01
PCB liên kết mật độ cao nhiều lớp
KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CHỈ SỐ PHÁT TRIỂN CON NGƯỜI (HDI)
HDI là viết tắt của High Density Interconnector (Kết nối mật độ cao), là một loại công nghệ sản xuất PCB sử dụng công nghệ vi mạch mù/chôn để đạt được mật độ phân bố đường dẫn cao. Công nghệ này giúp thu nhỏ kích thước, tăng hiệu suất và giảm chi phí. PCB HDI là mục tiêu theo đuổi của các nhà thiết kế, không ngừng phát triển hướng tới mật độ cao và độ chính xác. Cái gọi là “cao” không chỉ cải thiện hiệu suất máy móc mà còn giảm kích thước máy. Công nghệ Tích hợp mật độ cao (HDI) có thể giúp thiết kế sản phẩm cuối cùng trở nên nhỏ gọn hơn, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn cao hơn về hiệu suất và hiệu quả điện tử.
PCB HDI thường bao gồm lỗ mù khoan bằng laser và lỗ mù khoan cơ khí. Công nghệ dẫn điện giữa các lớp trong và ngoài thường được thực hiện thông qua các quy trình như lỗ chìm xuyên suốt, lỗ mù, lỗ xếp chồng, lỗ so le, lỗ mù/chôn chéo, lỗ xuyên suốt, mạ điện lấp đầy lỗ mù, dây dẫn mảnh trong không gian nhỏ và lỗ siêu nhỏ trên đĩa, v.v.
Có nhiều loại mạch in HDI: 1 lớp, 2 lớp, 3 lớp, 4 lớp và kết nối nhiều lớp.
● Cấu trúc của tấm HDI 1 lớp: 1+N+1 (ép hai lần, khoan laser một lần).
● Cấu trúc của tấm HDI 2 lớp: 2+N+2 (ép 3 lần, khoan laser 2 lần).
● Cấu trúc của tấm HDI 3 lớp: 3+N+3 (ép 4 lần, khoan laser 3 lần).
● Cấu trúc của tấm HDI 4 lớp: 4+N+4 (ép 5 lần, khoan laser 4 lần).
Từ các cấu trúc trên, có thể kết luận rằng khoan laser một lần là HDI một lớp, hai lần là HDI hai lớp, v.v. Bất kỳ kết nối liên lớp nào cũng có thể bắt đầu khoan laser từ bo mạch lõi. Nói cách khác, bất kỳ lớp HDI nào cần được khoan laser trước khi ép.
Khái niệm thiết kế của HDI
1. Khi gặp thiết kế có lỗ ở khu vực BGA trên PCB nhiều lớp, nhưng do hạn chế về không gian, chúng ta phải sử dụng các chân BGA siêu nhỏ và các lỗ siêu nhỏ để đạt được độ xuyên suốt toàn bộ bo mạch, vậy chúng ta nên làm thế nào? Sau đây, chúng tôi xin giới thiệu PCB độ chính xác cao HDI, thường được nhắc đến trong ngành PCB.
Phương pháp khoan mạch in truyền thống bị ảnh hưởng bởi dụng cụ khoan. Khi kích thước lỗ khoan đạt đến 0,15mm, chi phí đã rất cao và khó có thể cải thiện hơn nữa. Tuy nhiên, do không gian hạn chế, khi chỉ có thể sử dụng lỗ khoan kích thước 0,1mm, cần đến khái niệm thiết kế HDI (High-Differential Instructor Instructor).
2. Việc khoan mạch in HDI không còn dựa vào phương pháp khoan cơ khí truyền thống mà sử dụng công nghệ khoan laser (đôi khi còn được gọi là mạch in laser). Kích thước lỗ khoan của HDI thường là 3-5mil (0,076-0,127mm), chiều rộng đường dẫn là 3-4mil (0,076-0,10mm), kích thước các điểm hàn có thể được giảm đáng kể, do đó có thể có nhiều đường dẫn hơn trên mỗi đơn vị diện tích, dẫn đến kết nối mật độ cao.
Sự xuất hiện của công nghệ HDI đã thích ứng và thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp PCB, cho phép bố trí nhiều linh kiện BGA, QFP, v.v. với mật độ cao hơn trên PCB HDI. Hiện nay, công nghệ HDI đã được sử dụng rộng rãi, trong đó HDI một lớp được sử dụng phổ biến trong sản xuất PCB với khoảng cách chân 0,5mm cho BGA. Sự phát triển của công nghệ HDI đang thúc đẩy sự phát triển của công nghệ chip, từ đó thúc đẩy sự cải tiến và tiến bộ của công nghệ HDI.
Hiện nay, chip BGA có bước pitch 0.5mm đã dần được các kỹ sư thiết kế sử dụng rộng rãi, và các mối hàn của BGA cũng dần thay đổi từ dạng rỗng ở giữa hoặc nối đất sang dạng có đầu vào và đầu ra tín hiệu ở giữa, đòi hỏi phải đi dây.
3. PCB HDI thường được sản xuất bằng phương pháp xếp lớp. Số lớp xếp càng nhiều thì trình độ kỹ thuật của bo mạch càng cao. PCB HDI thông thường về cơ bản chỉ được xếp lớp một lần, trong khi PCB HDI nhiều lớp sử dụng công nghệ xếp lớp hai lần trở lên, cũng như các công nghệ PCB tiên tiến như xếp chồng lỗ, lấp đầy lỗ bằng mạ điện và khoan laser trực tiếp, v.v.
Bo mạch in HDI tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng công nghệ lắp ráp tiên tiến, đồng thời hiệu năng và độ chính xác tín hiệu cao hơn so với bo mạch in truyền thống. Ngoài ra, HDI còn có những cải tiến tốt hơn trong việc giảm nhiễu tần số vô tuyến, nhiễu sóng điện từ, phóng điện tĩnh và dẫn nhiệt, v.v.
Ứng dụng
Bo mạch in HDI có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, ví dụ như:
- Dữ liệu lớn & Trí tuệ nhân tạo: Bo mạch HDI có thể cải thiện chất lượng tín hiệu, thời lượng pin và khả năng tích hợp chức năng của điện thoại di động, đồng thời giảm trọng lượng và độ dày. Bo mạch HDI cũng có thể hỗ trợ phát triển các công nghệ mới như truyền thông 5G, trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật (IoT), v.v.
- Ô tô: Bo mạch HDI có thể đáp ứng các yêu cầu về độ phức tạp và độ tin cậy của hệ thống điện tử ô tô, đồng thời nâng cao sự an toàn, tiện nghi và tính thông minh của ô tô. Nó cũng có thể được ứng dụng vào các chức năng như radar ô tô, định vị, giải trí và hỗ trợ lái xe.
- Y tế: PCB HDI có thể cải thiện độ chính xác, độ nhạy và độ ổn định của thiết bị y tế, đồng thời giảm kích thước và mức tiêu thụ điện năng. Nó cũng có thể được ứng dụng trong các lĩnh vực như hình ảnh y tế, theo dõi, chẩn đoán và điều trị.
Các ứng dụng chính của PCB HDI nằm trong điện thoại di động, máy ảnh kỹ thuật số, trí tuệ nhân tạo, bo mạch chủ, máy tính xách tay, điện tử ô tô, robot, máy bay không người lái, v.v., được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
