (รู 1 มม. ทองแดง 1 ออนซ์) และทนต่อการสั่นสะเทือน—เหมาะสำหรับ PCB อุตสาหกรรม/ทหาร
c.ต้นทุน: ต้นทุนต่ำที่สุดของวิอาทุกประเภท (ไม่มีขั้นตอนการเติม/ครอบ)
ข้อจำกัดเมื่อเทียบกับ Capped Vias
a.ประสิทธิภาพการใช้พื้นที่: ใช้พื้นที่ PCB มากกว่า capped microvias 2 เท่า ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการออกแบบ HDI
b.ปัญหาการบัดกรี: รูที่ไม่ได้เติมมีความเสี่ยงต่อการดูดซึมของบัดกรี โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับส่วนประกอบแบบละเอียด
c.การสูญเสียสัญญาณ: เส้นทางยาว (ผ่านบอร์ดทั้งหมด) ทำให้เกิดการลดทอนสัญญาณ 30% ที่ความถี่สูง (>1 GHz)
เหมาะสำหรับ:
PCB อย่างง่าย (เช่น บอร์ด Arduino) การออกแบบความหนาแน่นต่ำ และส่วนประกอบแบบทะลุรูที่ต้นทุนและความแข็งแรงมีความสำคัญมากกว่าการย่อขนาด
2. บลินด์วิอา
วิอาที่เชื่อมต่อชั้นนอกกับชั้นในอย่างน้อยหนึ่งชั้น แต่ไม่ผ่านบอร์ดทั้งหมด
ลักษณะเด่น
a.ประหยัดพื้นที่: ลดขนาด PCB ได้ถึง 30% เมื่อเทียบกับวิอาแบบทะลุรู—ทั่วไปในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต
b.คุณภาพสัญญาณ: เส้นทางที่สั้นกว่าลดการรบกวนลง 25% เมื่อเทียบกับวิอาแบบทะลุรู
ข้อจำกัดเมื่อเทียบกับ Capped Vias
a.ไม่มีการปิดผนึก: บลินด์วิอาที่ไม่ได้เติมยังคงมีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของบัดกรีและการบุกรุกของความชื้น
b.ความซับซ้อนในการผลิต: ต้องใช้การเจาะด้วยเลเซอร์และการควบคุมความลึกที่แม่นยำ (±10μm) เพิ่มต้นทุนเมื่อเทียบกับแบบทะลุรู แต่น้อยกว่า capped vias
เหมาะสำหรับ:
PCB ความหนาแน่นปานกลาง (เช่น บอร์ดสมาร์ททีวี) ที่พื้นที่จำกัด แต่ต้นทุนเพิ่มเติมของการครอบไม่สมเหตุสมผล
3. ฝังวิอา
วิอาที่เชื่อมต่อเฉพาะชั้นใน—ไม่เคยถึงด้านบนหรือด้านล่างของ PCB
ลักษณะเด่น
a.ประสิทธิภาพการใช้พื้นที่สูงสุด: เพิ่มพื้นที่ชั้นนอกสำหรับส่วนประกอบ ทำให้มีความหนาแน่นสูงขึ้น 40% เมื่อเทียบกับบลินด์วิอา
b.ความสมบูรณ์ของสัญญาณ: ไม่มีการสัมผัสกับสิ่งปนเปื้อนภายนอก ทำให้เหมาะสำหรับสัญญาณความเร็วสูง (เช่น PCIe 5.0)
ข้อจำกัดเมื่อเทียบกับ Capped Vias
a.ข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่: เป็นไปไม่ได้ที่จะตรวจสอบด้วยสายตา—ต้องใช้เอ็กซ์เรย์ เพิ่มต้นทุนการทดสอบ
b.ไม่มีประโยชน์ด้านความร้อน: วิอาแบบฝังที่ไม่ได้เติมถ่ายเทความร้อนได้ไม่ดีเมื่อเทียบกับ capped vias
เหมาะสำหรับ:
PCB จำนวนชั้นสูง (เช่น เมนบอร์ดเซิร์ฟเวอร์) ที่การเชื่อมต่อชั้นในมีความสำคัญ และพื้นที่ชั้นนอกมีจำกัด
4. ไมโครวิอา
วิอาขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลาง <150μm) เจาะด้วยเลเซอร์ ใช้ในการออกแบบ HDI
ลักษณะเด่น
a.ขนาดเล็กพิเศษ: เปิดใช้งานขนาดแผ่นเล็กถึง 0.2 มม. เหมาะสำหรับ BGAs และอุปกรณ์สวมใส่
b.ความเร็วสัญญาณ: รองรับความถี่สูงถึง 40 GHz โดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด
ข้อจำกัดเมื่อเทียบกับ Capped Vias
a.เปราะบาง: ไมโครวิอาที่ไม่ได้เติมแตกง่ายภายใต้ความเครียดจากความร้อน (เช่น การบัดกรีแบบรีโฟลว์)
b.ความเสี่ยงจากการบัดกรี: รูเล็กๆ มีแนวโน้มที่จะดูดซึมของบัดกรี—capped microvias แก้ปัญหานี้ได้ แต่เพิ่มต้นทุน 15%
เหมาะสำหรับ:
อุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดพิเศษ (เช่น สมาร์ทวอทช์ เครื่องช่วยฟัง) ที่มักใช้ capped microvias เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ
Capped Vias เทียบกับ Traditional Vias: การเปรียบเทียบแบบ Head-to-Head
ในการเลือกประเภทวิอาที่เหมาะสม คุณต้องชั่งน้ำหนักประสิทธิภาพ ต้นทุน และความสามารถในการผลิต ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบโดยละเอียด:
| ลักษณะ | Capped Vias | วิอาแบบทะลุรู | บลินด์/ฝังวิอา | ไมโครวิอา (ไม่ได้ครอบ) |
|---|---|---|---|---|
| ความสมบูรณ์ของสัญญาณ | ยอดเยี่ยม (สูญเสียน้อยลง 20–30%) | แย่ (เส้นทางยาว = การลดทอนสูง) | ดี (เส้นทางสั้นกว่าแบบทะลุรู) | ดีมาก (แต่เปราะบาง) |
| ประสิทธิภาพความร้อน | ดี (ถ่ายเทความร้อนดีขึ้น 15%) | ปานกลาง (รูขนาดใหญ่ = การไหลของความร้อนบางส่วน) | ปานกลาง (ไม่มีการเติม) | แย่ (ขนาดเล็ก = การถ่ายเทความร้อนต่ำ) |
| ความน่าเชื่อถือ | ยอดเยี่ยม (ปิดผนึก รอบความร้อนมากกว่า 3 เท่า) | ดี (แข็งแรง แต่มีแนวโน้มที่จะมีความชื้น) | ปานกลาง (ไม่ได้เติม = เสี่ยงต่อข้อบกพร่อง) | แย่ (แตกง่าย) |
| ต้นทุน | สูง (เพิ่มขึ้น 10–20% เมื่อเทียบกับแบบดั้งเดิม) | ต่ำสุด (ไม่มีขั้นตอนเพิ่มเติม) | ปานกลาง (การเจาะด้วยเลเซอร์ + การควบคุมความลึก) | ปานกลาง (การเจาะด้วยเลเซอร์) |
| เวลาในการผลิต | นานที่สุด (การเติม + การครอบ + การตรวจสอบ) | สั้นที่สุด (เจาะ + เคลือบ) | นานกว่าแบบทะลุรู สั้นกว่าแบบครอบ | คล้ายกับบลินด์/ฝัง |
| ประสิทธิภาพการใช้พื้นที่ | ยอดเยี่ยม (แผ่นเรียบ = ส่วนประกอบหนาแน่น) | แย่ (รอยเท้าขนาดใหญ่) | ดี (ประหยัดชั้นนอก) | ยอดเยี่ยม (ขนาดเล็ก) |
| เหมาะสำหรับ | HDI, แบบละเอียด (BGA/QFN), ความเครียดสูง | ความหนาแน่นต่ำ, ส่วนประกอบแบบทะลุรู | ความหนาแน่นปานกลาง, คำนึงถึงพื้นที่ | ขนาดกะทัดรัดพิเศษ (อุปกรณ์สวมใส่) พร้อมตัวเลือกที่ครอบ |
ตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง: การประกอบ BGA
สำหรับ BGA ขนาด 0.4 มม. (ทั่วไปในสมาร์ทโฟน):
a.Capped vias: แผ่นเรียบป้องกันการดูดซึมของบัดกรี ทำให้ได้ผลผลิตข้อต่อ 99.5%
b.ไมโครวิอาที่ไม่ได้เติม: บัดกรีไหลเข้าไปในรู ทำให้ข้อต่อ 15% ล้มเหลว
d.วิอาแบบทะลุรู: เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้—ใช้พื้นที่มากเกินไป
เมื่อใดควรใช้ Capped Vias (และเมื่อใดควรหลีกเลี่ยง)
Capped vias ไม่ใช่โซลูชันแบบเดียวที่เหมาะกับทุกขนาด ใช้เมื่อผลประโยชน์ของพวกเขาสมเหตุสมผลกับต้นทุน และเลือกวิอาแบบดั้งเดิมเมื่อความเรียบง่ายหรืองบประมาณเป็นสิ่งสำคัญ
เมื่อใดควรเลือก Capped Vias
1.การออกแบบ HDI หรือแบบละเอียด: BGAs, QFNs หรือส่วนประกอบที่มี <0.5 มม. pitch—แผ่นเรียบของ capped vias ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการบัดกรีที่เชื่อถือได้
2.สภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูง: ยานยนต์ (ใต้ฝากระโปรง) อวกาศ หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์—วิอาที่ปิดผนึกทนทานต่อความชื้น การสั่นสะเทือน และรอบอุณหภูมิ
3.สัญญาณความเร็วสูง: สัญญาณ >1 GHz (5G, PCIe) ที่การสูญเสียสัญญาณต่ำของ capped vias มีความสำคัญ
4.ส่วนประกอบพลังงาน: ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าหรือแอมพลิฟายเออร์—วิอาที่เติมช่วยปรับปรุงการถ่ายเทความร้อน ป้องกันความร้อนสูงเกินไป
เมื่อใดควรหลีกเลี่ยง Capped Vias
1.PCB ราคาประหยัดและเรียบง่าย: บอร์ด Arduino, เซ็นเซอร์พื้นฐาน—วิอาแบบทะลุรูมีราคาถูกกว่าและเพียงพอ
2.การออกแบบความหนาแน่นต่ำ: ไม่จำเป็นต้องใช้ HDI—บลินด์/ฝังวิอาช่วยประหยัดพื้นที่โดยไม่มีค่าใช้จ่ายในการครอบ
3.การสร้างต้นแบบ: การทำซ้ำอย่างรวดเร็วได้รับประโยชน์จากวิอาแบบดั้งเดิมที่ถูกกว่า ครอบเฉพาะเมื่อความน่าเชื่อถือมีความสำคัญ
ความท้าทายในการผลิตและวิธีแก้ไขสำหรับ Capped Vias
Capped vias ต้องใช้การผลิตที่แม่นยำ—ข้อผิดพลาดนำไปสู่ข้อบกพร่อง เช่น ช่องว่าง รอยบุ๋ม หรือการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ด้านล่างนี้คือความท้าทายทั่วไปและวิธีแก้ไข:
1. การเติมช่องว่าง
ปัญหา: ฟองอากาศในอีพ็อกซี/การเติมทองแดงทำให้เกิดจุดอ่อนและการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดี
วิธีแก้ไข: ใช้การเติมแบบช่วยด้วยสุญญากาศเพื่อกำจัดอากาศ บ่มที่ 150°C เป็นเวลา 60 นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าแข็งตัวเต็มที่
2. รอยบุ๋มของฝาครอบ
ปัญหา: การปรับระนาบที่ไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดรอยเว้าเล็กๆ ในฝาครอบ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาการบัดกรี
วิธีแก้ไข: ปฏิบัติตามมาตรฐาน IPC 4761 Type VII สำหรับการบด (ใช้แผ่นขัดขนาด 1μm) และตรวจสอบด้วย AOI เพื่อตรวจสอบความเรียบ (ความคลาดเคลื่อน ±2μm)
3. รอยร้าวจากความเครียดจากความร้อน
ปัญหา: ทองแดงและวัสดุ PCB ขยายตัวในอัตราที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดรอยร้าวในผนังวิอา
วิธีแก้ไข: ใช้ FR-4 ที่มี Tg สูง (Tg >170°C) เพื่อให้ตรงกับการขยายตัวทางความร้อนของทองแดง เคลือบวิอาด้วยทองแดงหนา 30μm เพื่อเพิ่มความแข็งแรง
4. ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่ง
ปัญหา: วิอาที่ไม่ตรงแนว (การเจาะนอกศูนย์) ทำให้การเชื่อมต่อชั้นไม่ดี
วิธีแก้ไข: ใช้การเจาะด้วยเลเซอร์พร้อมการจัดตำแหน่งด้วยภาพ (±1μm ความแม่นยำ) ตรวจสอบด้วยเอ็กซ์เรย์หลังจากการเจาะเพื่อตรวจสอบตำแหน่ง
มาตรฐานสำหรับ Capped Vias: IPC 4761 Type VII
เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพ Capped vias ต้องเป็นไปตาม IPC 4761 Type VII—มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับวิอาที่เติมและครอบ ข้อกำหนดหลัก ได้แก่:
a.วัสดุเติม: อีพ็อกซีต้องมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) >120°C เพสต์ทองแดงต้องมีการนำไฟฟ้า >95%
b.ความหนาของฝาครอบ: ฝาครอบมาสก์บัดกรีต้องมีความหนา 10–20μm ฝาครอบทองแดงต้องมีความหนา 5–10μm
c.ความเรียบ: พื้นผิวฝาครอบต้องมีการเบี่ยงเบนสูงสุด ±2μm เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี
d.การตรวจสอบ: การตรวจสอบด้วยเอ็กซ์เรย์ 100% สำหรับช่องว่างในการเติม AOI สำหรับความเรียบและการจัดตำแหน่งของฝาครอบ
การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้ช่วยลดข้อบกพร่องลง 50% และรับประกันความเข้ากันได้กับกระบวนการผลิตทั่วโลก
คำถามที่พบบ่อย
1. Capped vias ปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณหรือไม่
ใช่—Capped vias สร้างเส้นทางสัญญาณที่สั้นและแบน ลดการเหนี่ยวนำปรสิตลง 20% เมื่อเทียบกับวิอาที่ไม่ได้เติม ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับสัญญาณความเร็วสูง เช่น 5G หรือ PCIe
2. Capped vias เพิ่มต้นทุน PCB เท่าใด
Capped vias เพิ่มต้นทุน PCB ทั้งหมด 10–20% (การเติม + การครอบ + การตรวจสอบ) อย่างไรก็ตาม พวกเขาลดข้อบกพร่องในการประกอบลง 40% ดังนั้นต้นทุนเพิ่มเติมมักจะถูกหักล้างด้วยการทำงานซ้ำที่น้อยลง
3. สามารถใช้ Capped vias ใน PCB แบบยืดหยุ่นได้หรือไม่
ได้—PCB แบบยืดหยุ่นใช้พื้นผิวโพลีอิไมด์และ capped vias ที่เติมอีพ็อกซี วัสดุที่เติมจะเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับพื้นที่สำคัญ (เช่น แผ่นเชื่อมต่อ) โดยไม่กระทบต่อความยืดหยุ่น
4. มีทางเลือกอื่นสำหรับ capped vias สำหรับการรั่วไหลของบัดกรีหรือไม่
Tented vias (ปกคลุมด้วยมาสก์บัดกรี) เป็นทางเลือกที่ถูกกว่าแต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า—มาสก์บัดกรีสามารถลอกออกได้ ทำให้เกิดการรั่วไหล Capped vias เป็นวิธีเดียวสำหรับการปิดผนึกที่เชื่อถือได้
5. ความแตกต่างระหว่าง capped vias และ via-in-pad (VIP) คืออะไร
Via-in-pad (VIP) วางวิอาโดยตรงภายใต้แผ่นส่วนประกอบ—capped vias เป็น VIP ประเภทหนึ่งที่ใช้การเติมและการครอบเพื่อป้องกันปัญหาการบัดกรี VIP ที่ไม่ได้ครอบมีความเสี่ยงต่อการดูดซึมของบัดกรี capped VIPs แก้ปัญหานี้ได้
บทสรุป
Capped vias เป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับการออกแบบ PCB สมัยใหม่ โดยตอบสนองความต้องการที่สำคัญของ HDI ส่วนประกอบแบบละเอียด และสภาพแวดล้อมที่มีความเครียดสูง โครงสร้างที่ปิดผนึกและเติมเต็มของพวกเขาสามารถป้องกันข้อบกพร่องในการบัดกรี เพิ่มความสมบูรณ์ของสัญญาณ และยืดอายุการใช้งาน PCB—ทำให้จำเป็นสำหรับสมาร์ทโฟน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม พวกเขามาพร้อมกับค่าพรีเมียม (เพิ่มขึ้น 10–20%) ดังนั้นวิอาแบบดั้งเดิม (แบบทะลุรู แบบบอด แบบฝัง) ยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการที่เรียบง่ายและต้นทุนต่ำ
กุญแจสำคัญในการเลือกเทคโนโลยีวิอาที่เหมาะสมคือการจัดตำแหน่งให้สอดคล้องกับเป้าหมายการออกแบบของคุณ:
a.ให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือและความหนาแน่น: เลือก capped vias (ปฏิบัติตาม IPC 4761 Type VII)
b.ให้ความสำคัญกับต้นทุนและความเรียบง่าย: เลือกวิอาแบบทะลุรู หรือบลินด์/ฝัง
c.ให้ความสำคัญกับการย่อขนาดพิเศษ: เลือก capped microvias
เนื่องจาก PCB ยังคงหดตัวลงและส่วนประกอบมีความละเอียดมากขึ้น capped vias จะเติบโตในความสำคัญเท่านั้น ด้วยการทำความเข้าใจถึงประโยชน์ ข้อจำกัด และข้อกำหนดในการผลิต คุณจะสร้าง PCB ที่มีขนาดเล็กลง น่าเชื่อถือมากขึ้น และเหมาะสมกับความต้องการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่มากขึ้น
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา
