Hdi pcb

Apa itu HDI PCB?

HDI PCB adalah singkatan dari High-Density Interconnect Printed Circuit Board. Sesuai dengan namanya, ini adalah PCB canggih yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan miniaturisasi dan kinerja tinggi pada produk elektronik. PCB berkepadatan tinggi ditandai dengan garis-garis halus dan jarak antar lubang yang kecil. Dibandingkan dengan PCB konvensional, PCB berkepadatan tinggi mengoptimalkan kepadatan jalur dengan cara mengurangi ukuran garis, meninggalkan proses lubang tembus tradisional (Through Hole Via), mengadopsi pengeboran laser seperti micro via, blind via dan buried via, serta teknologi laminasi, sehingga mencapai integrasi sirkuit yang jauh melampaui PCB konvensional, mampu menampung lebih banyak komponen per satuan luas, merealisasikan fungsi sirkuit yang lebih kompleks dalam ruang terbatas, serta memungkinkan produk elektronik memiliki kinerja yang lebih tinggi dalam ukuran yang lebih kecil, sehingga secara tepat menjawab kebutuhan era perkembangan elektronik yang menuju pada pengurangan berat, kecerdasan, dan frekuensi tinggi, serta menjadi media kunci yang mendukung terobosan di bidang-bidang baru seperti 5G, Internet of Things, dan kecerdasan buatan.

Fitur Utama PCB HDI

Dengan desain dan proses yang unik, PCB interkonektivitas kepadatan tinggi menunjukkan serangkaian fitur inti yang menyesuaikan dengan kebutuhan kepadatan dan kinerja tinggi, terutama meliputi:

1. Jumlah lapisan lebih tinggi:

Papan sirkuit HDI biasanya memiliki jumlah lapisan yang lebih tinggi, umumnya lebih dari 4 lapisan. Hal ini disebabkan sulitnya menghindari kemacetan jalur dan gangguan sinyal hanya dengan beberapa lapisan, sehingga perlu menambah jumlah lapisan dan mendistribusikan jalur serta koneksi ke berbagai lapisan untuk perencanaan yang rasional. Kebanyakan produk akan memilih desain 6 hingga 12 lapisan berdasarkan kompleksitas fungsionalnya untuk menyeimbangkan kepadatan jalur, kompleksitas fungsi, dan kinerja sirkuit dalam ruang terbatas.

2. Lebar jalur dan jarak antar jalur yang lebih kecil:

Sebagai upaya memenuhi kebutuhan miniaturisasi perangkat elektronik dan mencapai integrasi sirkuit dengan kepadatan lebih tinggi dalam ruang terbatas, PCB HDI harus mampu mendistribusikan jalur secara efisien. PCB HDI dapat mewujudkan lebar jalur dan jarak antar jalur sebesar 3-5 mil atau bahkan lebih kecil, sedangkan jarak antar jalur pada PCB konvensional umumnya mencapai ratusan mikron. Oleh karena itu, dalam proses pembuatan PCB cetak HDI, setiap deviasi proses sekecil apa pun dapat menyebabkan deformasi jalur, korsleting, atau terjadinya jalur terbuka, sehingga sangat sulit diproses.

3. Gunakan microvia, via buta, dan via tertanam:

Desain lubang pada PCB HDI juga sangat halus. Jenis lubangnya meliputi: Microvia, yang biasanya memiliki diameter lubang kurang dari 6mil, sehingga dapat secara akurat menghubungkan jalur-jalur halus dan menghemat ruang. Agar dapat mencapai koneksi antar lapisan, seringkali lubang ini harus ditumpuk secara berlapis-lapis, dan lubangnya umumnya perlu diisi dengan tembaga atau dilapisi secara elektrolitik; Blind Via, yaitu lubang yang membentang dari lapisan permukaan hingga lapisan internal tertentu dan hanya terlihat pada satu sisi saja. Pembuatannya menggunakan proses pengeboran bertahap, yang dapat secara efektif memperpendek jalur sinyal dan mengurangi gangguan antar lapisan; Buried Via, yaitu lubang yang sepenuhnya tersembunyi di dalam lapisan internal tanpa menembus lapisan permukaan. Pembuatannya memerlukan proses laminasi bertahap, sehingga dapat melepaskan ruang pengkabelan di permukaan sekaligus meningkatkan integritas bidang daya/ground di dalamnya; Staggered Via, yaitu susunan beberapa lubang microvia yang saling dipisahkan dan membentuk struktur interkoneksi bertingkat seperti tangga, cocok digunakan dalam situasi yang membutuhkan koneksi silang antar lapisan namun terbatas oleh ruang; Stacked Via, yaitu beberapa lapisan microvia ditumpuk secara vertikal membentuk struktur berbentuk kolom, untuk mencapai interkoneksi langsung antar lapisan, namun presisi pengeboran harus dikontrol secara ketat agar menjamin keandalan listrik. Kombinasi dan penerapan yang tepat dari berbagai jenis lubang ini dapat memenuhi kebutuhan desain PCB yang berkepadatan tinggi dan kinerja tinggi.

Untuk membuat pengkabelan lebih padat, HDI juga akan menggunakan teknologi VIP, yaitu langsung mengebor lubang mikro pada landasan (pads) dan menghubungkannya dengan garis tipis, sehingga memperlebar saluran pengkabelan dan mengatasi masalah kemacetan garis pada skenario berkepadatan tinggi. Berdasarkan hubungan posisi spasial antara landasan dan lubang, hal ini dapat dibagi lebih lanjut ke dalam beberapa jenis berikut:

• Tertanam: Tubuh lubang sepenuhnya berada dalam batas landasan, dan terdapat jarak jelas antara tepi lubang dan tepi landasan, menunjukkan keadaan sepenuhnya terbungkus;
  
• Sebagian tumpang tindih: Struktur lubang sebagian berada di area landasan dan sebagian lagi melebihi batas landasan, membentuk cakupan silang antara lubang dan tepi landasan;
  
• Eksentris: Lubang berada dalam jangkauan landasan secara keseluruhan, tetapi terdapat pergeseran antara pusat geometris lubang dan pusat landasan, menunjukkan distribusi yang tidak simetris.
  

Tata letak struktur lubang pada PCB HDI perlu memenuhi persyaratan interkoneksi kepadatan tinggi dan integritas sinyal. Selama proses produksi, diperlukan pengendalian presisi akurasi penjajaran antar lapisan (dalam rentang ±15μm) untuk mencapai rasio aspek rendah sebesar ≤1:3 agar memastikan transmisi sinyal yang stabil; lapisan inti menggunakan substrat yang lebih tebal, dan desain lubang terbenam dapat meningkatkan konektivitas listrik pada lapisan tengah sehingga lebih memenuhi kebutuhan aplikasi perangkat elektronik berkepadatan tinggi dan kinerja tinggi.

Karakteristik struktur multi-lapisan dan proses laminasi

PCB HDI menunjukkan karakteristik unik dalam proses stacking dan laminasi:

Meskipun menggunakan logika konstruksi berlapis seperti PCB konvensional, proses penumpukan dan laminasi dalam beberapa tahap diperlukan untuk mewujudkan desain interkoneksi kompleks dengan via buta dan via terkubur berlapis-lapis. Strukturnya berbasis lapisan inti tebal, dengan lapisan dielektrik tipis disusun secara simetris di kedua sisinya membentuk infrastruktur yang sesuai untuk kabel berkepadatan tinggi.

Proses manufaktur spesifiknya adalah: pertama mendefinisikan area konduktif dengan film resist negatif, dan menggunakan larutan besi klorida untuk menghilangkan bagian yang tidak diperlukan; lalu menggunakan larutan kimia untuk menghilangkan film resist sehingga memperlihatkan substrat yang akan diproses; proses pengeboran memilih metode mekanik, laser, atau kimia sesuai dengan kebutuhan densitas; selanjutnya interkoneksi sirkuit lapisan dalam diselesaikan melalui proses metalisasi; akhirnya, operasi penumpukan dan pelapisan diulang hingga struktur lapisan luar terbentuk, sehingga memenuhi kebutuhan interkoneksi presisi dalam skenario berdensitas tinggi.

Spesifikasi PCB HDI di LHD TECH

Keunggulan Unik HDI PCB

HDI PCB (high-density interconnect printed circuit board) telah menunjukkan keunggulan signifikan dalam tren miniaturisasi dan kinerja tinggi peralatan elektronik berkat desain dan prosesnya yang unik, yang terutama terlihat pada aspek-aspek berikut:

1. Kepadatan kabel ultra-tinggi, menghemat ruang

Melalui teknologi presisi, HDI dapat mewujudkan koneksi kabel massal dalam area terbatas. Dibandingkan dengan PCB tradisional, HDI dapat mengurangi volume hingga 30%-50% pada fungsi yang sama, sekaligus mengurangi berat peralatan, memberikan dasar ruang dan pengurangan berat bagi peralatan.

2. Menurunkan biaya keseluruhan sistem

Meskipun biaya produksi papan HDI relatif tinggi, dengan mengurangi jumlah komponen, mengoptimalkan pemanfaatan ruang, serta menyederhanakan proses perakitan, biaya desain dan produksi sistem secara keseluruhan dapat dikurangi secara signifikan, sehingga memberikan performa biaya jangka panjang yang lebih baik.

3. Meningkatkan fleksibilitas desain

Proses multi-lapis mendukung 6-12 lapisan atau bahkan lebih. Dikombinasikan dengan struktur seperti lubang bertingkat dan lubang bertumpuk, topologi sirkuit yang kompleks dapat direncanakan secara fleksibel.

4. Optimalkan kinerja sinyal dan kurangi gangguan

Jalur sinyal yang pendek dan lurus mengurangi induktansi dan kapasitansi parasit, secara efektif mengendalikan kebisingan, serta mengurangi keterlambatan dan kehilangan transmisi sinyal; struktur multi-lapis dapat memisahkan lapisan catu daya, ground, dan sinyal untuk mengurangi gangguan elektromagnetik (EMI).

5. Percepat siklus peluncuran produk

Menyesuaikan dengan proses pengembangan dan pengujian perangkat kompak yang cepat, integrasi tinggi dan fleksibilitas desainnya dapat memperpendek siklus dari prototipe hingga produksi massal, membantu produk merespons permintaan pasar lebih cepat.

Bidang aplikasi PCB HDI

Meskipun PCB berbasis aluminium memiliki banyak keunggulan, namun masih memiliki beberapa kelemahan:

1. Elektronik konsumen:

Perangkat portabel seperti smartphone, tablet, smart watch, dan produk seperti augmented reality (AR) dan virtual reality (VR) perlu mengintegrasikan komponen-komponen seperti layar beresolusi tinggi, sensor, prosesor, dan lainnya dalam ruang kecil. Kemampuan interkoneksi berkepadatan tinggi (HDI) dapat memenuhi kebutuhan desain kompak dan kinerja tinggi mereka;

2. Elektronik otomotif:

Sistem autopilot, sistem hiburan dalam kendaraan (infotainment), dan sebagainya perlu mewujudkan kabel listrik berkecepatan tinggi dari prosesor dan RAM berkecepatan tinggi dalam ruang terbatas kendaraan, memenuhi persyaratan rendahnya crosstalk, kompatibilitas tinggi, dan integritas sinyal, serta menyesuaikan diri dengan skenario interaksi data multi-sensor dan komputasi berkecepatan tinggi;

3. Peralatan komunikasi:

stasiun basis 5G, router, terminal komunikasi satelit, dan sebagainya, mengandalkan HDI untuk mengoptimalkan transmisi sinyal frekuensi tinggi, mengurangi keterlambatan dan gangguan, serta mendukung interaksi data berkecepatan tinggi;

4. Elektronik medis:

Monitor portabel, peralatan ultrasound, robot bedah minimal invasif, endoskopi kapsul, dan sebagainya memerlukan desain yang miniaturisasi dan kontrol sinyal presisi. HDI dapat menyeimbangkan volume dan performa sambil memenuhi standar keselamatan tinggi dan persyaratan akurasi operasional;

5. Dirgantara dan pertahanan:

Peralatan militer dan dirgantara seperti drone, muatan satelit, dan sistem radar mengintegrasikan komponen berdaya tinggi dan sensitivitas tinggi, serta memiliki persyaratan sangat ketat terhadap akurasi data, keandalan komunikasi, dan bobot ringan. Struktur HDI yang ringan dan teknologi interkoneksi andal dapat memenuhi persyaratan kinerja dalam kondisi ekstrem;

6. Kontrol industri:

Sistem kontrol mesin perkakas CNC presisi dan robot industri memerlukan pengkabelan berkepadatan tinggi untuk mendukung transmisi sinyal multi-sumbu sinkron. HDI dapat meningkatkan kecepatan respons dan stabilitas operasi peralatan.

Kesulitan dalam desain PCB HDI

Meskipun desain papan sirkuit HDI dapat memenuhi persyaratan kepadatan tinggi dan kinerja tinggi, ia juga menghadapi banyak masalah. tantangan teknis, yang terutama tercermin dalam aspek berikut:

• Komponen-komponen berukuran kecil dan berdekatan, yang meningkatkan kesulitan presisi dalam kabel dan perakitan;
  
• Area papan sirkuit yang tersedia sangat terbatas, yang menempatkan tuntutan ekstrim pada pemanfaatan ruang
• Kedua sisi papan harus menampung sejumlah besar komponen, yang lebih lanjut mengompres saluran kabel;
  
• Panjang kawat yang panjang dapat dengan mudah menyebabkan keterlambatan transmisi sinyal, mempengaruhi kinerja dalam skenario frekuensi tinggi;
  
• Perencanaan routing rumit, dan jumlah jaringan yang harus diproses sangat besar, yang membutuhkan keseimbangan antara kepadatan tinggi dan integritas sinyal.
  

Poin-poin utama untuk desain dan pembuatan HDI PCB

1. Adaptabilitas desain dan manufaktur, yang harus secara ketat mengikuti pedoman desain for manufacturability (DFM) untuk memastikan desain sesuai dengan kapasitas produksi;
2. Perencanaan jumlah lapisan, yang biasanya mengacu pada standar yang direkomendasikan oleh perangkat BGA, atau berdasarkan penilaian menyeluruh mengenai arah dan panjang jaringan silang, sehingga meletakkan dasar bagi desain selanjutnya;
3. Desain struktur lubang, distribusi lubang akan secara langsung mempengaruhi pengaturan ketebalan dan jumlah lapisan papan yang rasional, serta menjadi kunci dalam menghubungkan jalur setiap lapisan;
4. Keandalan perakitan dan adaptabilitas lingkungan, perlu memastikan bahwa papan sirkuit tidak akan patah selama penggunaan, serta mempertimbangkan ketahanan dan kestabilannya;
5. Kekuatan teknis dari produsen, di mana tingkat prosesnya secara langsung berkaitan dengan kemampuan produksi seluruh papan, kualitas pengkabelan, dan efek operasi akhir.

Untuk PCB interkoneksi berkepadatan tinggi, proses produksi, manufaktur, dan desainnya harus dilaksanakan secara ketat sesuai dengan serangkaian standar yang ditetapkan oleh IPC, termasuk IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104, dan IPC-6016.

Batasan manufaktur PCB HDI

Terdapat banyak perbedaan antara manufaktur PCB HDI dan PCB standar, keterbatasannya terutama tercermin dalam kompatibilitas bahan dan proses:

1. Substrat harus memenuhi persyaratan sifat listrik maupun mekanik, bahan dielektrik harus kompatibel dengan nilai TG tinggi, tahan panas, dan pengelasan logam, serta harus kompatibel dengan berbagai jenis lubang seperti microvia, via terkubur, dan via buta;
2. Adhesi dan stabilitas performa dari foil tembaga pada area seperti microvias dan buried vias harus dapat diandalkan;

Selain itu, material harus memiliki stabilitas termal yang baik untuk menahan dampak selama proses penyolderan atau siklus termal.

Standar terkait meliputi IPC-4101B dan IPC-4104A, mencakup material seperti lapisan dielektrik cair fotosensitif, lapisan dielektrik film kering, film poliimid, film termoset, foil tembaga berlapis resin, dan FR-4 standar.

Linghangda: Pabrik perdagangan internasional profesional dengan stabilitas selama 22 tahun

Dalam industri papan sirkuit HDI global yang sedang berkembang pesat, Tiongkok telah menjadi pusat manufaktur utama, dan banyak produsen berkualitas tinggi telah muncul. Di antaranya, Linghangda merupakan salah satu pemimpinnya. Dengan pengalaman yang dalam dan kekuatan inovatif, Linghangda telah menunjukkan keunggulan signifikan di berbagai aspek:

• Kontrol kualitas ketat:

  Dengan mengikuti sistem ISO9001, ISO13485, dan TS16949, produk memenuhi standar IPC-A-600 Class 2, dan untuk industri khusus dapat menyediakan standar Class 3/3A untuk memastikan operasi yang stabil dalam skenario kompleks.
  

• Teknologi dan peralatan terkini:

  Memperkenalkan peralatan canggih, menguasai proses presisi tinggi serta teknologi plugging seperti stacked blind vias dan VIPPO, kami mampu menangani pesanan HDI yang sulit dan mewujudkan transformasi berkualitas tinggi dari desain ke produk fisik.
  

• Pesanan fleksibel:

  Tidak ada minimum order quantity, mendukung pesanan mulai dari 1 buah, memenuhi kebutuhan proofing R&D perusahaan rintisan dan kebutuhan produksi percobaan perusahaan besar, serta membantu kerja sama jangka panjang.
  

• Layanan satu atap dan proses lengkap:

  Mencakup pengadaan bahan baku, desain, manufaktur, perakitan, pengemasan hingga pengiriman, menghemat waktu dan tenaga, serta membantu mengurangi biaya pelanggan.
  

• Sistem layanan yang sempurna:

  Tim penjualan yang komprehensif dengan insinyur profesional menyediakan layanan siklus penuh, dukungan purna jual permanen, masalah kualitas dapat diperbaiki atau diganti, serta menjamin kepentingan pelanggan sebagai prioritas utama.
  

• Sumber daya rantai pasok yang kuat:

  Membeli komponen berkualitas tinggi secara efisien, memperpendek waktu tunggu, mengandalkan keunggulan skala untuk mengurangi biaya, serta meningkatkan nilai ekonomis solusi.
  

• Kemampuan pengiriman cepat:

  Mengoptimalkan proses produksi dan penjadwalan sumber daya, mempromosikan proyek secara efisien, serta membantu pelanggan mempercepat peluncuran produk dan menangkap peluang pasar.