Mis tahes kihiline suure tihedusega omavahel ühendatud PCB
HDI PÕHIMÕTE
HDI on lühend lühendist High Density Interconnector, mis on trükkplaatide tootmistehnoloogia, mis kasutab mikropimekanalite/maetud avade tehnoloogiat suure liinijaotustiheduse saavutamiseks. See võimaldab saavutada väiksemaid mõõtmeid, suuremat jõudlust ja madalamaid kulusid. HDI trükkplaat on disainerite püüdlus, kes pidevalt arendavad oma tehnoloogiat suure tiheduse ja täpsuse suunas. Nn „kõrge“ tihedus mitte ainult ei paranda masina jõudlust, vaid vähendab ka masina suurust. Suure tihedusega integreerimise (HDI) tehnoloogia abil saab lõpptoote disaini miniaturiseeritumaks muuta, vastates samal ajal kõrgematele elektroonika jõudluse ja efektiivsuse standarditele.
HDI trükkplaadil kasutatakse tavaliselt laseriga puuritud pimeviasid ja mehaaniliselt puuritud pimeviasid. Sisemise ja välimise kihi vahelise juhtivuse tehnoloogia saavutatakse tavaliselt selliste protsesside abil nagu läbivad maetud viad, pimeviad, virnastatud augud, astmelised augud, risti asetatud pime-/maetud viad, läbivad augud, pimeviade täitmine galvaanilise katmise teel, peene traadiga väikeste ja mikroavade tegemine ketas jne.
HDI PCB-sid on mitut tüüpi: ühekihilised, kahekihilised, kolmekihilised, neljakihilised ja mis tahes kihtide ühendused.
● 1-kihilise HDI struktuur: 1+N+1 (kaks korda pressimine, üks kord laserpuurimine).
● Kahekihilise HDI struktuur: 2+N+2 (3 pressimist, kaks laserpuurimist).
● 3-kihilise HDI struktuur: 3+N+3 (4 pressimist, 3 laserpuurimist).
● 4-kihilise HDI struktuur: 4+N+4 (5 pressimist, 4 laserpuurimist).
Ülaltoodud struktuuride põhjal võib järeldada, et üks laserpuurimine on ühekihiline HDI, teine kahekihiline HDI jne. Mis tahes kihtide omavahelise ühenduse korral saab laserpuurimist alustada südamikplaadilt. Teisisõnu, enne pressimist tuleb laserpuurida mis tahes HDI kiht.
HDI disainikontseptsioon
1. Kuidas peaksime mitmekihilise trükkplaadi BGA-alal aukudega konstruktsiooni puhul ruumipiirangute tõttu kasutama üliväikeseid BGA-patju ja üliväikeseid auke, et saavutada täielik plaadi läbitungimine? Nüüd tutvustame teile trükkplaatides sageli mainitud HDI-täppis-trükkplaati järgmiselt.
Traditsioonilist trükkplaatide puurimist mõjutab puurimisriist. Kui puuritava augu läbimõõt ulatub 0,15 mm-ni, on kulud juba väga kõrged ja edasist täiustamist on raske teha. Piiratud ruumi tõttu, kui saab kasutada ainult 0,1 mm augu läbimõõtu, on vaja HDI disainikontseptsiooni.
2. HDI trükkplaatide puurimine ei tugine enam traditsioonilisele mehaanilisele puurimisele, vaid kasutab laserpuurimistehnoloogiat (mõnikord tuntud ka kui laserplaat). HDI puuritava augu suurus on üldiselt 3–5 mil (0,076–0,127 mm), joone laius on 3–4 mil (0,076–0,10 mm) ja jootepadja suurust saab oluliselt vähendada, nii et pinnaühiku kohta saab suurema joonejaotuse, mille tulemuseks on suure tihedusega ühendused.
HDI-tehnoloogia teke on kohanenud trükkplaatide tööstuse arenguga ja seda edendanud, võimaldades HDI-trükkplaatidele paigutada tihedamaid BGA-sid, QFP-sid jne. Praegu on HDI-tehnoloogiat laialdaselt kasutatud, mille hulgas on ühekihiline HDI laialdaselt kasutusel trükkplaatide tootmisel 0,5-sammulise BGA-ga. HDI-tehnoloogia areng on kiirendanud kiibitehnoloogia arengut, mis omakorda soodustab HDI-tehnoloogia täiustamist ja edasiminekut.
Tänapäeval on 0,5-sammulised BGA-kiibid disainiinseneride seas järk-järgult laialdaselt omaks võetud ning BGA jooteühendused on järk-järgult muutunud keskelt õõnestatud või maandatud kujult keskele signaali sisendi ja väljundi kujule, mis nõuab juhtmestikku.
3. HDI trükkplaate valmistatakse üldiselt virnastamismeetodil. Mida rohkem virnastamist tehakse, seda kõrgem on plaadi tehniline tase. Tavaline HDI trükkplaat virnastatakse põhimõtteliselt üks kord, samas kui kõrgkihiline HDI kasutab kahe- või enamakordset virnastamistehnoloogiat, samuti täiustatud trükkplaadi tehnoloogiaid, nagu aukude virnastamine, aukude täitmine galvaniseerimise teel ja otsene laserpuurimine jne.
HDI trükkplaat soodustab täiustatud montaažitehnoloogia kasutamist ning elektriline jõudlus ja signaali täpsus on traditsioonilisest trükkplaadist kõrgemad. Lisaks on HDI-l paremad täiustused raadiosageduslike häirete, elektromagnetlainete häirete, elektrostaatilise tühjenemise ja soojusjuhtivuse osas jne.
Taotlus
HDI PCB-l on elektroonikavaldkonnas lai valik rakendusstsenaariume, näiteks:
-Suurandmed ja tehisintellekt: HDI trükkplaat saab parandada mobiiltelefonide signaali kvaliteeti, aku tööiga ja funktsionaalset integratsiooni, vähendades samal ajal nende kaalu ja paksust. HDI trükkplaat saab toetada ka uute tehnoloogiate, näiteks 5G-kommunikatsiooni, tehisintellekti ja asjade interneti arendamist jne.
-Auto: HDI trükkplaat suudab täita autoelektroonikasüsteemide keerukuse ja töökindluse nõudeid, parandades samal ajal autode ohutust, mugavust ja intelligentsust. Seda saab rakendada ka selliste funktsioonide jaoks nagu autoradarid, navigatsioon, meelelahutus ja juhiabi.
-Meditsiin: HDI trükkplaat saab parandada meditsiiniseadmete täpsust, tundlikkust ja stabiilsust, vähendades samal ajal nende suurust ja energiatarbimist. Seda saab rakendada ka sellistes valdkondades nagu meditsiiniline pildistamine, jälgimine, diagnoosimine ja ravi.
HDI PCB peamised rakendused on mobiiltelefonides, digikaamerates, tehisintellektis, IC-kandjates, sülearvutites, autoelektroonikas, robotites, droonides jne, mida kasutatakse laialdaselt mitmes valdkonnas.
