01
แผงวงจรพิมพ์หลายชั้น (Multilayer PCB), แผงวงจรพิมพ์ HDI (HDI PCB) ทุกชั้น
ผู้ผลิต HDI ระดับสูง/ระดับใดก็ได้
นิยามของแผงวงจร HDI (High Density Interconnection) หมายถึงแผงวงจรพิมพ์แบบไมโครเวีย (Microvia PCB) ที่มีรูเปิดน้อยกว่า 6 มม. แผ่นยึดรู (Hole Pad) น้อยกว่า 0.25 มม. ความหนาแน่นของจุดสัมผัสมากกว่า 130 จุด/ตารางชั่วโมง ความหนาแน่นของสายไฟมากกว่า 117 จุด/ตารางชั่วโมง และความกว้าง/ระยะห่างของเส้นน้อยกว่า 3 ไมโครเมตร/3 ไมโครเมตร
การจำแนกประเภทของ PCB HDI: 1 ชั้น, 2 ชั้น, 3 ชั้น และ HDI แบบไม่จำกัดจำนวนชั้น
โครงสร้าง HDI 1 ชั้น : 1+N+1 (กดสองครั้ง เลเซอร์หนึ่งครั้ง)
โครงสร้าง HDI 2 ชั้น : 2+N+2 (กด 3 ครั้ง เลเซอร์ 2 ครั้ง)
โครงสร้าง HDI 3 ชั้น : 3+N+3 (กด 4 ครั้ง, เลเซอร์ 3 ครั้ง)
HDI ในแต่ละชั้นหมายถึง HDI ที่สามารถประมวลผลการเจาะด้วยเลเซอร์จากแกน PCB ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ จำเป็นต้องทำการเจาะด้วยเลเซอร์ก่อนการอัดขึ้นรูป
ข้อดีของแผงวงจรพิมพ์ HDI
1. สามารถลดต้นทุนการผลิต PCB ได้ เมื่อความหนาแน่นของ PCB เพิ่มขึ้นมากกว่า 8 ชั้น การผลิตด้วยวิธี HDI จะมีต้นทุนต่ำกว่ากระบวนการอัดขึ้นรูปที่ซับซ้อนแบบดั้งเดิม
2. เพิ่มความหนาแน่นของวงจรโดยการเชื่อมต่อแผงวงจรและส่วนประกอบแบบดั้งเดิมเข้าด้วยกัน
3. เป็นประโยชน์ต่อการใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง
4. มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความแม่นยำของสัญญาณที่ดีกว่า
5. ความน่าเชื่อถือที่ดีกว่า
6. สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนได้
7. สามารถลดการรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ การรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต (RFI/EMI/ESD)
8. เพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบ
ความแตกต่างหลักระหว่าง HDI และ PCB ทั่วไป
1. HDI มีปริมาตรน้อยกว่าและน้ำหนักเบากว่า
แผงวงจรพิมพ์ HDI ผลิตขึ้นโดยใช้แผงวงจรพิมพ์สองด้านแบบดั้งเดิมเป็นแกนหลัก ผ่านกระบวนการสร้างและเคลือบอย่างต่อเนื่อง แผงวงจรประเภทนี้ที่ผลิตด้วยการวางซ้อนอย่างต่อเนื่องเรียกอีกอย่างว่า แผงวงจรหลายชั้นแบบสร้างต่อเนื่อง (Build-up Multilayer หรือ BUM) เมื่อเทียบกับแผงวงจรแบบดั้งเดิม แผงวงจร HDI มีข้อดีหลายประการ เช่น น้ำหนักเบา บาง สั้น และเล็ก
การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าKระหว่างแผงวงจร HDI ทำได้โดยใช้รูทะลุตัวนำและการเชื่อมต่อแบบฝัง/ซ่อน ซึ่งมีโครงสร้างแตกต่างจากแผงวงจรหลายชั้นทั่วไป การเชื่อมต่อแบบฝัง/ซ่อนขนาดเล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแผงวงจรพิมพ์ HDI HDI ใช้การเจาะด้วยเลเซอร์โดยตรง ในขณะที่แผงวงจรพิมพ์มาตรฐานมักใช้การเจาะแบบกลไก ดังนั้นจำนวนชั้นและอัตราส่วนความสูงต่อความกว้างจึงมักลดลง
2. กระบวนการผลิตเมนบอร์ด HDI
การพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ความหนาแน่นสูง (HDI PCBs) นั้นสะท้อนให้เห็นได้ชัดเจนจากความหนาแน่นของรู วงจร แผ่นบัดกรี และความหนาของชั้นคั่นกลาง
● รูทะลุขนาดเล็ก: แผงวงจรพิมพ์ HDI มีรูตันและรูทะลุขนาดเล็กอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากข้อกำหนดที่สูงของเทคโนโลยีการขึ้นรูปรูขนาดเล็กที่มีขนาดรูน้อยกว่า 150 ไมโครเมตร รวมถึงต้นทุน ประสิทธิภาพการผลิต และการควบคุมความแม่นยำของตำแหน่งรู ในแผงวงจรหลายชั้นแบบดั้งเดิมจะมีเพียงรูทะลุเท่านั้น ไม่มีรูฝัง/รูตันขนาดเล็ก
● การปรับปรุงความกว้าง/ระยะห่างของเส้นลวด: โดยส่วนใหญ่แสดงให้เห็นในข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับข้อบกพร่องของเส้นลวดและความหยาบของพื้นผิวเส้นลวด โดยทั่วไปความกว้าง/ระยะห่างของเส้นลวดต้องไม่เกิน 76.2 ไมโครเมตร
● ความหนาแน่นของแผ่นบัดกรีสูง: ความหนาแน่นของจุดบัดกรีมากกว่า 50 จุด/ตารางเซนติเมตร
● การลดความหนาของฉนวนไดอิเล็กทริก: ปรากฏการณ์นี้เห็นได้ชัดเจนจากแนวโน้มความหนาของฉนวนไดอิเล็กทริกระหว่างชั้นที่ลดลงเหลือ 80 ไมโครเมตรหรือต่ำกว่า และข้อกำหนดเรื่องความสม่ำเสมอของความหนาก็เข้มงวดมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแผงวงจรพิมพ์ความหนาแน่นสูงและวัสดุรองรับบรรจุภัณฑ์ที่มีการควบคุมอิมพีแดนซ์เฉพาะตัว
3. แผงวงจรพิมพ์ HDI มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีกว่า
HDI ไม่เพียงแต่สามารถลดขนาดการออกแบบผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้เท่านั้น แต่ยังสามารถตอบสนองมาตรฐานด้านประสิทธิภาพและประสิทธิผลทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สูงขึ้นได้พร้อมกันอีกด้วย
ความหนาแน่นของการเชื่อมต่อที่เพิ่มขึ้นของ HDI ช่วยเพิ่มความแรงของสัญญาณและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ นอกจากนี้ แผงวงจรพิมพ์ HDI ยังมีการปรับปรุงที่ดีขึ้นในการลดการรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ การรบกวนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต และการนำความร้อน เป็นต้น HDI ยังใช้เทคโนโลยีการควบคุมกระบวนการสัญญาณดิจิทัล (DSP) อย่างเต็มรูปแบบและเทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตรหลายรายการ ซึ่งมีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับโหลดในช่วงกว้างและมีความสามารถในการรับโหลดเกินพิกัดในระยะสั้นได้อย่างแข็งแกร่ง
4. แผงวงจรพิมพ์ HDI มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับรูเชื่อมต่อ/รูเสียบที่ฝังอยู่ภายใน
จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าทั้งในแง่ของขนาดแผ่นวงจรและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า HDI มีประสิทธิภาพเหนือกว่า PCB ทั่วไป อย่างไรก็ตาม ทุกสิ่งย่อมมีสองด้าน และอีกด้านหนึ่งของ HDI ในฐานะ PCB ระดับไฮเอนด์นั้น มีเกณฑ์การผลิตและความยากของกระบวนการที่สูงกว่า PCB ทั่วไปมาก และยังมีประเด็นต่างๆ ที่ต้องให้ความสนใจในระหว่างการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรื่องรูเชื่อมต่อแบบฝังและรูเสียบปลั๊ก
ในปัจจุบัน ปัญหาและอุปสรรคสำคัญในการผลิต HDI คือการเจาะรูและรูเสียบแบบฝัง หากการเจาะรู/รูเสียบแบบฝังใน HDI ทำได้ไม่ดี จะเกิดปัญหาคุณภาพอย่างมาก เช่น ขอบไม่เรียบ ความหนาของวัสดุไม่สม่ำเสมอ และมีรูพรุนบนแผ่นบัดกรี
● พื้นผิวกระดานที่ไม่เรียบและเส้นที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ชายหาดในบริเวณที่ยุบตัว ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ช่องว่างและการขาดของเส้น
● ค่าอิมพีแดนซ์เฉพาะอาจผันผวนได้เนื่องจากความหนาของฉนวนที่ไม่สม่ำเสมอ ทำให้สัญญาณไม่เสถียร
● แผ่นบัดกรีที่ไม่เรียบส่งผลให้คุณภาพการบรรจุภัณฑ์ไม่ดี ทำให้เกิดปัญหาในการเชื่อมต่อและชิ้นส่วนเสียหายหลายชิ้น
ดังนั้น โรงงานผลิต PCB ทุกแห่งจึงไม่มีความสามารถและความแข็งแกร่งพอที่จะทำ HDI ได้อย่างดี และ RICH PCBA ได้ทุ่มเททำงานอย่างหนักในเรื่องนี้มานานกว่า 20 ปีแล้ว
เราประสบความสำเร็จเป็นอย่างดีในการออกแบบพิเศษต่างๆ เช่น ความแม่นยำสูง ความหนาแน่นสูง ความถี่สูง ความเร็วสูง TG สูง แผ่นรอง และ PCB RF นอกจากนี้เรายังมีประสบการณ์การผลิตที่มากมายในกระบวนการพิเศษต่างๆ เช่น แผ่นหนาพิเศษ ขนาดใหญ่พิเศษ ทองแดงหนา แรงดันไฮบริดความถี่สูง บล็อกฝังทองแดง รูครึ่งวงกลม รูเจาะด้านหลัง รูเจาะควบคุมความลึก นิ้วทองคำ บอร์ดควบคุมอิมพีแดนซ์ความแม่นยำสูง เป็นต้น
วิธีการใช้งาน (ดูรายละเอียดในรูปภาพที่แนบมา)
แผงวงจรพิมพ์ความละเอียดสูง (HDI PCB) ถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา เช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ตัวนำวงจรไอซี อุปกรณ์ทางการแพทย์ การควบคุมทางอุตสาหกรรม แล็ปท็อป อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ หุ่นยนต์ โดรน เป็นต้น
แอปพลิเคชัน
แผงวงจรพิมพ์ความละเอียดสูง (HDI PCB) ถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา เช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัล ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ตัวนำวงจรไอซี อุปกรณ์ทางการแพทย์ การควบคุมทางอุตสาหกรรม แล็ปท็อป อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ หุ่นยนต์ โดรน เป็นต้น