HDI PCB — bu High-Density Interconnect Printed Circuit Board (yuqori zichlikdagi interkonektiv bosma platasi) ning qisqartmasi. O'z nomidan kelib chiqib, bu elektron mahsulotlarning maydalanish va yuqori samarali ishlash talablari talablarini qondirish uchun mo'ljallangan ilg'or PCB hisoblanadi. Yuqori zichlikdagi PCB xususiyatlari o'tkazgichlarning nozik chiziqlari va nozik teshiklarning o'lchami bilan tavsiflanadi. An'anaviy PCB bilan solishtirganda, yuqori zichlikdagi PCB o'tkazgichlarni kamaytirish orqali sifatli o'tkazgich zichligini optimallashtiradi, an'anaviy o'tish teshiklari (Through Hole Via) texnologiyasidan voz kechadi, mikrovias (Micro Via), noma'lum o'tishlar (Blind Via) va ko'milgan o'tishlar (Buried Via) kabi o'tishlar, hamda laminatsiya texnologiyasini qo'llaydi. Bu esa an'anaviy PCB bilan taqqoslanmaganda elektr zanjirlarining integratsiyasini ancha yaxshilaydi, har bir birlam yuzada ko'proq komponentlarni joylashtirish imkonini beradi, cheklangan fazoda yanada murakkab elektr zanjirlarini amalga oshirishga imkon beradi hamda elektron qurilmalarga kichikroq hajmda yanada kuchliroq ishlash imkonini beradi. Shu tufayli elektron qurilmalar yengil, aqlli va yuqori chastotali rivojlanish davri talablari bilan moslashishga yordam beradi hamda 5G, Internet of Things (IoT) va sun'iy intellekt kabi yangi sohalarda yutuqlarga erishish uchun asosiy tashuvchi bo'lib xizmat qiladi.
O'ziga xos dizayn va jarayoni bilan yuqori zichlikdagi interkonektiv PCB yuqori zichlik va yuqori ishlashga mos keluvchi bir qator asosiy xususiyatlarga ega, asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi:
HDI elektr chizmali platasi, qoida tariqasida, 4 qavatdan ortiq bo'lgan qavatlarning katta soniga ega. Sababi, faqatgina bir nechta qavatlarda simlarning zichligi va signallarning o'zaro ta'siri qilishini oldini olish qiyin, shu sababli qavatlarning sonini oshirish va ulanishlarni hamda simlarni bir nechta qavatlarga tarqatish orqali ularni mantiqiy rejalashtirish kerak. Ko'pincha mahsulotlar funksional murakkablik darajasiga qarab 6-12 qavatli dizaynni tanlaydi, cheklangan fazoda simlarning zichligi, funksional murakkablik va elektr chizma ishlashini muvozanatlash uchun.
Elektron qurilmalarning kichrayish ehtiyojlarini qondirish va cheklangan fazoda yuqori zichlikdagi elektr chizmalarini integratsiya qilish uchun HDI keng tarqoq plata chiziqlarini samarali taqsimlashi kerak. HDI keng tarqoq plata 3-5 mil yoki hatto kichikroq chiziq kengligi va chiziq oraliqlarini amalga oshirishi mumkin, odatdagi elektr platadagi chiziq oraliqlari esa odatda yuzlab mikronni tashkil qiladi. Shu sababli, HDI bosma elektr platasi ishlab chiqarishda har qanday kichik nuqsonlar chiziqning deformatsiyasiga, qisqa tutashish yoki ochiq chiziqqa olib keladi, bu qayta ishlash uchun juda qiyin.
HDI platadagi teshik loyihasi ham juda nozik bo'ladi. Teshik turlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: Mikrovia, uning diametri, odatda, 6mil dan kam bo'lib, nozik liniyalarni aniq ulash va joyni tejash uchun xizmat qiladi. Bir nechta qatlamlar orasidagi ulanishlarni amalga oshirish uchun ularni qatlamlab qo'yish kerak bo'ladi va teshiklarni odatda mis yoki galvanoplastikali to'ldirish kerak; Noyob Via, sirt qavatidan maxsus ichki qavatgacha cho'ziladi va faqat bir tomonda ko'rinadi. U bo'limli teshik tekshirish jarayoni orqali amalga oshiriladi, bu esa samarali ravishda signallar yo'lini qisqartiradi va qatlamlararo to'siqni kamaytiradi; O'tkazilgan Via, butunlay ichki qavatga singkazilgan va sirt qavatni o'tkazmaydi. Uni ishlab chiqarish uchun ko'p bosqichli laminatsiya jarayonidan foydalanish kerak bo'ladi, bu sirt sim tiki joyini bo'shatadi va ichki quvvat/yer tekisligining butunligini oshiradi; Cheksiz Via, bir nechta cheksiz mikrovialardan tashkil topgan va pog'onali ulanish strukturasi hosil qiluvchi teshiklar, xuddi shu qatlamlar orasidagi ulanishlarni amalga oshirish, lekin cheklangan joyda kerak bo'ladigan vaziyatlarda qo'llaniladi; Qatlamli Via, bir nechta mikroviya qatlamlarini vertikal qilib ustma-ust qo'yish orqali ustunsimon strukturani hosil qiladi, ko'p qavatli to'g'ridan-to'g'ri ulanishni amalga oshirish uchun, lekin teshik aniqligini qat'iy nazorat qilish kerak bo'ladi, elektr ishonchliligini ta'minlash uchun. Mazkur teshik turlarining maqbul kombinatsiyasi va qo'llanilishining yuqori zichlikli va yuqori samarali PCB larni loyihalash talablari qondiradi.
Simlarni zichroq qilish uchun HDI VIP texnologiyasidan ham foydalanadi, ya'ni shikastlarni to'g'ridan-to'g'ri parda ichiga uradi va ularni yupqa chiziqlar bilan bog'laydi, shu bilan birga sim kanalini kengaytiradi va yuqori zichlikdagi vaziyatlarda simlarning gavflanish muammosini hal qiladi. Pardalar va teshiklar o'rtasidagi fazoviy vaziyatga qarab, quyidagi turlarga bo'linadi:
HDI PCB ning teshikli tuzilishining joylashuvi yuqori zichlikli ulanish va signallarni saqlash talablari talablarini qondirishi kerak. Ishlab chiqarish jarayonida qatlamlararo aniqlikni (±15μm ichida) aniq nazorat qilish kerak, shunda tomonlilik nisbati ≤1:3 bo'ladi va signallarni barqaror uzatish kafolatlanadi; asosiy qatlamlar qalinroq substratdan foydalanadi, shuningdek, ko'milgan teshiklarning loyihasi o'rta qavatning elektr bog'liqligini oshiradi, bu yuqori zichlikli, yuqori samarali elektron qurilmalarning ishlatilishiga yanada mos keladi.
HDI PCB lenta va laminatsiya jarayonida o'ziga xos xususiyatlarga ega:
Uning tuzilishi qalin yadroni asos sifatida qabul qiladi va uning ikkala tomoniga simmetrik ravishda ingichka dielektrik qatlamlar joylashtiriladi, bu yuqori zichlikli sim tashish uchun mos infratuzilma hosil qiladi. Oddiy PCB kabi qatlamlar bo'yicha qurilish mantiqidan foydalansada, ko'p qavatli noaniq va tashqi chiqishlarning murakkab o'zaro bog'lanish loyihasini amalga oshirish uchun bir nechta qavatni qimmat qilish va laminatsiya jarayonlarini takrorlash talab qilinadi.
Maxsus ishlab chiqarish jarayoni quyidagicha: avval manfiy fotorazdvigichli plenka yordamida o'tkazuvchan sohani aniqlang va keraksiz qismlarni etch qilish uchun temir xlorididan foydalaning; so'ngra fotorazdvigichli plenkani olib tashlash va substratni qayta ishlash uchun kimyoviy eritmadan foydalaning; teshik qilish jarayonida zichlik talablarga qarab mexanik, lazerli yoki kimyoviy usullar tanlanadi; so'ngra metallashtirish jarayoni orqali ichki qatlamlararo aylanishni tugatiladi; nihoyat, tashkil qilish va metall bilan qoplash amallari tashqi qavat strukturasi hosil bo'lguncha takrorlanadi, shunda yuqori zichlikdagi vaziyatlarda aniqlikni o'zaro bog'lash talablari qondiriladi.
Xususiyat |
Capability |
Sifat darajasi | Standart IPC 2 |
Qatlamlar soni | 4-32 qavat |
Chiziq kengligi/Chiziq oraliqligi | 1,5~2mil (0,035~0,05mm) |
Maksimal mexanik teshik qilish | 0.2mm |
Minimal lazerli teshik qilish | 0,1 mm |
Noyob/O'tkazuvchi kontaktlar | 0,1~0,2 mm |
Viyaga teshik (PTH) | ≥0,3 mm |
Viyaga apertura nisbati | 8 mil (0,2 mm) |
Liniya oraliq/Pad oraliq | 3 mil (0,075 mm) |
Eng kichik pad o'lchami | 0,15~0,4 mm |
Lehim maskasi oraliq | ≥3mil (0,075 mm) |
Lotin rangi | Yashil, Oq, Ko'k, Qora, Qizil, Sariq, Binafsha |
Plastinaning qalinligi | 0,4~1,6 mm |
Materiallar | Yuqori Tg FR4, Nelco N7000-2 HT, Isola I-Speed va boshqa past yo'qotish materiallari |
Takomilla usuli | Ketma-ket laminatsiya |
Mikroporlarni to'ldirish | Har xil to'ldirish/Elektrolit bilan to'ldirish |
Metal qavat qalinligi | 1oz-2oz(35μm-70μm) |
Eng kichik teshik masofasi | ≥0.2mm |
HDI PCB (yuqori zichlikdagi interkonektiv bosma platasi) elektron qurilmalarning kichrayish va yuqori samaradorlik tendentsiyasida o'ziga xos loyihalash va jarayon bilan muhim afzalliklarni namoyon qildi, bu asosan quyidagi jihatlarida aks etdi:
Aniq texnologiya yordamida HDI cheklangan hududda katta miqdordagi liniya ulanishlarini amalga oshirishi mumkin. An'anaviy PCB bilan taqqoslaganda bir xil funktsiyani bajarishda hajmini 30-50% kamaytirish, shu bilan birga qurilmalarning vaznini kamaytirish, qurilmalar uchun joy va yengil vazn asosini yaratadi.
HDI platasi ishlab chiqarish xarajatlari nisbatan yuqori bo'lsada, komponentlar sonini kamaytirish, foydali hajmdan foydalanishni optimallashtirish va montaj jarayonini soddalashtirish orqali umumiy tizim loyihalash va ishlab chiqarish xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirish mumkin bo'ladi va uzoq muddatli foyda xarajatlar nisbati yaxshiroq bo'ladi.
Ko'p qavatli jarayon 6-12 qavat yoki hatto undan ortiq qavatlarni qo'llab-quvvatlaydi. Qadamli teshiklar va tushirilgan teshiklar kabi tuzilmalar bilan birlashtirilganda, murakkab elektr zanjir topologiyasini moslashuvchan rejalashtirish mumkin.
Qisqa va to'g'ri signallar yo'li yordamida parazit induktivlik va sig'imni kamaytirish, shovqinni nazorat qilish, signallarni uzatish kechikishini va yo'qotishni kamaytirish; ko'p qavatli tuzilma quvvat manbai, yer va signal qavatlarni ajratish orqali elektromagnit nishonlarni (EMI) kamaytiradi.
Kichik qurilmalarning tez rivojlanish va sinovdan o'tkazish jarayoniga moslashish, yuqori integratsiya darajasi va loyihalash moslashuvchanligi prototipdan seriyali ishlab chiqarishgacha bo'lgan muddatni qisqartirish, mahsulotlarning bozor talablariga tez javob berishga yordam beradi.
Aluminiy asosli PCB larning ko'plab afzalliklari bo'lsa ham, ularning ayrim kamchiliklari ham bor:
Smartfonlar, planшетлар, аксиллантирувчи соатлар, шунингдек, кенгайтирилган ҳақиқат (AR) ва виртуал ҳақиқат (VR) каби портатив қурилмалар юқори ҳал қилиш қобилиятли дисплейлар, датчиклар, процессорлар ва бошқа компонентларни кичик жойга жойлаштириши керак. HDI юқори зичликдаги ўзаро боғланиш имконияти уларнинг қулай лойиҳалаш ва юқори ижобий натижалар талабини қониқтиради;
Автопилот тизимлари, машина ички ташкилот тизимлари ва ҳоказолар чегараланган машина майдонида юқори тезкор процессорлар ва RAM-нинг тезкор сим ёрдамида уланишни амалга ошиши керак, кам интерференция, юқори совместимость ва сигналларни бутунлигини таъминлаши керак, шунингдек, кўп датчикли маълумотлар алмашинуви ва юқори тезкор ҳисоблаш сценарийларига мослашиши керак;
5G базовий стансиялар, маршрутизаторлар, ёлланиш алоқа терминаллари ва ҳоказолар юқори частотали сигналларни узатишни яхшилаш, кечиктириш ва тўсиқларни камайтириш, юқори тактли маълумотлар алмашинишни қўллаб-қувватлаш учун HDI-га таянади;
Portativ monitorlar, ultratovush apparatlari, kam invaziv jarrohlik robotlari, kapsulya endoskoplar kabi tibbiyot vositalariga kichiklantirilgan dizayn va aniq signallarni boshqarish talablari qo'yiladi. HDI hajm va ishlash darajasini muvozanat qilishda yuqori xavfsizlik standartlarini hamda ishlash aniqlik talablarini qondiradi;
Dronlar, sun'iy yo'ldosh yuklamalari, radiolokatsiya tizimlari kabi harbiy hamda kosmik jihozlarda yuqori quvvatli va yuqori hisoblanuvchan komponentlar birlashtirilgan bo'lib, ma'lumotlar aniqligi, aloqa ishonchliligi hamda yengillik talablari juda yuqori bo'ladi. HDI yengil konstruktsiya va ishonchli ulanish texnologiyasi ekstremal muhit sharoitida ishlash ko'rsatkichlarini qondirish imkonini beradi;
Aniq CNC tashabbus mashinalari va sanoat robotlarining boshqaruv tizimlariga ko'p o'qli bog'lanish signallarini uzatishni qo'llab-quvvatlovchi zich o'tkazgichlar talab qilinadi. HDI jihozlar ishlash tezligini va barqarorlik darajasini oshirishga yordam beradi.
HDI platasi dizayni yuqori zichlik va yuqori ishlashni ta'minlasa ham, u bir nechta texnik qiyinchiliklarga duch keladi, asosan quyidagi jihatlarida namoyon bo'ladi: texnik qiyinchiliklar quyidagilarda namoyon bo'ladi:
1. Dizayn va ishlab chiqarishning moslashuvchanligi, ishlab chiqarish uchun dizayn (DFM) ko'rsatmalari qat'iy bajarilishi kerak bo'lib, dizayn ishlab chiqarish quvvatiga mos kelishini ta'minlash kerak;
2. Qavatlar sonini rejalashtirish, bu odatda BGA qurilmalarining tavsiya etilgan standartlariga tegishli bo'ladi yoki tarmoqlar yo'nalishi va uzunligini umumiy bahosiga asoslanadi, keyingi dizayn uchun asos bo'ladi;
3. Teshiklar strukturasi dizayni, teshiklarning tarqalishi doska qavatlari soni va qalinligini to'g'ri belgilashni bevosita ta'siq qiladi va har bir qavatdagi liniyalarni ulash kalitidir;
4. Montaj ishonchliligi va muhitga moslashuvchanlik, foydalanish davomida platalar uzilmaydiganligini ta'minlash hamda chidamlilik va barqarorlikni hisobga olish kerak;
5. Ishlab chiqaruvchining texnik kuchini, butun platadagi ishlab chiqarish imkoniyati, sim tashish sifati va oxirgi ishlash effekti bilan bevosita bog'liq bo'lgan jarayon darajasini.
Yuqori zichlikli bog'langan PCB uchun ularning ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va loyihalash bo'g'imlari IPC tomonidan ishlab chiqilgan standartlarga muvofiq qat'iy amalga oshirilishi kerak, jumladan, IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 va IPC-6016.
HDI PCB ning ishlab chiqarish standart PCB bilan ko'plab farqlarga ega bo'lib, uning cheklovlari asosan materiallar va jarayonlarning moslashuvchanligida namoyon bo'ladi:
1. Substrat elektr hamda mexanik xususiyatlarning talablarini qondirishi kerak bo'lib, dielektrik material yuqori TG qiymatlari, issiqlik ta'siriga, metall payvandga mos kelishi kerak hamda mikro tekinga, ko'milgan kontakt o'quvchilarga va nurlanishga kirish turlari bilan mos kelishi kerak;
2. Mikrovialar va botqoqlikli vialar kabi sohalarda mis fol'ning yopishqoqligi va ishlash barqarorligi ishonchli bo'lishi kerak;
Shuningdek, material qaytish yoki issiqlik sikllarida vujudga keladigan ta'sirga chidasha oladigan yaxshi issiqlik barqarorligiga ega bo'lishi kerak.
Muvofiq standartlar - bu fotosensitiv suyuq dielektrik qatlami, quruq film dielektrik qatlami, poliimidli plenka, termoplastik plenka, smolali mis fol'ga, standart FR-4 kabi materiallarni qamrab olgan IPC-4101B va IPC-4104A.
Xalqaro darajadagi HDI elektr yuzasi sohasida Xitoy asosiy ishlab chiqarish markaziga aylangan bo'lib, ko'plab yuqori sifatli ishlab chiqaruvchilar paydo bo'ldi, jumladan, Linghangda yetakchilardan biri hisoblanadi. Uning chuqur to'planishi va innovatsion kuchining chuqurligi tufayli Linghangda ko'plab jihatlarida muhim afzalliklarni namoyish etdi: