Hdi pcb

Apa itu PCB HDI?

PCB HDI ialah kependekan bagi Papan Litar Bercetak Sambungan Ketumpatan Tinggi (High-Density Interconnect Printed Circuit Board). Seperti namanya, ini adalah papan litar peringkat tinggi yang direka untuk memenuhi keperluan peminian dan prestasi tinggi dalam produk elektronik. PCB ketumpatan tinggi dicirikan oleh garisan halus dan jarak lubang yang kecil. Berbanding PCB tradisional, PCB ketumpatan tinggi mengoptimumkan kepadatan pendawaian dengan mengurangkan garisan, meninggalkan proses lubang telus (Through Hole Via) tradisional, serta menggunakan teknologi seperti lubang mikro (Micro Via), lubang buta (Blind Via), lubang terkubur (Buried Via) yang diterapkan melalui pengeboran laser, dan teknologi laminasi, untuk mencapai integrasi litar yang jauh lebih tinggi berbanding PCB tradisional. Ini membolehkan PCB HDI memuatkan lebih banyak komponen setiap unit luas, merealisasikan fungsi litar yang lebih kompleks dalam ruang yang terhad, serta membolehkan produk elektronik memiliki prestasi yang lebih tinggi dalam saiz yang lebih kecil. Dengan itu, PCB HDI sesuai secara tepat dengan era perkembangan produk elektronik ke arah menjadi lebih ringan, pintar, dan berkekerapan tinggi, serta menjadi medium utama yang menyokong kejayaan dalam bidang-bidang baharu seperti 5G, Internet Perkakasan (Internet of Things), dan kecerdasan buatan.

Ciri-ciri Utama PCB HDI

Dengan rekabentuk dan proses yang unik, PCB sambungan kepadatan tinggi menunjukkan siri ciri-ciri utama yang menepati keperluan kepadatan dan prestasi tinggi, terutamanya merangkumi:

1. Bilangan lapisan yang lebih tinggi:

Papan litar HDI biasanya mempunyai bilangan lapisan yang lebih tinggi, kebiasaannya lebih daripada 4 lapisan. Ini disebabkan oleh kesukaran mengelakkan kesesakan talian dan gangguan isyarat dengan hanya menggunakan beberapa lapisan sahaja, maka bilangan lapisan perlu ditingkatkan dan pengedaran pendawaian serta sambungan perlu diagihkan ke pelbagai lapisan untuk perancangan yang munasabah. Kebanyakan produk akan memilih rekabentuk 6 hingga 12 lapisan berdasarkan kompleksiti fungsinya untuk menyeimbangkan kepadatan pendawaian, kompleksiti fungsi dan prestasi litar dalam ruang yang terhad.

2. Lebar dan jarak talian yang halus:

Bagi memenuhi keperluan pengecilan peranti elektronik dan mencapai pengamiran litar berkepadatan tinggi dalam ruang yang terhad, papan litar HDI mesti mengagihkan talian secara berkesan. Papan litar HDI boleh mencapai lebar talian dan jarak talian sekecil 3-5 mil atau lebih kecil lagi, manakala jarak pengekabutan papan litar tradisional biasanya beberapa ratus mikron. Oleh itu, semasa pengeluaran papan litar bercetak HDI, sebarang sisihan proses yang kecil boleh menyebabkan penyimpangan talian, litar pintas atau litar terbuka, yang sangat sukar untuk diproses.

3. Menggunakan microvias, vias buta dan vias terkubur:

Reka bentuk lubang pada papan HDI juga sangat halus. Jenis-jenis lubang termasuk: Microvia, yang biasanya mempunyai diameter lubang kurang daripada 6mil, untuk menyambungkan garisan halus dengan tepat dan menjimatkan ruang. Untuk mencapai sambungan antara pelbagai lapisan, biasanya lubang-lubang ini perlu disusun secara bertindih lapis demi lapis, dan lubang-lubang tersebut biasanya perlu diisi dengan kuprum atau dilapisi secara elektrolisis; Blind Via, yang bermula dari lapisan permukaan hingga ke lapisan dalaman tertentu dan hanya kelihatan pada satu sisi sahaja. Ia dihasilkan melalui proses pengeboran berperingkat, yang berkesan memendekkan laluan isyarat dan mengurangkan gangguan antara lapisan; Buried Via, yang sepenuhnya ditanamkan di dalam lapisan dalaman dan tidak menembusi lapisan permukaan. Ia perlu dikeluarkan melalui proses laminasi berperingkat, yang boleh melepaskan ruang pendawaian permukaan serta meningkatkan integriti papan kuasa/tanah dalaman; Staggered Via, yang terdiri daripada beberapa microvia yang disusun secara berzig-zag untuk membentuk struktur interkoneksi tangga, sesuai digunakan dalam situasi di mana sambungan silang lapisan diperlukan tetapi ruang adalah terhad; Stacked Via, di mana beberapa lapisan microvia disusun secara menegak untuk membentuk struktur berbentuk tiang, untuk mencapai interkoneksi langsung pelbagai lapisan, tetapi kepersisan pengeboran perlu dikawal dengan ketat bagi memastikan kebolehpercayaan elektrik. Gabungan dan aplikasi yang munasabah bagi jenis-jenis lubang ini boleh memenuhi keperluan reka bentuk PCB berkepadatan tinggi dan prestasi tinggi.

Bagi membolehkan pendawaian lebih padat, HDI juga akan menggunakan teknologi VIP, iaitu dengan terus menggerudi mikro lubang pada tompok dan menyambungkannya dengan garisan halus, seterusnya melebarkan saluran pendawaian dan menyelesaikan masalah kepadatan garisan dalam situasi kepadatan tinggi. Mengikut hubungan kedudukan ruang antara tompok dan lubang, ia boleh dibahagikan kepada jenis-jenis berikut:

• Tertanam: Badan lubang berada sepenuhnya di dalam sempadan tompok, dan terdapat jarak jelas antara tepi lubang dan tepi tompok, menunjukkan keadaan sepenuhnya dibungkus;
  
• Sebahagian bertindih: Struktur lubang sebahagiannya berada dalam kawasan tompok dan sebahagiannya melebihi sempadan tompok, membentuk selindung-silang antara lubang dan tepi tompok;
  
• Eksentrik: Lubang berada dalam julat tompok secara keseluruhannya, tetapi terdapat anjakan antara pusat geometri lubang dan pusat tompok, menunjukkan taburan yang tidak simetri.
  

Susunan struktur lubang pada PCB HDI perlu memenuhi keperluan sambungan berketumpatan tinggi dan integriti isyarat. Semasa pengeluaran, adalah perlu untuk mengawal ketepatan penjajaran antara lapisan dengan tepat (dalam lingkungan ±15μm) bagi mencapai nisbah aspek yang rendah iaitu ≤1:3 untuk memastikan penghantaran isyarat yang stabil; lapisan teras menggunakan substrat yang lebih tebal, dan rekabentuk lubang tertanam boleh meningkatkan kekonduktanan elektrik pada lapisan tengah supaya dapat memenuhi keperluan aplikasi peranti elektronik berketumpatan tinggi dan berprestasi tinggi.

Ciri struktur berbilang lapisan dan proses laminasi

PCB HDI menunjukkan ciri-ciri unik dalam proses penindanan dan laminasi:

Walaupun ia menggunakan logik pembinaan lapisan demi lapisan seperti PCB tradisional, beberapa pusingan proses penindanan dan pengelupasan diperlukan untuk mencapai reka bentuk interkoneksi kompleks melalui vias buta dan vias tersembunyi berbilang lapisan. Strukturnya berpaksikan lapisan teras yang tebal, dengan lapisan dielektrik yang nipis disusun secara simetri di kedua-dua belah permukaan bagi membentuk infrastruktur yang sesuai untuk pendawaian berketumpatan tinggi.

Proses pembuatan khususnya adalah: pertama menakrifkan kawasan konduktif dengan menggunakan filem photoresist negatif, dan menggunakan ferik klorida untuk menghakis bahagian yang tidak diperlukan; kemudian menggunakan larutan kimia untuk mengalihkan filem photoresist bagi mendedahkan substrat yang akan diproses; proses pengeboran memilih kaedah mekanikal, laser atau kimia mengikut keperluan ketumpatan; seterusnya, interkoneksian litar lapisan dalaman disiapkan melalui proses metalisasi; akhirnya, operasi penindanan dan penyaduran diulangi sehingga struktur lapisan luar terbentuk, supaya memenuhi keperluan interkoneksian yang tepat dalam situasi berketumpatan tinggi.

Spesifikasi PCB HDI di LHD TECH

Kelebihan Unik PCB HDI

PCB HDI (high-density interconnect printed circuit board) telah menunjukkan kelebihan yang ketara dalam trend pengecilan dan prestasi tinggi peralatan elektronik dengan rekabentuk dan proses uniknya, yang utamanya terdapat pada aspek-aspek berikut:

1. Ketumpatan pendawaian ultra-tinggi, menjimatkan ruang

Melalui teknologi persis, HDI mampu mencapai sambungan talian yang banyak dalam kawasan terhad. Berbanding PCB tradisional, HDI boleh mengurangkan isipadu sebanyak 30%-50% di bawah fungsi yang sama, sambil mengurangkan berat peralatan, menyediakan asas ruang dan pengurangan berat untuk peralatan tersebut.

2. Kurangkan keseluruhan kos sistem

Walaupun kos pengeluaran papan HDI agak tinggi, dengan mengurangkan bilangan komponen, mengoptimumkan penggunaan ruang dan menyederhanakan proses pemasangan, kos rekabentuk dan pengeluaran keseluruhan sistem boleh dikurangkan secara ketara, manakala prestasi jangka panjangnya lebih baik.

3. Tingkatkan fleksibiliti rekabentuk

Proses berbilang lapisan menyokong 6-12 lapisan atau lebih. Apabila digabungkan dengan struktur seperti lubang bertingkat dan lubang bertindih, topologi litar yang kompleks boleh dirancang secara fleksibel.

4. Mengoptimumkan prestasi isyarat dan mengurangkan gangguan

Laluan isyarat yang pendek dan lurus mengurangkan induktans parasit dan kapasitans, mengawal bising secara berkesan, serta mengurangkan kelewatan dan kehilangan penghantaran isyarat; struktur berbilang lapisan boleh memisahkan lapisan kuasa, bumi, dan isyarat untuk mengurangkan gangguan elektromagnet (EMI).

5. Mempercepatkan kitaran pelancaran produk

Menyesuaikan dengan proses pembangunan dan pengujian pesat bagi peralatan padat, integrasi tinggi dan fleksibiliti reka bentuknya boleh memendekkan kitaran dari prototaip ke pengeluaran secara besar-besaran, membantu produk menangani keperluan pasaran dengan lebih cepat.

Bidang aplikasi PCB HDI

Walaupun PCB berbasis aluminium mempunyai banyak kelebihan, ia masih mempunyai beberapa kekurangan:

1. Elektronik pengguna:

Peranti mudah alih seperti telefon pintar, tablet, jam tangan pintar, dan produk seperti realiti tambahan (AR) dan realiti maya (VR) perlu menggabungkan paparan beresolusi tinggi, sensor, pemproses dan komponen lain dalam ruang kecil. Keupayaan sambungan berketumpatan tinggi (HDI) dapat memenuhi reka bentuk padat dan keperluan prestasi tinggi mereka;

2. Elektronik kenderaan:

Sistem pemandu autopilot, sistem hiburan dalam kenderaan dan lain-lain perlu mencapai pendawaian kelajuan tinggi untuk pemproses kelajuan tinggi dan RAM dalam ruang terhad di dalam kenderaan, memenuhi keperluan rendah gangguan silang, keserasian tinggi dan integriti isyarat, serta menyesuaikan diri dengan situasi interaksi data berbilang sensor dan pengiraan kelajuan tinggi;

3. Peralatan komunikasi:

stesen pangkalan 5G, penghala (router), terminal komunikasi satelit dan lain-lain bergantung kepada HDI untuk mengoptimumkan penghantaran isyarat frekuensi tinggi, mengurangkan kelewatan dan gangguan, serta menyokong interaksi data berlebar jalur tinggi;

4. Elektronik perubatan:

Paparan mudah alih, peralatan ultrasound, robot pembedahan kurang invasif, endoskop kapsul dan sebagainya memerlukan reka bentuk berkurang dan kawalan isyarat yang tepat. HDI boleh menyeimbangkan isipadu dan prestasi sambil memenuhi piawaian keselamatan tinggi dan keperluan ketepatan operasi;

5. Aeroangkasa dan pertahanan:

Peralatan ketenteraan dan aeroangkasa seperti dron, muatan satelit, dan sistem radar menggabungkan komponen berkuasa tinggi dan berkemampuan sensitif tinggi, serta mempunyai keperluan yang sangat tinggi terhadap ketepatan data, kebolehpercayaan komunikasi, dan pengurangan berat. Struktur HDI yang ringan dan teknologi interkoneksinya yang boleh dipercayai boleh memenuhi keperluan prestasi dalam persekitaran yang melampau;

6. Kawalan industri:

Sistem kawalan alat mesin CNC dan robot industri memerlukan pendawaian berketumpatan tinggi untuk menyokong penghantaran isyarat paksi berbilang. HDI boleh meningkatkan kelajuan tindak balas dan kestabilan operasi peralatan.

Kesukaran dalam reka bentuk papan litar HDI

Walaupun reka bentuk papan litar HDI boleh memenuhi keperluan ketumpatan tinggi dan prestasi tinggi, ia juga berdepan dengan pelbagai cabaran teknikal, yang utamanya tercermin dalam aspek-aspek berikut:

• Komponen-komponennya kecil dan disusun rapat, meningkatkan kesukaran kepersisan dalam pendawaian dan pemasangan;
  
• Keluarasan papan litar yang tersedia sangat terhad, menjadikan tuntutan penggunaan ruang sangat ketat;
• Kedua-dua belah papan perlu memuatkan banyak komponen, seterusnya memampatkan saluran pendawaian;
  
• Panjang wayar yang melebihi had boleh menyebabkan kelewatan transmisi isyarat, menjejaskan prestasi dalam situasi frekuensi tinggi;
  
• Perancangan laluan pendawaian adalah kompleks, dan bilangan rangkaian yang perlu diproses adalah besar, memerlukan keseimbangan antara kepadatan tinggi dan integriti isyarat.
  

Perkara utama dalam reka bentuk dan pengeluaran PCB HDI

1. Kebolehsuaian reka bentuk dan pembuatan, yang mesti mematuhi garis panduan reka bentuk untuk kebolehhasilan (DFM) bagi memastikan reka bentuk selari dengan kapasiti pengeluaran;
2. Perancangan bilangan lapisan, yang biasanya merujuk kepada piawaian yang disyorkan oleh peranti BGA, atau berdasarkan penilaian menyeluruh arah dan panjang talian, meletakkan asas bagi reka bentuk seterusnya;
3. Reka bentuk struktur lubang, taburan lubang akan secara langsung mempengaruhi tetapan ketebalan dan bilangan lapisan papan yang munasabah, serta menjadi kunci untuk menyambungkan talian setiap lapisan;
4. Kebolehpercayaan pemasangan dan kebolehsuaian persekitaran, perlu memastikan papan litar tidak akan putus semasa digunakan, serta mengambil kira ketahanan dan kestabilan;
5. Kekuatan teknikal pengeluar yang tahap prosesnya secara langsung berkaitan dengan kebolehpasangan seluruh papan, kualiti pendawaian dan kesan operasi akhir.

Bagi PCB sambungan berkepadatan tinggi, pengeluaran, pembuatan dan reka bentuknya perlu dilaksanakan secara ketat mengikut siri piawaian yang ditetapkan oleh IPC, termasuk IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 dan IPC-6016.

Had pembuatan PCB HDI

Terdapat banyak perbezaan antara pembuatan PCB HDI dengan PCB piawai, dan hadnya terutamanya terletak pada keserasian bahan dan proses:

1. Substrat mesti memenuhi keperluan dari segi sifat elektrik dan mekanik, bahan dielektrik mesti sesuai dengan nilai TG tinggi, hentaman haba dan penyolderan logam, serta mesti serasi dengan pelbagai jenis lubang seperti microvias, vias terbenam, dan vias buta;
2. Kekuatan lekatan dan kestabilan prestasi gentian kuprum dalam kawasan seperti microvias dan buried vias mesti boleh diharap;

Selain itu, bahan tersebut mesti mempunyai kestabilan haba yang baik untuk menahan hentaman semasa penyolderan atau kitaran haba.

Standard berkaitan termasuk IPC-4101B dan IPC-4104A, yang melibatkan bahan seperti lapisan dielektrik cecair peka cahaya, lapisan dielektrik filem kering, filem poliimid, filem termoset, gentian kuprum berlapis resin, dan FR-4 piawai.

Linghangda: Kilang perdagangan asing profesional dengan 22 tahun pengalaman stabil

Dalam industri global papan litar HDI yang berkembang pesat, China telah menjadi pusat pengeluaran utama, dan ramai pengeluar berkualiti tinggi telah muncul, di mana Linghangda merupakan salah satu pemimpin. Dengan pengumpulan mendalam dan kekuatan inovatifnya, Linghangda telah menunjukkan kelebihan yang ketara dalam banyak aspek:

• Kawalan kualiti yang ketat:

  Mengikut sistem ISO9001, ISO13485, dan TS16949, produk mematuhi piawaian IPC-A-600 Kelas 2, dan industri khusus boleh menyediakan piawaian Kelas 3/3A untuk memastikan operasi yang stabil dalam situasi kompleks.
  

• Teknologi dan peralatan terkini:

  Memperkenalkan peralatan terkini, menguasai proses kepersisan tinggi dan teknologi pematerian seperti stacked blind vias dan VIPPO, kami boleh menjalankan pesanan HDI yang sukar dan mencapai transformasi berkualiti tinggi dari reka bentuk ke objek fizikal.
  

• Pesanan fleksibel:

  Tiada kuantiti pesanan minimum, menyokong pesanan 1 unit, memenuhi keperluan pengesahan R&D bagi syarikat permulaan dan keperluan percubaan pengeluaran bagi syarikat besar, serta membantu kerjasama jangka panjang.
  

• Perkhidmatan satu henti untuk keseluruhan proses:

  Merangkumi pembelian bahan mentah, reka bentuk, pembuatan, pemasangan, pembungkusan sehingga penghantaran, menjimatkan masa dan tenaga, serta menjimatkan masa dan kos pelanggan.
  

• Sistem perkhidmatan yang sempurna:

  Sebuah pasukan jualan yang lengkap dengan kejuruteraan profesional menyediakan perkhidmatan kitaran sepenuhnya, sokongan selepas jualan yang kekal, masalah kualiti boleh diubahsuai atau diberi pampasan, dan kepentingan pelanggan dijamin terlebih dahulu.
  

• Sumber rantaian bekalan yang kuat:

  Membeli komponen berkualiti tinggi secara cekap, memendekkan masa menunggu, bergantung kepada kelebihan skala untuk mengurangkan kos, serta meningkatkan keberkesanan kos penyelesaian.
  

• Keupayaan penghantaran yang cepat:

  Mengoptimumkan proses pengeluaran dan penjadualan sumber, mempromosikan projek secara cekap, serta membantu pelanggan mempercepatkan pelancaran produk dan meraih peluang.