Hdi pcb

Šta je HDI štampana ploča?

HDI štampana ploča je skraćenica za štampanu ploču sa visokom gustinom povezivanja. Kao što samo ime sugeriše, ovo je napredna štampana ploča dizajnirana da ispunjava zahteve za miniaturizacijom i visokim performansama elektronskih proizvoda. Štampane ploče visoke gustine karakterišu fine linije i fino korak između rupa. U poređenju sa tradicionalnim štampanim pločama, štampane ploče visoke gustine optimizuju gustinu povezivanja smanjenjem širine linija, odustaju od tradicionalnog procesa provrtanja kroz otvor (Through Hole Via), koriste tehnologiju laserskog bušenja poput mikro-otvora (Micro Via), slepih otvora (Blind Via) i skrivenih otvora (Buried Via), kao i laminiranje, čime postižu nivo integracije kola koji znatno prevazilazi mogućnosti tradicionalnih štampanih ploča. One mogu primiti više komponenti po jedinici površine, omogućavaju ostvarivanje složenijih funkcija kola u ograničenom prostoru i omogućavaju elektronskim uređajima da postignu jače performanse u manjoj zapremini, čime tačno ispunjavaju zahteve savremenog doba u kome elektronski proizvodi teže ka laganoj gradnji, inteligenciji i razvoju na visokim frekvencijama. Tako postaju ključni nosioci koji omogućavaju proboje u novim oblastima kao što su 5G, Internet stvari i veštačka inteligencija.

Кључне карактеристике ХДИ штампане плоче

Захваљујући јединственом дизајну и процесу, штампана плоча са високом густином конектора поседује низ основних карактеристика које одговарају захтевима високе густине и перформанси, углавном укључујући:

1. Већи број слојева:

ХДИ штампане плоче обично имају већи број слојева, најчешће више од 4 слоја. То је зато што је код само неколико слојева тешко избећи претерано гомилање линија и сметње сигнала, па је неопходно повећати број слојева и распоредити жицамање и конекције на више слојева ради разумног планирања. Већина производа ће изабрати дизајн са 6 до 12 слојева у складу са комплексношћу функције, како би се у ограниченим условима постигао баланс између густине жицамања, комплексности функција и електронских перформанси.

2. Танке линије и размак између линија:

Уколико бисте испунили захтеве за минијатуризацијом електронских уређаја и постигли интеграцију кола веће густине у ограниченим просторима, хди штампане плоче морају ефикасно распоредити линије. хди штампана плоча може постићи 3-5mil или чак мању ширину линије и размак између линија, док је размак између жица код традиционалних штампаних плоча обично неколико стотина микрона. Стога, при производњи хди штампаних плоча, свако мали процесни отстапање може узроковати деформацију линија, кратки спој или прекид кола, што је екстремно тешко за обраду.

3. Коришћење микровија, слепих и закопаних вија:

Kod HDI ploča, dizajn rupe je takođe veoma fin. Vrste rupa uključuju: Microvia, koja obično ima prečnik rupe manji od 6 mila, kako bi se tačno povezale fine linije i uštedela prostorija. Kako bi se postigli prečnici između više slojeva, često je potrebno ih složiti sloj po sloj, a rupe se obično moraju puniti bakrom ili galvanski prevući; Blind Via, koja se proteže od površinskog sloja do određenog unutrašnjeg sloja i vidljiva je samo sa jedne strane. Postiže se procesom bušenja u segmentima, čime se efikasno skraćuje put signala i smanjuje međuslojna interferencija; Buried Via, koja je potpuno ugrađena u unutrašnji sloj i ne prolazi kroz površinski sloj. Za njen proizvodnju potreban je višestepeni proces laminacije, što omogućava oslobađanje prostora za površinsko žičenje i pojačava integritet unutrašnjih snabdevačkih/uzemljenih slojeva; Staggered Via, sastavljena od više isprepletenih mikrorupa koje formiraju stepenastu strukturu povezivanja, prikladna za scenarije gde su potrebne veze između slojeva, ali je prostor ograničen; Stacked Via, kod koje se više slojeva mikrorupa vertikalno slažu u obliku stuba, kako bi se postigla direktna višeslojna povezanost, ali tačnost bušenja mora biti strogo kontrolisana kako bi se osigurala električna pouzdanost. Racionalna kombinacija i primena ovih vrsta rupa može zadovoljiti zahteve dizajna visokog stepena integracije i visokih performansi štampanih kola.

Kako bi se povećala gustina žica, HDI će koristiti i VIP tehnologiju, odnosno direktno bušenje mikrorupa na kontakt pločicama i povezivanje istih tankim žicama, čime se proširuje kanal za žice i rešava problem gužvi žica u scenarijima visoke gustine. U skladu sa prostornim odnosom između kontakt pločica i rupa, može se podeliti na sledeće vrste:

• Ugrađena: telo rupe se potpuno nalazi unutar granica kontakt pločice, pri čemu postoji jasno rastojanje između ivice rupe i ivice kontakt pločice, prikazujući stanje potpunog obuhvatanja;
  
• Delimično preklapanje: struktura rupe delimično pada u oblast kontakt pločice i delimično prelazi granicu kontakt pločice, formirajući preklop između ivice rupe i ivice kontakt pločice;
  
• Ekscentrična: rupa se u celini nalazi unutar opsega kontakt pločice, ali postoji odstupanje između geometrijskog centra rupe i centra kontakt pločice, prikazujući asimetričnu raspodelu.
  

Raspored rupa na HDI štampanim pločama mora da zadovolji zahteve za visokogustoćom poveznošću i integritetom signala. Tokom proizvodnje, neophodno je precizno kontrolisati tačnost poravnanja slojeva (unutar ±15μm) kako bi se postigao nizak odnos stranica ≤1:3, čime se osigurava stabilna prenosa signala; osnovni sloj koristi deblji supstrat, dok dizajn zakopanih rupa može poboljšati električnu povezanost srednjeg sloja, čime se bolje zadovoljavaju zahtevi primene visokogustinskih i visokoperformantnih elektronskih uređaja.

Višeslojna struktura i karakteristike procesa prešovanja

HDI štampana ploča ima posebne karakteristike u procesima stakovanja i prešovanja:

Иако користи логику израде слој по слој као традиционални ПЦБ, за постизање комплексних дизајна међусобних веза са вишекратним слепим и унутрашњим отворима потребно је неколико кругова слагања и ламинирања. Његова структура је заснована на дебелом основном слоју, са танким дијелектричним слојевима који су симетрично постављени са обе стране и формирају инфраструктуру погодну за високогушено жицарање.

Специфичан процес производње је: прво се негативном фоторезистном фолијом дефинише проводна површина, а затим се непотребни делови уклањају коришћењем хлорида гвожђа; затим се фоторезистна фолија уклања хемијским раствором како би се открио базни материјал који се обрађује; процес бушења бира механичке, ласерске или хемијске методе у складу са захтевима густине; затим се унутрашња веза кола завршава путем процеса металлизације; на крају, операције слагања и покривања се понављају све док се не формира спољашња структура, чиме се испуњавају захтеви прецизне везе у сценаријима високе густине.

HDI штампа спецификација у LHD TECH

Jedinstvene prednosti HDI štampanih ploča

HDI štampana ploča (štampana ploča sa visokom gustinom povezivanja) pokazala je značajne prednosti u trendu miniaturizacije i visokih performansi elektronske opreme zahvaljujući jedinstvenom dizajnu i procesu, što se ogleda u sledećim aspektima:

1. Ultra visoka gustina povezivanja, štednja prostora

Primenom precizne tehnologije, HDI može ostvariti masovne veze u ograničenom prostoru. U poređenju sa tradicionalnim štampanim pločama, može smanjiti zapreminu za 30%-50% uz istu funkcionalnost, istovremeno smanjujući težinu opreme, čime se postiže prostorni i lagani temelj za opremu.

2. Smanjenje ukupnih sistemskih troškova

Iako su troškovi proizvodnje HDI ploča relativno visoki, smanjenjem broja komponenti, optimizacijom iskorišćenosti prostora i pojednostavljenjem procesa montaže, mogu se značajno smanjiti troškovi projektovanja i proizvodnje celokupnog sistema, pri čemu je dugoročna isplativost bolja.

3. Побољшајте флексибилност дизајна

Процес са више слојева подржава 6-12 слојева или чак више слојева. У комбинацији са структурама као што су коракотворни отвори и слојевити отвори, комплексне топологије кола могу се флексибилно плански развијати.

4. Оптимизирајте перформансе сигнала и смањите интерференцију

Кратки и прави путеви сигнала смањују паразитну индуктивност и капацитивност, ефективно контролишу буку, смањују кашњење и губитак током преноса сигнала; вишеслојна структура може да одвоји слојеве напајања, масе и сигнала како би се смањило електромагнетно зрачење (EMI).

5. Убрзајте циклус лансирања производа

Прилагођавајући се брзом развоју и процесу тестирања компактних уређаја, његова висока интеграција и флексибилност дизајна могу скратити циклус од прототипа до масовне производње, чиме производи брже одговарају на захтеве тржишта.

Области примене ХДИ штампаних плоча

Иако алуминијумске штампане плоче имају много предности, оне и даље имају неке недостатке:

1. Potrošačka elektronika:

Портабилни уређаји као што су pametni telefoni, таблет рачунари, pametni часовници и производи као што су аугментирана реалност (AR) и виртуелна реалност (VR) морају да интегришу дисплеје високе резолуције, сензоре, процесоре и друге компоненте у малом простору. ХДИ-јев капацитет високе густине повезивања може да испуни захтеве њиховог компактног дизајна и високих перформанси;

2. Аутомобилска електроника:

Системи за аутоматско возење, системи забаве у возилима итд. морају да остваре брзе повезнице процесора високе брзине и RAM-а у ограниченој простори унутар возила, да испуне захтеве ниског крос-тачка, високе компатибилности и интегритета сигнала и да се прилагоде интеракцији података са више сензора и сценаријима брзог рачунања;

3. Телекомуникационе опреме:

5G базне станице, рутери, терминали за сателитску комуникацију итд., ослањају се на ХДИ да оптимизују пренос сигнала високе фреквенције, смање кашњења и интерференцију и да подрже интеракцију података са високим опсегом;

4. Медицинска електроника:

Портабилни монитори, ултразвучна опрема, хируршко-роботски системи за минимално инвазивне операције, капсулни ендоскопи итд. захтевају минијатуризован дизајн и прецизну контролу сигнала. ХДИ може да избалансира запремину и перформансе, истовремено испуњавајући високе стандарде безбедности и захтеве за радну прецизност;

5. Аерокосмичка и одбрамбена индустрија:

Војна и аерокосмичка опрема као што су дронови, теретни модули сателита и радарски системи интегришу компоненте високе снаге и високе осетљивости, и имају екстремно високе захтеве у погледу тачности података, поузданости комуникације и лаганости. Лагана структура ХДИ-а и поуздана технологија повезивања могу задовољити перформансе у екстремним условима;

6. Индустријско управљање:

Системи управљања прецизних CNC машинских алата и индустријских робота захтевају високо густо постављање жица како би подржали пренос сигнала код вишеосног повезивања. ХДИ може побољшати брзину одзива и радну стабилност опреме.

Тешкоће у пројектовању ХДИ кола

Иако дизајн ХДИ плоча може задовољити захтеве високе густине и високе перформансе, такође се суочава са вишеструким проблемима. техничке изазове, који се углавном одражавају у следећим аспектима:

• Компоненте су мале величине и густо постављене, што повећава тешкоће прецизности у жици и монтажу;
  
• Доступна површина плоча је изузетно ограничена, што поставља екстремне захтеве за коришћење простора
• Обе стране плоче морају да сместе велики број компоненти, што додатно компресира канале за жице;
  
• Дугачина жица може лако довести до кашњења преноса сигнала, што утиче на перформансе у високим фреквенцијским сценаријама;
  
• Планирање рутинга је комплексно, а број мрежа које треба обрадити је огроман, што захтева равнотежу између високе густине и интегритета сигнала.
  

Кључне тачке за пројектовање и производњу ХДИ ПЦБ

1. Prilagodljivost dizajna i proizvodnje, koja mora strogo da prati smernice za dizajn pogodan za proizvodnju (DFM), kako bi se osiguralo da dizajn odgovara kapacitetu proizvodnje;
2. Planiranje broja slojeva, koje se obično odnosi na preporučene standarde BGA uređaja, ili se zasniva na kompleksnoj oceni smera i dužine mreže, čime se postavlja temelj za kasniji dizajn;
3. Dizajn struktura rupa, raspored rupa direktno utiče na razumnu postavku debljine i broja slojeva ploče i ključno je za povezivanje linija svakog sloja;
4. Pouzdanost pri sklapanju i prilagodljivost okolini, neophodno je osigurati da se ploča neće prekinuti tokom upotrebe, uz uzimanje u obzir trajnost i stabilnost;
5. Tehnička snaga proizvođača, čiji nivo procesa je direktno povezan sa proizvodljivošću cele ploče, kvalitetom žicanja i konačnim radnim efektom.

Za PCB ploče sa visokom gustinom međusobnih veza, njihova proizvodnja, proizvodni proces i dizajn moraju strogo da prate niz standarda koje je definisala IPC organizacija, uključujući IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 i IPC-6016.

Proizvodna ograničenja HDI PCB ploča

Postoji mnogo razlika između proizvodnje HDI PCB ploča i standardnih PCB ploča, a njihova ograničenja se ogledaju prvenstveno u kompatibilnosti materijala i procesa:

1. Baza mora da ispunjava zahteve električnih i mehaničkih karakteristika, dielektrični materijal mora biti kompatibilan sa visokim TG vrednostima, otporan na toplotne šokove i zavarivanje metala, kao i kompatibilan sa različitim tipovima otvora poput mikro provrtina, skrivenih provrtina i slepih provrtina;
2. Prianjanje i stabilnost performansa bakarnog folija u oblastima kao što su mikro provrti i ugrađeni provrti moraju biti pouzdani;

Osim toga, materijal mora imati dobru termalnu stabilnost kako bi izdržao udarce tokom zavarivanja ili termičkog cikliranja.

Relevantni standardi su IPC-4101B i IPC-4104A, koji obuhvataju materijale poput fotootpornog tečnog dielektričnog sloja, suvog dielektričnog filma, poliimidne folije, termoreaktivne folije, bakra prekrivenog smolom i standardnog FR-4.

Linghangda: Stabilna fabrika stručnog vanrednog trgovinskog sektora sa 22 godine iskustva

U rastućoj globalnoj industriji HDI štampanih ploča, Kina je postala ključni centar proizvodnje, a pojavilo se i mnogo visokokvalitetnih proizvođača, među kojima je Linghangda lider. Zahvaljujući dubokom iskustvu i inovativnoj snazi, Linghangda je pokazala značajne prednosti u mnogim aspektima:

• Stroga kontrola kvaliteta:

  Proizvodi su u skladu sa standardima IPC-A-600 klase 2, a za posebne industrije možemo obezbediti klase 3/3A, u skladu sa sistemima ISO9001, ISO13485 i TS16949, čime se osigurava stabilan rad u kompleksnim situacijama.
  

• Pionirska tehnologija i oprema:

  Uvođenjem napredne opreme, savladavanjem procesa visoke preciznosti i tehnologija za lemljenje poput slojevitih slepih povezivajućih otvora i VIPPO-a, možemo preuzeti naročito složene HDI narudžbine i ostvariti kvalitetnu transformaciju od dizajna do fizičkog proizvoda.
  

• Fleksibilne narudžbine:

  Bez minimalne količine narudžbine, podrška za narudžbu i jedne komade, prilagođavanje potrebama istraživanja i razvoja početničkih preduzeća i potrebama probne proizvodnje velikih preduzeća, pomažući dugoročnoj saradnji.
  

• Jedinstvena usluga punog ciklusa:

  Obuhvata nabavku materijala, dizajn, proizvodnju, sklapanje, pakovanje i isporuku, čime se uštedi vreme i trud, a time i novac kupca.
  

• Savršen sistem usluga:

  Савремену продажну екипу са професионалним инжењерством која пружа услуге у целом циклусу, стална сервисна подршка, квалитет проблема се могу дорадити или надокнадити, а интересе купаца су гарантоване прво.
  

• Јаке ресурсе снабдевања:

  Ефикасно набављање квалитетних компонената, скраћивање времена чекања, ослонити се на предности размера како би се смањили трошкови и побољшала ефикасност решења.
  

• Брза испоручна способност:

  Оптимизирајте производне процесе и распоређивање ресурса, ефикасно промовиши пројекте и помогни купцима да брзо доведу производе на тржиште и заузму прилике.