Hdi pcb

Hvad er HDI PCB?

HDI PCB er en forkortelse for High-Density Interconnect Printed Circuit Board. Som navnet antyder, er dette en avanceret PCB, der er designet til at opfylde kravene til miniaturisering og høj ydeevne i elektroniske produkter. Højdensitets PCB er kendetegnet ved fine ledninger og fint hulafstand. Sammenlignet med traditionelle PCB optimerer højdensitets PCB ledningsfordelingen ved at reducere ledningernes størrelse, afviser den traditionelle gennemgående boreproces (Through Hole Via), anvender i stedet laserdobring såsom mikro-gennemgange (Micro Via), blinde gennemgange (Blind Via) og indarbejdede gennemgange (Buried Via) samt lagteknologi for at opnå en kredsløbsintegration, der langt overgår traditionelle PCB'er. Dette gør det muligt at placere flere komponenter per fladeenhed, realisere mere komplekse kredsløbsfunktioner i begrænsede rum, og tillade elektroniske produkter at levere stærkere ydeevne i mindre volumen. Dermed tilpasses det nøjagtigt til den nuværende æra, hvor elektroniske produkter udvikles mod letvægt, intelligens og høje frekvenser, og bliver en nøglebærende løsning, der understøtter gennembrud i nye områder såsom 5G, Internet of Things og kunstig intelligens.

Nøglefunktioner for HDI PCB

Med sin unikke design- og produktionsproces viser højtydende interconnect PCB en række kernefunktioner, der tilgodeser behovet for høj densitet og høj ydeevne, herunder primært:

1. Større antal lag:

HDI kredsløbsplader har almindeligvis flere lag, ofte mere end 4 lag. Det skyldes, at det er vanskeligt at undgå ledningsmængde og signalstøj med kun få lag, så det er nødvendigt at øge antallet af lag og distribuere ledninger og forbindelser til flere lag for en rationel planlægning. De fleste produkter vælger en 6- til 12-lags konstruktion baseret på funktionalitetens kompleksitet for at balancere ledningstæthed, funktionalitets kompleksitet og kredsløbsydelse inden for begrænsede pladsforhold.

2. Fin linjebredde og linjeafstand:

For at opfylde behovet for miniatyrisering af elektroniske enheder og opnå højere tæthedsintegrerede kredsløb i et begrænset rum, skal hdi-kortet fordele lederne effektivt. hdi-kortet kan opnå 3-5mil eller endnu mindre lederbredde og lederafstand, mens tilslutningsafstanden for traditionelle kredsløbsplader almindeligvis er flere hundrede mikron. Derfor vil enhver lille procesafvigelse ved fremstilling af hdi-printede kredsløbsplader medføre lededeformation, kortslutning eller åbent kredsløb, hvilket er ekstremt vanskeligt at bearbejde.

3. Brug mikrovia, blinde viaer og skjulte viaer:

Huldægningen i HDI-plader er også meget fin. Hultyperne inkluderer: Microvia, som almindeligvis har en hullængde på under 6 mil, så fine linjer kan forbindes nøjagtigt og plads kan spares. For at opnå forbindelser mellem flere lag er det ofte nødvendigt at stable dem lag for lag, og hullerne skal som udgangspunkt fyldes med kobber eller elektroplateres; Blind Via, som strækker sig fra overfladelaget til et bestemt indre lag og kun er synlig på den ene side. Det opnås gennem en segmenteret boreproces, som effektivt forkorter signallængden og reducerer interferens mellem lagene; Buried Via, som er helt indarbejdet i det indre lag og ikke trænger igennem overfladelaget. Det skal fremstilles gennem en flertrins laminatproces, hvilket kan frigive plads til ledningsnettet på overfladen og forbedre integriteten af de indre strøm-/jordplaner; Staggered Via, som består af flere vekslede mikrovias og danner en trappetrin-struktur til korslagte forbindelser, egnet til scenarier, hvor tværlaggede forbindelser kræves, men pladsen er begrænset; Stacked Via, hvor flere lag mikrovias er stablet lodret ovenpå hinanden og danner en søjlestruktur til direkte flerlagsforbindelse. Borepræcisionen skal dog kontrolleres nøje for at sikre elektrisk pålidelighed. En rimelig kombination og anvendelse af disse hultyper kan imødekomme kravene til design af højtdensitets og højtydende PCB'er.

For at gøre forbindelserne tættere, vil HDI også bruge VIP-teknologi, det vil sige at bore mikrohuller direkte i padderne og forbinde dem med tynde linjer, hvilket udvider forbindelseskanalen og løser problemer med forbindelsesmængde i højdensitetsscenarier. Ud fra den rumlige placering mellem padderne og hullerne kan det opdeles i følgende typer:

• Indarbejdet: Hullegemet er helt inden for padderens grænse, og der er tydeligt afstand mellem hullets kant og padderens kant, hvilket viser en fuldt omsluttet tilstand;
  
• Delvis overlappende: Hulstrukturen falder delvis inden for padderens område og delvis uden for padderens grænse, hvilket danner en krydsdækkende forbindelse mellem hullets og padderens kant;
  
• Excentrisk: Hullet er placeret inden for padderens område som helhed, men der er en forskydning mellem hullets geometriske centrum og padderens centrum, hvilket viser en asymmetrisk fordeling.
  

Hullstrukturdesignet i HDI-PCB skal opfylde kravene til højdensitetsforbindelse og signalintegritet. Under produktionen er det nødvendigt at præcist kontrollere lag-til-lag-positionsnøjagtigheden (inden for ±15 μm) for at opnå et lavt forholdstal på ≤1:3 for at sikre stabil signaloverførsel; kernetabet anvender et tykkere substrat, og den indarbejdede huldesign kan forbedre midtlagets elektriske ledningsevne og dermed bedre imødekomme anvendelseskravene for højdensitets- og højtydende elektronik.

Flerlagsstruktur og lamineringsteknologiens egenskaber

HDI-PCB udviser unikke egenskaber i forbindelse med lagdeling og lamineringsteknologi:

Selvom det bruger lag-for-lag-konstruktionslogik som traditionelle PCB'er, kræves der flere omgange med stable- og laminatprocesser for at opnå komplekse forbindelsesdesign med flerlags blinde og indarbejdede viaer. Dens struktur er baseret på et tykt kernetag, med tynde dielektriske lag, der er symmetrisk anbragt på begge sider, og danner en infrastruktur, der er egnet til højdensitetsforbindelser.

Den specifikke produktionsproces er: Først defineres den ledende zone med en negativ fotorestarfilm, og unødvendige dele ætzes væk ved hjælp af jern(III)chlorid; derefter bruges en kemisk opløsning til at fjerne fotorestarfilmen for at eksponere det underliggende materiale, der skal bearbejdes; boreprocessen vælger mekaniske, laser- eller kemiske metoder afhængigt af tæthedskravene; herefter afsluttes indre lag kredsløb interconnection gennem metalliseringsprocessen; endelig gentages lagdeling og platering indtil den ydre struktur er dannet, således at præcisionsinterconnectionskravene i højtætheds-scenarier opfyldes.

HDI PCB-specifikation hos LHD TECH

Unikke fordele ved HDI-print

HDI-print (højdensitetsforbundne printplader) har vist betydelige fordele i tendensen til miniaturisering og høj ydeevne i elektronisk udstyr takket være deres unikke design og proces, hvilket hovedsageligt kommer til udtryk i følgende aspekter:

1. Ekstremt høj koblingsdensitet, pladsbesparelse

Gennem præcisionsteknologi kan HDI opnå massiv linjeforbindelse i et begrænset område. I forhold til traditionelle printplader kan den reducere volumenet med 30-50 % ved samme funktion, samtidig med at udstyrets vægt reduceres, hvilket giver plads og letvægtsgrundlag for udstyret.

2. Reducerer den samlede systemomkostning

Selvom fremstillingsomkostningerne for HDI-print er relativt høje, kan den samlede systemdesign- og produktionsomkostning betydeligt reduceres ved at reducere antallet af komponenter, optimere pladsudnyttelsen og forenkle samleprocessen, og den langsigtet omkostningseffektivitet er bedre.

3. Forbedrer designfleksibiliteten

Den flerlagsproces understøtter 6-12 lag eller endda flere lag. Kombineret med strukturer som trinborede huller og stablede huller kan komplekse kredsløbstopologier planlegges fleksibelt.

4. Optimer signalydse og reducér interferens

Korte og lige signalveje reducerer parasitisk induktans og kapacitans, kontrollerer støj effektivt og reducerer signalforsinkelse og tab; flerlagsstrukturen kan adskille forsynings-, jord- og signallag for at reducere elektromagnetisk interferens (EMI).

5. Accelerér produktlanceringens cyklus

Ved at tilpasse sig den hurtige udvikling og testproces af kompakte udstyr kan den høje integration og designfleksibilitet forkorte tidsrummet fra prototype til masseproduktion og dermed hjælpe produkter med at svare hurtigere på markedets efterspørgsel.

Anvendelsesområder for HDI PCB

Selvom aluminiumsbaserede PCB'er har mange fordele, har de stadig nogle ulemper:

1. Forbruger-elektronik:

Bærbare enheder såsom smartphones, tablets, smartwatches og produkter såsom augmented reality (AR) og virtual reality (VR) skal integrere skærme med høj opløsning, sensorer, processorer og andre komponenter i et lille rum. HDI's mulighed for højdensitetsforbindelse kan imødekomme deres kompakte design og krav til høj ydeevne;

2. Automobil-elektronik:

Autopilot-systemer, infotainmentsystemer i køretøjer osv. skal opnå højhastighedsforbindelser for højhastighedsprocessorer og RAM i køretøjets begrænsede plads, opfylde kravene til lav crosstalk, høj kompatibilitet og signalintegritet og tilpasse sig scenarier med interaktion af flere sensorer og beregning med høj hastighed;

3. Kommunikationsudstyr:

5G-basestationer, routere, satellitkommunikationsterminaler osv. er afhængige af HDI til at optimere transmission af høje frekvenssignaler, reducere forsinkelser og interferens og understøtte dataudveksling med høj båndbredde;

4. Medicinsk elektronik:

Bærbare skærme, ultralydsudstyr, minimalt invasive kirurgiske robotter, kapselendoskoper osv. kræver miniaturiseret design og præcis signalstyring. HDI kan balancere mellem volumen og ydelse, mens høje sikkerhedsstandarder og krav til driftspræcision opfyldes;

5. Luftfart og forsvar:

Militært og luftfartsudstyr såsom droner, satellitlast, radarsystemer integrerer højtydende og højsensitive komponenter og har ekstremt høje krav til data nøjagtighed, kommunikationspålidelighed og letvægt. HDI's letvægtsstruktur og pålidelig forbindelsesteknologi kan opfylde ydelseskrav i ekstreme miljøer;

6. Industrikontrol:

Styringssystemerne for præcisions CNC-maskiner og industrirobotter kræver højtydende ledningsnet for at understøtte multi-akse signaloverførsel. HDI kan forbedre udstyrets respons og driftsstabilitet.

Udfordringer i design af HDI-kredsløbsplader

Selvom designet af HDI-kredsløbsplader kan opfylde kravene til høj densitet og høj ydeevne, står det også over for flere tekniske udfordringer, som hovedsageligt kommer til udtryk i følgende aspekter:

• Komponenterne er små og tæt placeret, hvilket øger sværheden af præcisionsarbejdet i forbindelse med forbindelseslinjer og samling;
  
• Det tilgængelige kredsløbspladeareal er yderst begrænset, hvilket stiller ekstreme krav til pludelingen;
• Begge sider af pladen skal kunne rumme et stort antal komponenter, hvilket yderligere reducerer forbindelseskanalerne;
  
• Den lange ledningslængde kan nemt føre til forsinkelser i signaloverførslen og dermed påvirke ydeevnen i høje frekvensscenarier;
  
• Ruteforløbet er komplekst, og antallet af netværk, der skal behandles, er stort, hvilket kræver en balance mellem høj densitet og signaintegritet.
  

Nøglepunkter for design og produktion af HDI-PCB'er

1. Tilpasningsevnen i design og produktion, som skal følge retningslinjer for produktionstilpasset design (DFM) nøje for at sikre, at designet matcher produktionskapaciteten;
2. Planlægning af antallet af lag, som almindeligvis henviser til anbefalede standarder for BGA-komponenter eller baseres på en helhedsbedømmelse af retning og længde af netværk på tværs, og som danner grundlag for det efterfølgende design;
3. Design af hulstruktur, hvor fordelingen af huller direkte påvirker den passende indstilling af pladens tykkelse og antal lag og er nøglen til at forbinde ledningerne i hvert lag;
4. Montagepålidelighed og miljømæssig tilpasningsevne, hvor det skal sikres, at kredsløbspladen ikke går i stykker under brugen, og hvor holdbarhed og stabilitet tages i betragtning;
5. Producentens tekniske styrke, hvis procesniveau direkte relaterer sig til hele pladens fremstillelighed, loddekvaliteten og den endelige driftseffekt.

For højdensitets forbundne PCB'er skal deres produktion, fremstilling og design links implementeres i overensstemmelse med en række standarder udarbejdet af IPC, herunder IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 og IPC-6016.

Fremstillingsbegrænsninger for HDI-PCB

Der er mange forskelle mellem fremstilling af HDI-PCB og standard-PCB, og dets begrænsninger afspejles hovedsageligt i materialers og processers kompatibilitet:

1. Substratet skal opfylde kravene til både elektriske og mekaniske egenskaber, og dielektrisk materiale skal være kompatibelt med høje TG-værdier, varmestød og metal lodning, og skal være kompatibelt med forskellige hultyper som mikroviaer, indarbejdede viaer og blinde viaer;
2. Hæftningen og driftsstabiliteten af kobberfolie i områder såsom mikrovias og indarbejdede vias skal være pålidelige;

Desuden skal materialet have god termisk stabilitet for at modstå belastningen under lodning eller termisk cyklus.

De relevante standarder er IPC-4101B og IPC-4104A og omfatter materialer såsom fotofølsomt væske dielektrisk lag, tørfilm dielektrisk lag, polyimidfilm, termohærdende film, harpiksovertrukket kobberfolie og standard FR-4.

Linghangda: En 22 år gammel stabil professionel eksportfabrik

I den blomstrende globale HDI kredsløbspladeindustri er Kina blevet et nøgleproduktionscenter, og mange højkvalitets producenter er opstået, hvor Linghangda er en ledende aktør. Med sin dybe erfaring og innovative styrke har Linghangda demonstreret betydelige fordele på mange områder:

• Strik kvalitetskontrol:

  I overensstemmelse med ISO9001-, ISO13485- og TS16949-systemerne overholder produkterne IPC-A-600 Class 2-standard, og særlige industrier kan levere Class 3/3A-standard for at sikre stabil drift i komplekse scenarier.
  

• Grænseteknologi og udstyr:

  Ved at introducere avanceret udstyr og mestre højpræcisionsprocesser og pluggeteknologier såsom stablede blinde viaer og VIPPO kan vi påtage os ordrer med høj sværhedsgrad af HDI og opnå en højkvalitets transformation fra design til fysiske objekter.
  

• Fleksible ordrer:

  Ingen minimumsordremængde, understøtter 1 stk. ordre, tilpasser sig R&D-behov for startups og prøveproduktionsbehov for store virksomheder og hjælper med langsigtet samarbejde.
  

• Én-stop fuld proces-service:

  Dækker råvareindkøb, design, produktion, samling, emballage til forsendelse, sparer tid og besvær, sparer kunder tid og omkostninger.
  

• Perfekt servicesystem:

  Et omfattende salgsteam med professionelle ingeniører, der leverer services i hele kredsløbet, permanent eftersalg, kvalitetsproblemer kan omarbejdes eller kompenseres, og kundernes interesser er sikret som første prioritet.
  

• Stærke leverandørkæderessourcer:

  Effektiv indkøb af højkvalitetskomponenter, forkorter ventetid, udnytter skalafordele til at reducere omkostninger og forbedre løsningernes pris- og ydelsesforhold.
  

• Hurtig leveringsevne:

  Optimerer produktionsprocesser og ressourceplanlægning, effektivt projektstøtte og hjælper kunder med hurtigt at få produkterne på markedet og gribe chancerne.