01
כל שכבה בצפיפות גבוהה של PCB מחובר
מושג בסיסי של HDI
HDI הוא ראשי תיבות של High Density Interconnector, שהוא סוג (טכנולוגיה) של ייצור PCB, המשתמש בטכנולוגיית מיקרו-עיוורת/קבורה באמצעות דרך (micro blind/buried via) כדי להשיג צפיפות פיזור גבוהה של הקווים. הוא יכול להשיג ממדים קטנים יותר, ביצועים גבוהים יותר ועלויות נמוכות יותר. PCB HDI הוא שאיפה של מעצבים, המתפתחים כל הזמן לקראת צפיפות ודיוק גבוהים. מה שנקרא "גבוה" לא רק משפר את ביצועי המכונה, אלא גם מקטין את גודל המכונה. טכנולוגיית High Density Integration (HDI) יכולה להפוך את עיצוב המוצר הסופי למיניאטורי יותר, תוך עמידה בסטנדרטים גבוהים יותר של ביצועים ויעילות אלקטרוניים.
PCB HDI כולל בדרך כלל דרך קידוח לייזר באמצעות ויה עיוור וקידוח מכני באמצעות ויה עיוור. טכנולוגיית ההולכה בין השכבות הפנימיות והחיצוניות מושגת בדרך כלל באמצעות תהליכים כגון דרך ויה קבורה, דרך עיוורת, חורים מוערמים, חורים מדורגים, דרך עיוורת/קבורה צולבת, חורים עוברים, ציפוי אלקטרוליטי של מילוי דרך עיוורת, חוט דק עם חורים קטנים וחורים זעירים בדיסק וכו'.
ישנם מספר סוגים של מעגלים מודפסים HDI: שכבה אחת, 2 שכבות, 3 שכבות, 4 שכבות וכל חיבור שכבה.
● מבנה של HDI בשכבה אחת: 1+N+1 (לחיצה פעמיים, קידוח לייזר פעם אחת).
● מבנה של HDI דו-שכבתי: 2+N+2 (לחיצה 3 פעמים, קידוח לייזר פעמיים).
● מבנה של HDI 3 שכבות: 3+N+3 (לחיצה 4 פעמים, קידוח לייזר 3 פעמים).
● מבנה של HDI 4 שכבות: 4+N+4 (לחיצה 5 פעמים, קידוח לייזר 4 פעמים).
מהמבנים לעיל, ניתן להסיק שקידוח לייזר פעם אחת הוא HDI של שכבה אחת, פעמיים הוא HDI של שתי שכבות, וכן הלאה. כל חיבור שכבות יכול להתחיל קידוח לייזר מלוח הליבה. במילים אחרות, מה שצריך לקדוח בלייזר לפני הלחיצה הוא כל HDI של שכבה.
קונספט עיצובי של HDI
1. כאשר אנו נתקלים בעיצוב עם חורים באזור ה-BGA של מעגל מודפס רב-שכבתי, אך עקב אילוצי מקום, עלינו להשתמש בפדים קטנים במיוחד של BGA ובחורים קטנים במיוחד כדי להשיג חדירה מלאה ללוח, כיצד עלינו לבצע זאת? כעת נרצה להציג את המעגל המודפס בעל הדיוק הגבוה HDI המוזכר לעתים קרובות במעגלים מודפסים כדלקמן.
קידוח מסורתי של PCB מושפע מכלי הקידוח. כאשר גודל חור הקידוח מגיע ל-0.15 מ"מ, העלות כבר גבוהה מאוד וקשה לשפר עוד יותר. עם זאת, עקב מגבלות המקום, כאשר ניתן לאמץ רק גודל חור של 0.1 מ"מ, נדרשת תפיסת עיצוב של HDI.
2. קידוח מעגל מודפס HDI אינו מסתמך עוד על קידוח מכני מסורתי, אלא משתמש בטכנולוגיית קידוח לייזר (המכונה לעיתים גם לוח לייזר). גודל חור הקידוח של HDI הוא בדרך כלל 3-5 מיל (0.076-0.127 מ"מ), רוחב הקו הוא 3-4 מיל (0.076-0.10 מ"מ), ניתן להפחית משמעותית את גודל פדי ההלחמה, כך שניתן להשיג פיזור קווים גדול יותר ליחידת שטח, וכתוצאה מכך חיבור בצפיפות גבוהה.
הופעתה של טכנולוגיית HDI התאימה את עצמה וקידמה את התפתחות תעשיית המעגלים המודפסים (PCB), ואפשרה סידור של BGA, QFP וכו' צפופים יותר על גבי מעגל מודפס HDI. כיום, טכנולוגיית HDI נמצאת בשימוש נרחב, ביניהן HDI בשכבה אחת נמצא בשימוש נרחב בייצור מעגלים מודפסים עם BGA בגובה 0.5 פסיעה. התפתחות טכנולוגיית HDI מניעה את התפתחות טכנולוגיית השבבים, אשר בתורה מניעה את השיפור וההתקדמות של טכנולוגיית HDI.
כיום, שבבי BGA בעלי פסיעה של 0.5 אומצו בהדרגה באופן נרחב על ידי מהנדסי תכנון, ומחברי ההלחמה של ה-BGA השתנו בהדרגה מצורה חלולה או מוארקת במרכז לצורה עם קלט ופלט אות במרכז הדורשת חיווט.
3. מעגל מודפס HDI מיוצר בדרך כלל בשיטת הערימה. ככל שההערמה מתבצעת יותר פעמים, כך הרמה הטכנית של הלוח גבוהה יותר. מעגל מודפס HDI רגיל מוערם בעיקרון פעם אחת, בעוד ש-HDI בעל שכבות גבוהות משתמש בטכנולוגיית הערמה כפולה או יותר, כמו גם בטכנולוגיות PCB מתקדמות כגון הערמת חורים, מילוי חורים על ידי ציפוי אלקטרוליטי וקידוח לייזר ישיר וכו'.
מעגל מודפס HDI תומך בטכנולוגיית הרכבה מתקדמת, והביצועים החשמליים ודיוק האות גבוהים יותר מאשר מעגל מודפס מסורתי. בנוסף, ל-HDI יש שיפורים טובים יותר בהפרעות תדר רדיו, הפרעות גלים אלקטרומגנטיים, פריקה אלקטרוסטטית והולכה תרמית וכו'.
בַּקָשָׁה
ל-HDI PCB מגוון רחב של תרחישי יישומים בתחום האלקטרוניקה, כגון:
-נתוני עתק ובינה מלאכותית: מעגל מודפס HDI יכול לשפר את איכות האות, את חיי הסוללה ואת האינטגרציה הפונקציונלית של טלפונים ניידים, תוך הפחתת משקלם ועובים. מעגל מודפס HDI יכול גם לתמוך בפיתוח טכנולוגיות חדשות כגון תקשורת 5G, בינה מלאכותית ו-IoT וכו'.
-רכב: לוח מעגלים מודפסים HDI יכול לעמוד בדרישות המורכבות והאמינות של מערכות אלקטרוניות לרכב, תוך שיפור הבטיחות, הנוחות והאינטליגנציה של כלי רכב. ניתן ליישם אותו גם בפונקציות כגון מכ"ם לרכב, ניווט, בידור וסיוע בנהיגה.
-רפואי: לוח PCB HDI יכול לשפר את הדיוק, הרגישות והיציבות של ציוד רפואי, תוך הפחתת גודלו וצריכת החשמל שלו. ניתן ליישם אותו גם בתחומים כמו הדמיה רפואית, ניטור, אבחון וטיפול.
היישומים המרכזיים של PCB HDI הם בטלפונים ניידים, מצלמות דיגיטליות, בינה מלאכותית, נשאי IC, מחשבים ניידים, אלקטרוניקה לרכב, רובוטים, רחפנים וכו', ונמצאים בשימוש נרחב בתחומים מרובים.
