Hdi pcb

Hva er HDI PCB?

HDI PCB er en forkortelse for High-Density Interconnect Printed Circuit Board. Som navnet antyder, er dette en avansert PCB som er designet for å møte kravene til miniatyrisering og høy ytelse i elektroniske produkter. Høydensitets PCB er kjennetegnet ved fine ledninger og fin hullpitch. Sammenlignet med tradisjonell PCB, optimerer høydensitets PCB ledningsfordelingen ved å redusere ledninger, avskaffer tradisjonell gjennomgående boreprosess (Through Hole Via), benytter laserboring som mikro gjennomgående hull (Micro Via), blinde hull (Blind Via) og skjulte hull (Buried Via), samt lamineringsteknologi, for å oppnå en kretskapasitet som langt overskrider tradisjonell PCB. Dette gjør det mulig å plassere flere komponenter per flateenhet, å realisere mer komplekse kretsfunksjoner i et begrenset rom, og tillate elektroniske produkter å oppnå sterkere ytelse i en mindre volum, og dermed nøyaktig tilpasse seg tidenes behov for elektroniske produkter med tendens mot lettvint, intelligens og høy frekvens. Dermed blir det en nøkkelbærer som støtter gjennombrudd i nye felt som 5G, internett av ting (IoT) og kunstig intelligens.

Nøkkelfunksjoner for HDI-PCB

Med sitt unike design og prosess viser høydensitets interconnect pcb en rekke kjernefunksjoner som tilpasser seg behovet for høy tetthet og høy ytelse, hovedsakelig inkludert:

1. Høyere antall lag:

HDI-kretskort har vanligvis flere lag, vanligvis mer enn 4 lag. Dette skyldes at det er vanskelig å unngå linjekongest og signalstøy med bare noen få lag, så det er nødvendig å øke antall lag og distribuere ledningene og tilkoblingene til flere lag for en rasjonell planlegging. De fleste produkter vil velge et 6 til 12-lags design basert på funksjonens kompleksitet for å balansere ledningstettheten, funksjonell kompleksitet og kretsytelse i et begrenset rom.

2. Fin linjebredde og linjeavstand:

For å møte behovet for miniatyrisering av elektroniske enheter og oppnå høyere tetthet i kretsinTEGRASjon i et begrenset rom, må hdi-kort distribuere linjer effektivt. Hdi-kort kan oppnå 3-5 mil eller til og med mindre linjebredde og linjeavstand, mens kablingen på tradisjonelle kretskort vanligvis er på flere hundre mikron. Derfor kan minste prosessavvik under produksjon av hdi-kort føre til linjeforvrengning, kortslutning eller åpen krets, noe som er svært vanskelig å prosessere.

3. Bruk mikroviaer, blindeviaer og skjulte viaer:

Hullkonstruksjonen i HDI-kort er også svært fin. Hulltypene inkluderer: Microvia, som vanligvis har en hull diameter på mindre enn 6 mil, slik at den nøyaktig kan koble fine linjer og spare plass. For å oppnå forbindelser mellom flere lag, er det ofte nødvendig å stable dem lag for lag, og hullene må vanligvis fylles med kobber eller elektrolytisk belagt; Blindvias, som strekker seg fra ytterste lag til et bestemt indre lag og kun er synlig på den ene siden. Den oppnås gjennom en segmentert boringprosess, som effektivt forkorter signallengden og reduserer interferens mellom lagene; Buried Via, som er helt innebygd i det indre laget og ikke går gjennom ytterste lag. Den må produseres gjennom en flertrinns limingprosess, noe som frigjør plass til ledningsnett på overflaten og forbedrer integriteten til indre strøm-/jordplan; Staggered Via, som består av flere vekslevis plasserte mikrovias og danner en trappetrinsstruktur for tilkobling, egnet for scenarier hvor tverrforbindelser kreves, men plassen er begrenset; Stacked Via, hvor flere lag med mikrovias er stablet vertikalt og danner en søylestruktur, for å oppnå direkte tilkobling over flere lag, men boringens nøyaktighet må strengt kontrolleres for å sikre elektrisk pålitelighet. En hensiktsmessig kombinasjon og anvendelse av disse hulltypene kan møte kravene til konstruksjon av høy tetthet og høy ytelse PCB.

For å gjøre kablingen mer tetthet, vil HDI også bruke VIP-teknologi, det vil si å bore mikrohull direkte i polene og koble dem med tynne linjer, og dermed utvide kabelkanalen og løse problemet med linjekongest i høy tetthetsscenarier. Avhengig av den romlige posisjonen mellom polene og hullene, kan det deles inn i følgende typer:

• Innebygd: Hullkroppen er helt innenfor polens grense, og det er en tydelig avstand mellom hullet og polens kant, og viser en helt innpakket tilstand;
  
• Delvis overlappende: Hullstrukturen faller delvis inn i polområdet og delvis utenfor polens grense, og danner et tverrdekkende forhold mellom hullet og polens kant;
  
• Eksentrisk: Hullet er lokalisert innenfor hele polens område, men det er en forskyvning mellom hullets geometriske sentrum og polens sentrum, og viser en asymmetrisk distribusjon.
  

Hullstrukturdesignet til HDI-PCB må oppfylle kravene til høy tetthet i interkoblingen og signalintegritet. Under produksjon må det være nøyaktig kontroll av justeringen mellom lagene (innenfor ±15 μm) for å oppnå et lavt forholdstall på ≤1:3, slik at signalkvaliteten blir stabil. Kjernelayere bruker tykkere substrat, og skjult hull-design forbedrer elektrisk kontakt i mellomlagene, slik at kravene til elektroniske enheter med høy tetthet og høy ytelse blir bedre dekket.

Flerlagsstruktur og laminering

HDI-PCB har noen unike egenskaper i forhold til oppbygging og laminering:

Selv om den bruker lag-for-lag-konstruksjonslogikk som tradisjonell PCB, kreves det flere runder med stable- og laminasjonsprosesser for å oppnå komplekse interkonnekteringsdesign med flerlags blinde og skjulte gjennomganger. Strukturen er basert på et tykt kjerrelag, med tynne dielektriske lag symmetrisk plassert på begge sider for å danne en infrastruktur egnet for høytytet kabling.

Den spesifikke produksjonsprosessen er: først definere det ledende området med en negativ fotoresevfilm, og bruke jernklorid til å etske bort unødvendige deler; deretter bruke en kjemisk løsning til å fjerne fotoresevfilmen for å eksponere substratet som skal bearbeides; boring prosessen velger mekaniske, laser- eller kjemiske metoder i henhold til tetthetskrav; deretter fullføres interkoblingen av innerlagrets krets gjennom metalliseringsprosessen; til slutt gjentas stabling og belegging frem til ytterlagets struktur er dannet, slik at kravene til nøyaktig interkobling i høy tetthetssituasjoner blir oppfylt.

HDI PCB-spesifikasjon hos LHD TECH

Unike fordeler med HDI-PCB

HDI-PCB (høy tetthet interconnect printet kretskort) har vist betydelige fordeler i miniaturisering og høy ytelse for elektronisk utstyr med sitt unike design og prosess, noe som hovedsakelig kommer til uttrykk i følgende aspekter:

1. Ekstremt høy lednings tetthet, plassbesparelse

Gjennom presisjonsteknologi kan HDI oppnå massiv linjeforbindelse i et begrenset område. Sammenlignet med tradisjonell PCB kan den redusere volumet med 30–50 % under samme funksjon, samtidig som vekten på utstyret reduseres, noe som gir rom og lettvint grunnlag for utstyret.

2. Reduserer totale systemkostnader

Selv om produksjonskostnaden for HDI-kort er relativt høy, kan den ved å redusere antall komponenter, optimere plassutnyttelsen og forenkle monteringsprosessen betydelig redusere design- og produksjonskostnadene for hele systemet, og har bedre langsiktig kostnadseffektivitet.

3. Forbedrer designfleksibilitet

Den flerlagsprosessen støtter 6-12 lag eller til og med flere lag. Kombinert med strukturer som trinnhull og stablede hull, kan komplekse kretstopologier planlegges fleksibelt.

4. Optimaliser signalytelse og reduser interferens

Korte og rette signelveier reduserer parasittinduktans og kapasitans, kontrollerer støy effektivt og reduserer signalforsinkelse og tap; flerlagsstrukturen kan separere strømforsyning, jord og signallag for å redusere elektromagnetisk interferens (EMI).

5. Akselerer produktlanseringssyklusen

Tilpasset den rask utviklings- og testprosessen til kompakt utstyr, kan den høye integrasjonen og designfleksibiliteten forkorte syklusen fra prototype til masseproduksjon, og hjelpe produkter med å raskere møte markedsbehov.

Anvendelsesområder for HDI PCB

Selv om PCB med aluminiumsbase har mange fordeler, har de fortsatt noen ulemper:

1. Konsumentelektronikk:

Bærbare enheter som smartphones, nettbrett, smartklokker og produkter som forsterket realitet (AR) og virtuell realitet (VR) må integrere skjermer med høy oppløsning, sensorer, prosessorer og andre komponenter i et lite rom. HDIs høydensitets-interconnect-funksjonalitet kan møte kravene til deres kompakte design og høy ytelse;

2. Automotiv elektronikk:

Autopilot-systemer, infotainmentsystemer i kjøretøyer og lignende må oppnå hurtig kobling av høyhastighetsprosessorer og RAM i det begrensede rommet i kjøretøyet, oppfylle kravene til lav korsforstyrrelse, høy kompatibilitet og signalintegritet og tilpasse seg datautveksling mellom flere sensorer og scenarier med hurtig databehandling;

3. Kommunikasjonsutstyr:

5G-basestasjoner, rutere, satellittkommunikasjonsterminaler osv., er avhengige av HDI for å optimere overføring av høyfrekvente signaler, redusere forsinkelser og interferens og støtte datautveksling med høy båndbredde;

4. Medisinsk elektronikk:

Bærbare skjermer, ultralydutstyr, minimalt invasiv kirurgiroboter, kapselendoskoper osv. krever miniatyrisert design og nøyaktig signalstyring. HDI kan balansere volum og ytelse samtidig som det møter høye sikkerhetsstandarder og presisjonskrav;

5. Luftfart og forsvar:

Militært og luftfartsutstyr som droner, satellittlast, og radarsystemer integrerer høyeffekt- og høysensitive komponenter, og har ekstremt høye krav til dataøyaktighet, kommunikasjonspålitelighet og lettvikt. HDI's lettviktsstruktur og pålitelig interkoblingsteknologi kan møte ytelseskrav i ekstreme miljøer;

6. Industriell kontroll:

Styresystemene til presisjons-CNC-maskiner og industriroboter krever høytetthetskabling for å støtte signaloverføring for flerakskobling. HDI kan forbedre utstyrets responstid og driftsstabilitet.

Utfordringer i design av HDI-kretskort

Selv om designet av HDI-kretskort kan oppfylle kravene til høy tetthet og høy ytelse, står det også ovenfor flere tekniske utfordringer, noe som hovedsakelig kommer til uttrykk i følgende aspekter:

• Komponentene er små i størrelse og tett plassert, noe som øker vanskelighetsgraden for nøyaktighet i kabling og montering;
  
• Det tilgjengelige kretskortområdet er svært begrenset, noe som stiller ekstreme krav til plassutnyttelsen;
• Begge sidene av kortet må kunne romme et stort antall komponenter, noe som ytterligere reduserer kablingssjansene;
  
• Den lange kabelens lengde kan lett føre til forsinkelser i signalsendingen og påvirke ytelsen i høyfrekvente situasjoner;
  
• Rutetilplanleggingen er kompleks, og antallet nett som skal behandles er stort, noe som krever en balanse mellom høy tetthet og signallineære.
  

Nøkkelpunkter for design og produksjon av HDI-PCB

1. Tilpassingen av design og produksjon, som må følge retningslinjer for produksjonsvennlig design (DFM) nøye for å sikre at designet kan tilpasses produksjonskapasiteten;
2. Planlegging av antall lag, som vanligvis henviser til anbefalte standarder for BGA-komponenter, eller baseres på en helhetsvurdering av retning og lengde på korsnettene, og legger grunnlaget for senere design;
3. Design av hullstruktur, fordelingen av hullene vil direkte påvirke den rasjonelle innstillingen av tykkelsen og antall lag på platen, og er nøkkelen til å koble linjene i hvert lag;
4. Monteringspålitelighet og miljøtilpasningsevne, det må sikres at kretskortet ikke går i stykker under bruk, og varige og stabile egenskaper må tas hensyn til;
5. Produsentens tekniske styrke, hvis prosessnivå har direkte innvirkning på hele platenes produksjonsegenskaper, kvaliteten på elektrisk forbindelse og den endelige driftseffekten.

For høytythets PCB med mye interkobling, må produksjon, fremstilling og design følge en rekke standarder utarbeidet av IPC, inkludert IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 og IPC-6016.

Produksjonsbegrensninger for HDI-PCB

Det er mange forskjeller mellom produksjon av HDI-PCB og standard PCB, og begrensningene viser seg hovedsakelig i forhold til kompatibilitet mellom materialer og prosesser:

1. Substratet må oppfylle kravene til både elektriske og mekaniske egenskaper, og dielektrisk materiale må være kompatibelt med høye TG-verdier, varmesjokk og metallføyeteknikk, samt være kompatibelt med ulike hultyper som mikro gjennomgående hull, innvendige hull og blinde hull;
2. Haft- og ytelsesstabiliteten til kobberfolie i områder som mikrovias og skjulte vias må være pålitelig;

I tillegg må materialet ha god termisk stabilitet for å tåle påvirkning under lodding eller termisk syklus.

De relevante standardene er IPC-4101B og IPC-4104A, og omfatter materialer som fotofølsom væskedielektrisk lag, tørrfilm dielektrisk lag, polyimidfilm, herdebar film, harpiksovertrukket kobberfolie og standard FR-4.

Linghangda: En 22 år gammel stabil og profesjonell fabrikk for utenlandshandel

I den blomstrende globale HDI-kretskortindustrien har Kina blitt et nøkkelfabrikasjonsenter, og mange høykvalitetsprodusenter har dukket opp, der Linghangda er en ledende aktør. Med sin dyptgående erfaring og innovasjonskraft har Linghangda vist betydelige fordeler på mange områder:

• Streng kvalitetskontroll:

  I samsvar med ISO9001-, ISO13485- og TS16949-systemene er produktene i samsvar med IPC-A-600 Class 2-standard, og spesielle bransjer kan tilby Class 3/3A-standard for å sikre stabil drift i komplekse scenarier.
  

• Ny teknologi og utstyr:

  Ved å ta i bruk avansert utstyr og mestre høyteknologiske prosesser og pluggeteknologier som stakkblindevias og VIPPO, kan vi påta oss HDI-ordrer med høy vanskelighetsgrad og oppnå høykvalitets transformasjon fra design til fysiske objekter.
  

• Fleksible ordre:

  Ingen minimumsordremengde, støtte for 1 stk-ordre, tilpasset R&D-behovet til oppstartsvirksomheter og prøveproduksjonsbehovet til store selskaper, og bidra til langsiktig samarbeid.
  

• Helhetstjenester fra A til Å:

  Fra råvareinnkjøp, design, produksjon, montering, emballasje til forsendelse, sparer tid og krefter, og reduserer kostnader og tid for kundene.
  

• Perfekt tjenestesystem:

  Et omfattende salgsteam med profesjonell ingeniørkompetanse som tilbyr helhetlige tjenester, varig etter salg, kvalitetsproblemer kan omgjøres eller kompenseres, og kundens interesser er garantert først.
  

• Sterke leverandørkjederessurser:

  Effektiv innkjøp av høykvalitetskomponenter, forkorter ventetid, bygger på skalafordele for å redusere kostnader og forbedre løsningenes kostnadseffektivitet.
  

• Hurtig leveringsevne:

  Optimaliser produksjonsprosesser og ressursplanlegging, effektivt fremme av prosjekter, og hjelp kunder med raskt å få produktene ut på markedet og ta vare på muligheter.