Многослойная печатная плата высокой плотности с межсоединениями
ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИЧР
HDI расшифровывается как High Density Interconnector (межсоединительная плата высокой плотности) и представляет собой тип (технологию) производства печатных плат, использующий технологию микроскрытых/встроенных переходных отверстий для достижения высокой плотности распределения линий. Это позволяет уменьшить габариты, повысить производительность и снизить стоимость. Разработка печатных плат HDI — это постоянное стремление разработчиков к высокой плотности и точности. Так называемая «высокая» плотность не только улучшает производительность оборудования, но и уменьшает его размеры. Технология высокой плотности интеграции (HDI) позволяет создавать более миниатюрные конечные изделия, одновременно отвечая более высоким стандартам электронных характеристик и эффективности.
В печатных платах HDI обычно используются лазерное и механическое сверление глухих переходных отверстий. Технология создания проводящих каналов между внутренним и внешним слоями, как правило, достигается с помощью таких процессов, как сквозные переходные отверстия, глухие переходные отверстия, многослойные отверстия, ступенчатые отверстия, перекрестные глухие/сквозные переходные отверстия, сквозные отверстия, заполнение глухих переходных отверстий методом электроосаждения, тонкие проволочные отверстия малого зазора и микроотверстия в диске и т. д.
Существует несколько типов печатных плат HDI: однослойные, двухслойные, трехслойные, четырехслойные и с любым типом межслойного соединения.
● Структура 1-слойного HDI: 1+N+1 (двойное прессование, однократное лазерное сверление).
● Структура 2-слойного HDI: 2+N+2 (3-кратное прессование, 2-кратное лазерное сверление).
● Структура 3-слойного HDI: 3+N+3 (4 прессования, 3 лазерных сверления).
● Структура 4-слойного HDI: 4+N+4 (5 циклов прессования, 4 цикла лазерного сверления).
Из приведенных выше структур можно сделать вывод, что лазерное сверление один раз — это однослойная микросхема с межсоединениями (HDI), два раза — двухслойная HDI и так далее. Лазерное сверление любого слоя может начаться с основной платы. Другими словами, перед прессованием необходимо выполнить лазерное сверление любого слоя HDI.
Концепция дизайна HDI
1. Когда мы сталкиваемся с конструкцией многослойной печатной платы с отверстиями в области BGA, но из-за ограниченного пространства нам приходится использовать сверхмалые контактные площадки BGA и сверхмалые отверстия для обеспечения полного проникновения в плату, как это следует сделать? В этом случае мы хотели бы представить высокоточную печатную плату HDI, часто упоминаемую в контексте печатных плат.
Традиционное сверление печатных плат зависит от используемого сверлильного инструмента. При размере отверстия 0,15 мм стоимость уже очень высока, и дальнейшее улучшение затруднительно. Однако из-за ограниченного пространства, когда можно использовать только отверстия размером 0,1 мм, необходима концепция проектирования с использованием технологии HDI (High-Direct Intent).
2. Сверление печатных плат HDI больше не основано на традиционном механическом сверлении, а использует технологию лазерного сверления (иногда также известную как лазерная плата). Размер отверстий для сверления в платах HDI обычно составляет 3-5 мил (0,076-0,127 мм), ширина линии — 3-4 мил (0,076-0,10 мм), что позволяет значительно уменьшить размер контактных площадок для пайки, обеспечивая более равномерное распределение линий на единицу площади и, следовательно, высокую плотность межсоединений.
Появление технологии HDI способствовало развитию индустрии печатных плат, позволяя размещать более плотные BGA, QFP и другие компоненты на печатных платах HDI. В настоящее время технология HDI широко используется, при этом однослойная технология HDI широко применяется в производстве печатных плат с шагом BGA 0,5. Развитие технологии HDI стимулирует развитие технологий производства микросхем, что, в свою очередь, способствует совершенствованию и прогрессу технологии HDI.
В настоящее время микросхемы BGA с шагом выводов 0,5 мм постепенно получили широкое распространение среди инженеров-разработчиков, а паяные соединения BGA постепенно изменились: от полой или заземленной формы с центром к форме с входом и выходом сигнала в центре, требующей проводки.
3. Печатные платы HDI обычно изготавливаются методом послойного нанесения слоев. Чем больше слоев нанесено, тем выше технический уровень платы. Обычные печатные платы HDI, как правило, изготавливаются методом однократного послойного нанесения, в то время как в платах HDI с высоким количеством слоев используется технология двукратного или более послойного нанесения, а также передовые технологии изготовления печатных плат, такие как послойное нанесение отверстий, заполнение отверстий методом гальванического осаждения и прямое лазерное сверление и т. д.
Печатные платы HDI способствуют применению передовых технологий сборки, а их электрические характеристики и точность передачи сигнала выше, чем у традиционных печатных плат. Кроме того, HDI обеспечивает лучшие показатели в отношении радиочастотных помех, электромагнитных волн, электростатического разряда и теплопроводности и т.д.
Приложение
Печатные платы HDI находят широкое применение в электронной промышленности, например:
— Большие данные и ИИ: HDI PCB может улучшить качество сигнала, время автономной работы и функциональную интеграцию мобильных телефонов, одновременно уменьшая их вес и толщину. HDI PCB также может поддерживать разработку новых технологий, таких как связь 5G, ИИ и IoT и т. д.
-Автомобильная промышленность: Печатные платы HDI способны удовлетворить требования к сложности и надежности автомобильных электронных систем, одновременно повышая безопасность, комфорт и интеллектуальность автомобилей. Они также могут применяться в таких системах, как автомобильный радар, навигация, развлекательные системы и системы помощи водителю.
-Медицина: Платы HDI PCB позволяют повысить точность, чувствительность и стабильность медицинского оборудования, одновременно уменьшая его размеры и энергопотребление. Они также могут применяться в таких областях, как медицинская визуализация, мониторинг, диагностика и лечение.
Основные области применения печатных плат HDI включают мобильные телефоны, цифровые камеры, искусственный интеллект, носители микросхем, ноутбуки, автомобильную электронику, робототехнику, дроны и т. д., и они широко используются в самых разных областях.
