01
Propojená deska plošných spojů s vysokou hustotou libovolné vrstvy
ZÁKLADNÍ KONCEPT HDI
HDI je zkratka pro High Density Interconnector (High Density Interconnector), což je typ (technologie) výroby desek plošných spojů (PCB), využívající technologii mikrozaslepení/zapuštěných průchodů k dosažení vysoké hustoty distribuce vedení. Lze dosáhnout menších rozměrů, vyššího výkonu a nižších nákladů. HDI PCB je cílem konstruktérů, kteří se neustále vyvíjejí směrem k vysoké hustotě a přesnosti. Takzvaná „vysoká“ hustota nejen zlepšuje výkon stroje, ale také snižuje jeho velikost. Technologie High Density Integration (HDI) může minimalizovat design konečného produktu a zároveň splňovat vyšší standardy elektronického výkonu a účinnosti.
HDI PCB obvykle zahrnuje laserové vrtání slepých otvorů a mechanické vrtání slepých otvorů. Technologie vedení mezi vnitřní a vnější vrstvou se obvykle dosahuje procesy, jako jsou zapuštěné otvory skrz, zaslepené otvory, vrstvené otvory, střídavě uspořádané otvory, křížově zaslepené/zapuštěné otvory, průchozí otvory, galvanické pokovování výplní slepých otvorů, jemné dráty, malé prostory a mikro otvory v disku atd.
Existuje několik typů desek plošných spojů HDI: jednovrstvé, dvouvrstvé, třívrstvé, čtyřvrstvé a s libovolným propojením vrstev.
● Struktura jednovrstvého HDI: 1+N+1 (dvojnásobné lisování, jednou laserové vrtání).
● Struktura 2vrstvého HDI: 2+N+2 (3krát lisování, 2krát laserové vrtání).
● Struktura třívrstvého HDI: 3+N+3 (4krát lisování, 3krát laserové vrtání).
● Struktura 4vrstvého HDI: 4+N+4 (5násobné lisování, 4násobné laserové vrtání).
Z výše uvedených struktur lze usoudit, že laserové vrtání jednou představuje jednovrstvý HDI, dvakrát dvouvrstvý HDI atd. Jakékoli propojení vrstev může spustit laserové vrtání z jádrové desky. Jinými slovy, to, co je třeba před lisováním laserově vyvrtat, je jakákoli vrstva HDI.
Koncept designu HDI
1. Když narazíme na konstrukci s otvory v oblasti BGA vícevrstvé desky plošných spojů, ale kvůli omezenému prostoru musíme použít ultra malé BGA plošky a ultra malé otvory, abychom dosáhli úplné penetrace desky, jak bychom to měli udělat? Nyní bychom rádi představili vysoce přesnou desku plošných spojů HDI, která je v deskách plošných spojů často zmiňována, a to níže.
Tradiční vrtání desek plošných spojů je ovlivněno vrtacím nástrojem. Jakmile velikost vrtaného otvoru dosáhne 0,15 mm, jsou náklady již velmi vysoké a je obtížné je dále vylepšovat. Vzhledem k omezenému prostoru, pokud lze použít pouze otvor o velikosti 0,1 mm, je nutná konstrukční koncepce HDI.
2. Vrtání desek plošných spojů HDI se již nespoléhá na tradiční mechanické vrtání, ale využívá technologii laserového vrtání (někdy také označovanou jako laserová deska). Velikost vrtaného otvoru HDI je obvykle 3-5 mil (0,076-0,127 mm), šířka čáry je 3-4 mil (0,076-0,10 mm), velikost pájecích plošek lze výrazně zmenšit, takže lze dosáhnout většího rozložení čáry na jednotku plochy, což vede k vysoké hustotě propojení.
Vznik technologie HDI se přizpůsobil a podpořil rozvoj průmyslu desek plošných spojů, což umožnilo uspořádání hustších BGA, QFP atd. na deskách plošných spojů HDI. V současné době se technologie HDI široce používá, mezi nimiž se při výrobě desek plošných spojů široce používá jednovrstvá HDI s roztečí 0,5 pinů BGA. Vývoj technologie HDI pohání vývoj čipové technologie, což následně pohání zdokonalování a pokrok technologie HDI.
V dnešní době si konstruktéři postupně široce osvojili čipy BGA s roztečí 0,5 pinů a pájené spoje BGA se postupně změnily z dutého nebo uzemněného tvaru uprostřed na tvar se signálovým vstupem a výstupem uprostřed, který vyžaduje zapojení.
3. Desky plošných spojů HDI se obvykle vyrábějí metodou stohování. Čím vícekrát se stohování provádí, tím vyšší je technická úroveň desky. Běžné desky plošných spojů HDI se v podstatě stohují jednou, zatímco vysokovrstvé desky HDI používají technologii stohování dvakrát nebo vícekrát, stejně jako pokročilé technologie plošných spojů, jako je stohování otvorů, vyplňování otvorů galvanickým pokovováním a přímé laserové vrtání atd.
Desky plošných spojů HDI jsou vyrobeny z pokročilých technologií montáže a jejich elektrický výkon a přesnost signálu jsou vyšší než u tradičních desek plošných spojů. HDI má navíc lepší vylepšení v oblasti rádiového rušení, elektromagnetického rušení, elektrostatického výboje a tepelné vodivosti atd.
Aplikace
Deska plošných spojů HDI má v elektronické oblasti širokou škálu aplikací, například:
-Velká data a umělá inteligence: HDI PCB může zlepšit kvalitu signálu, výdrž baterie a funkční integraci mobilních telefonů a zároveň snížit jejich hmotnost a tloušťku. HDI PCB může také podpořit vývoj nových technologií, jako je komunikace 5G, umělá inteligence a IoT atd.
-Automobil: Deska plošných spojů HDI dokáže splnit požadavky na složitost a spolehlivost elektronických systémů automobilů a zároveň zlepšit bezpečnost, pohodlí a inteligenci automobilů. Lze ji také použít pro funkce, jako je automobilový radar, navigace, zábava a asistenční služby při řízení.
-Lékařství: HDI PCB může zlepšit přesnost, citlivost a stabilitu zdravotnických zařízení a zároveň snížit jejich velikost a spotřebu energie. Lze jej také použít v oblastech, jako je lékařské zobrazování, monitorování, diagnostika a léčba.
Hlavní aplikace desek plošných spojů HDI jsou v mobilních telefonech, digitálních fotoaparátech, umělé inteligenci, nosičích integrovaných obvodů, noteboocích, automobilové elektronice, robotech, dronech atd. a jsou široce používány v mnoha oblastech.
