Váš spoľahlivý výrobca PCB HDI v Číne

Ako sme už spomenuli, dosky plošných spojov HDI nie sú rovnaké ako typické dosky plošných spojov, takže pri návrhu plošných spojov HDI musíte dodržiavať niektoré fakty.

Ako dizajnér PCB by ste sa mali riadiť nasledujúcimi pokynmi pre návrh HDI PCB.

Majte na pamäti vesmírnu prioritu

Keďže hlavným cieľom dosiek plošných spojov HDI je hustota komponentov, musíte myslieť na toľko komponentov, koľko môžete implementovať. Spolu s množstvom komponentov musíte zvážiť budúcu údržbu dosiek plošných spojov.

Na druhej strane dbajte na správnu vzdialenosť medzi komponentmi. Majte na pamäti, že pre bezchybný výrobný proces HDI PCB musíte klásť dôraz na priemer priechodu, šírku stopy a priemer podložky.

Pochopenie Via Essence

Prechody sú jedným z najdôležitejších faktorov pri návrhu HDI PCB. Musíte pochopiť dôsledok priechodu na váš návrh dosky plošných spojov HDI.

Pochopenie Via je nevyhnutné pre navrhovanie dosiek plošných spojov HDI

Prechody hrajú zásadnú úlohu pri výrobe dosiek HDI. Ovplyvňujú aj výkon signálu dosiek plošných spojov HDI.

Použitie priechodov sa líši od priechodných otvorov.

Majte na pamäti problémy súvisiace s spájkovaním

Aby ste sa vyhli nekvalitným pripojeniam, nepoužívajte podložku via-in. Ak to z opodstatnených dôvodov nie je možné, použite spájkovaciu masku na zakrytie priechodky. Pri používaní spájkovacej masky buďte opatrní, pretože samotná spájkovacia maska ​​má rôzne komplikácie.

HDI PCB stohovanie

Vyberte a implementujte správne zostavenie HDI PCB. Pretože zostava PCB pre viacvrstvové dosky plošných spojov HDI ovplyvňuje cykly vŕtania.

Video nižšie ukazuje, ako začleniť technológiu HDI do dosiek plošných spojov.

Prechody sú otvory v doskách plošných spojov, ktoré elektricky spájajú rôzne vrstvy plošných spojov. Použitie viacerých vrstiev a ich prepojenie pomocou priechodov znižuje veľkosť PCB.

Keďže hlavným cieľom dosiek plošných spojov HDI je zmenšiť ich veľkosť, prestupy sú pre ne jedným z najdôležitejších faktorov. Prechody sú dostupné v rôznych typoch.

Rôzne typy prestupov v PCB

Prechody cez dieru

Prechádza celou DPS, od jej povrchovej vrstvy až po spodnú vrstvu, a je známy ako priechodný otvor. V tomto bode spájajú všetky vrstvy dosky plošných spojov. Prechody s priechodnými otvormi však zaberajú viac miesta a zmenšujú priestor pre komponenty.

Slepá Vias

Blindové priechody iba spájajú vonkajšie vrstvy dosiek plošných spojov s vnútornými vrstvami. Nie je potrebné vŕtať celé dosky plošných spojov.

Pochovaný Vias

Zapustené priechody sa používajú na pripojenie vnútorných vrstiev dosiek plošných spojov. Zakopané priechody nie sú z vonkajšej strany PCB viditeľné.

Mikrovia

Microvia je najmenší cez veľkosť menšiu ako 6 mil. Na vytváranie mikropriechodov musíte použiť laserové vŕtačky. V doskách s obvodmi HDI sa teda v podstate používajú mikropriechody.

Je to kvôli jeho veľkosti. Keďže potrebujete hustotu komponentov a žiadny spôsob, ako plytvať miestom v doskách HDI PCB, je rozumné nahradiť iné bežné priechody mikro priechodmi. Mikropriechody tiež nevytvárajú problémy s tepelnou rozťažnosťou (CTE), pretože majú krátke hlavne.

Pozrime sa, ako nastaviť mikroprechody v PCB.

V závislosti od požiadaviek na dizajn a aplikácie sú HDI PCB vytvorené v rôznych štruktúrach.

Poďme sa pozrieť na rýchlu ilustráciu konštrukcie HDI PCB v ďalšej časti.

1+N+1: Najjednoduchšia štruktúra

V konštrukcii 1+N+1 je zahrnutá „vybudovaná“ vrstva konektivity s vysokou hustotou. V tejto konfigurácii je v BGA k dispozícii menej I/O počtov.

Micro vias, drobné čiary a registračné technológie nájdete v 1+N+1. Tieto môžu produkovať 0.4 mm rozstup lopty. Okrem toho je montážna stabilita a spoľahlivosť tohto dizajnu výnimočná. Má v sebe aj liekovku naplnenú meďou.

Táto štruktúra HDI sa používa v mobilných telefónoch, GPS zariadenia, pamäťové kartya ďalšie zariadenia.

2+N+2: Stredne zložitá štruktúra HDI

V zásade sú v tejto architektúre aspoň dve spojovacie vrstvy. Môže byť tiež použitých viac vrstiev nahromadenia. Micro vias sa využívajú v rôznych Vrstvy PCBa môžu byť naskladané alebo striedavo umiestnené.

Konštrukcia 2-4-2 prepojovacej dosky plošných spojov s vysokou hustotou

Táto štruktúra sa často využíva pri konštrukcii systémov prenosu signálu na vysokej úrovni. Táto jedinečná štruktúra uľahčuje postup smerovania v zložitých návrhových situáciách.

Mimochodom, toto je obzvlášť vhodné pre BGA. Tam, kde majú BGA malé rozstupy loptičiek a vysoký počet I/O, sú BGA lepšie.

Túto štruktúru HDI používajú prenosné videorekordéry, mobilné telefóny a herné konzoly.

Prepojenie každej vrstvy (ELIC): Najkomplexnejšia štruktúra HDI

Každá vrstva je v tejto topológii napájaná prepojením s vysokou hustotou. To tiež umožňuje všetkým vrstvám komunikovať medzi sebou prostredníctvom mikropriechodov.

Je to najkomplikovanejšia štruktúra HDI dizajnu. Táto veľmi komplikovaná topológia poskytuje obrovské možnosti pripojenia pinov pre zariadenia s veľkým počtom pinov. Príkladmi sú CPU a GPU, ako aj mobilné telefóny.

Túto komplikovanú štruktúru HDI používa GPU, procesory, mobilné telefónya počítačové miniaplikácie.

Keďže dosky plošných spojov HDI sú navrhnuté komplexnou a vysoko pokročilou technológiou, používa ich špičková elektronika.

Zariadenia, ktoré používajú dosky plošných spojov HDI, sú veľmi komplikované a poskytujú vynikajúci výkon.

HDI dosky plošných spojov sa používajú v rôznych aplikáciách

Nasledujú spomenuté aplikácie HDI PCB podľa odvetví.

Spotrebná elektronika: smartfóny, dotykové obrazovky, notebooky, digitálne fotoaparáty, sieťová komunikácia 4,5 G, vojenský komunikačný systém atď.

Letecký priemysel: používajte dosky plošných spojov HDI tam, kde je problémom znížená hmotnosť.

Automobilový priemysel: sa stáva viac počítačovou a vysoko závislou od mikroprocesora. Inteligentné autá čoraz viac využívajú automatické ovládanie, GPS, zadné kamery, záložné senzory atď., prostredníctvom HDI PCB.

Medicínske vybavenie: ako sú monitorovacie, zobrazovacie, chirurgické, laboratórne zariadenia atď., využívajú HDI.

Priemyselná automatizácia a IoT sú čoraz populárnejšie. HDI PCB sú ich bežnými poskytovateľmi energie.

HDI PCB sú schopné urobiť veľa s malou veľkosťou. Základným cieľom je zmenšiť elektroniku.

Výsledkom je, že dosky plošných spojov HDI sú kompaktné, zaberajú menej miesta a majú lepší výkon. Dosky plošných spojov HDI umožňujú nasadenie viacerých tranzistorov zmenšením vzdialenosti medzi priestorom stopy. Okrem toho HDI spotrebuje menej elektriny a poskytuje lepší prenos signálu.

Obvodové dosky HDI sú kompaktné a ľahké

Okrem toho sa pomocou HDI PCB nachádzajú nasledujúce výhody.

• HDI je nákladovo efektívne, keď správne naplánujete a implementujete výrobu dizajnu.
• HDI sú výhodné pri rýchlejšej výrobe.
• Mikro priechody sa používajú v doskách plošných spojov HDI. sú spoľahlivé, spoľahlivé, menej náročné na priestor a poskytujú viac miesta pre komponenty.

Základné materiály sa používajú pre HDI PCB v rôznych kategóriách. Sú kategorizované nasledovne.

Tangenta normálnej rýchlosti a dielektrickej straty

Tieto typy materiálov sú z rodiny FR4. Sú náchylné na stratu dielektrika. Materiály s bežnou rýchlosťou sa používajú v určitom rozsahu šírky pásma. Isola 70HR je príkladom tejto rodiny materiálov.

Materiály rodiny FR4 sa používajú pri výrobe dosiek plošných spojov HDI

Mierna rýchlosť a strata

Citlivé frekvenčné krivky sú druh materiálu. Tiež má miernu úroveň Dk. Strata Dk je v tomto prípade polovičná v porovnaní s materiálmi so štandardnou rýchlosťou. Tieto materiály sú vhodné pre frekvencie do 10 GHz. Nelco N700-2 HT je jedným z príkladov stredne rýchlych a nízkostratových materiálov.

Vysoká rýchlosť, nízka strata

Tieto typy materiálov sú založené na vysokej frekvencii a strácajú nízke dielektrikum. Použitie vysokorýchlostných a nízkostratových materiálov má za následok výrazné zníženie hluku. Napríklad materiál Isola I-Speed.

Vysoká rýchlosť, integrita signálu a popierateľná strata

Vysoko reagujú na frekvenciu, produkujú vysokú frekvenciu a umožňujú najnižšiu stratu Dk. Tento špičkový materiál sa používa pre vyššiu šírku pásma. Príklad: ISOLA Tachyon 100G.

Laser Direct Imaging je skratka pre LDI. Časti dosiek plošných spojov HDI sú na druhej strane spracované pomocou LDI a kontaktného zobrazovania.

LDI je v tomto prípade drahšie ako kontaktné zobrazovanie. Ak však chcete jemnejšiu čiaru, rozstup alebo prstencový krúžok, budete potrebovať oveľa väčšiu kontrolu.

Laser Direct Imaging je ideálny pre malé spracovanie PCB

LDI je lepšie ako kontaktné zobrazovanie, no kontaktné zobrazovanie sa stále bežne používa. V miestnosti SC100 sa používajú snímky kontaktov.

Využitie LDI sa každým dňom rozširuje, pokiaľ si dopyt a technológie vyžadujú najnovšie inovácie.

Pretože pre menšie PCB je LDI značne presné. Elektronika ako smartfóny, fotoaparáty a notebooky sa zo dňa na deň stávajú ľahšími vďaka ľahkej technológii HDI.

V tomto prípade je na spracovanie HDI potrebná špičková a presná technológia, ako je LDI.

Technológia povrchovej montáže je technológia umiestňovania komponentov na dosky plošných spojov. Umožňuje montáž komponentov na PCB bez vŕtania komponentov do PCB.

As SMT komponenty nepotrebujú žiadne vŕtanie, zaberajú menší priestor. Komponenty teda mohli byť namontované v kompaktnom priestore.

Technológia povrchovej montáže nevyžaduje žiadne vŕtanie na umiestnenie komponentov

Z tohto dôvodu sa SMT používa v dizajnoch s vyššou hustotou, ako je HDI.

Technológia SMT má mnoho výhod. Theta er nasledovne.

• Menší a kompaktný dizajn PCB je možný vďaka technológii SMT, pretože môžete namontovať viac komponentov do kompaktného priestoru.
• Proces montáže SMT je rýchlejší a zanecháva menej vodičov a zvyškov.
• Vysokofrekvenčné PCB, rýchla signalizácia atď., Sú vytvorené pomocou SMT.
• Komponenty môžete namontovať na obe strany dosiek plošných spojov.
• SMT komponenty vytvárajú menej elektromagnetického rušenia.
• Keďže súčiastky sú malé a ľahké, hmotnosť dosiek plošných spojov sa znižuje.

Ako sme spomenuli, že doska plošných spojov HDI sa líši od typických štandardných dosiek plošných spojov, pri jej navrhovaní a výrobe budete čeliť niektorým výzvam. Poďme sa na ne pozrieť.

Dizajn obvodov

Ako sa dá predpokladať, obvody na HDI PCB sú sofistikovanejšie ako obvody na akomkoľvek inom type PCB. Okruh sa stal hustejším a obrazce stôp sa k sebe priblížili.

Dizajn obvodu HDI je pomerne zložitý ako štandardné dosky plošných spojov

Vrtné otvory (Cesta)

Vŕtanie otvorov je jednou z najvýznamnejších vlastností dosiek plošných spojov s vysokou hustotou prepojenia (HDI). Kvôli menšiemu a kompaktnejšiemu dizajnu sa nepredpokladá prítomnosť typických otvorov.

Pre HDI PCB musíte použiť laserové vŕtanie alebo priame laserové zobrazovanie na rozdiel od konvenčných metód.

Pretože výsledkom konvenčného vŕtania budú väčšie otvory, ktoré nie sú prijateľné s technológiou HDI, tradičné vŕtanie sa neodporúča. Aby sa znížilo množstvo premárneného priestoru v HDI, používajú sa mikropriechody.

Dĺžka otvoru sa zvýši úmerne s nárastom počtu vrstiev. Maximálny priemer mikroprechodov v HDI PCB je na druhej strane 50 µm.

Pri navrhovaní dosiek plošných spojov HDI by ste mali zvážiť niektoré fakty o dizajne. Keďže HDI sa líši od štandardná DPS dizajn si podľa očakávania vyžaduje osobitnú pozornosť.

Vyplňte otvory pre priechodky v DPS

• Buďte presní pri výbere komponentov. HDI dosky potrebujú vysoký počet pinov SMD a BGA, ktorý je menší ako 0.65 mm. Musíte ich vyberať múdro, pretože ovplyvňujú typ trasy, šírku stopy a HDI Zoskupenie PCB.
• V HDI doskách musíte použiť micro vias. To vám umožní získať dvojité medzery ako priechodné alebo iné priechody.
• Je potrebné použiť materiály, ktoré sú účinné aj efektívne. Je to rozhodujúce pre spracovateľnosť produktov.
• Ak chcete získať hladký povrch PCB, mali by ste vyplniť otvory pre priechodky.
• Pokúste sa vybrať materiály pre všetky vrstvy s rovnakou mierou CTE.
• Dávajte pozor na tepelný manažment. Uistite sa, že ste správne navrhli a usporiadali vrstvy, ktoré dokážu správne rozptýliť nadmerné teplo.

Ako dizajnér dosky HDI musíte vedieť nasledovné štandard IPC pre HDI PCB.

IPC-2315

Štruktúry HDI, ako aj mikropriechody, sú podrobne opísané v tejto kapitole.

IPC-2226

Dosky s rozhraním s vysokým rozlíšením (HDI) sú podrobne popísané v štandarde IPC-2226. Ide napríklad o výrobu mikrovias, charakterizáciu materiálov, prepojenie štruktúr atď.

IPC/JPCA-4104

IPC-4104 vám pomáha pri určovaní druhu materiálu použitého v doskách HDI. Tento dokument obsahuje aj popis výkonu a kvalifikačného štandardu pre vysokohustotnú štruktúru dosiek plošných spojov.

IPC-6016

To zahŕňa vlastnosti materiálov HDI, ktoré sú konzistentné v priebehu času. Okrem toho je popísaný výkon a špecifikácie konštrukcie HDI.

Existujú rôzne typy dosiek plošných spojov HDI z hľadiska počtu vrstiev, aplikácie, frekvenčnej schopnosti atď.

Sú nasledovné.

HDI viacvrstvová doska plošných spojov

Viacvrstvový odráža jeho názov. Existujú najmenej tri vodivé vrstvy, ktoré tvoria viacvrstvovú dosku plošných spojov. Všetky vrstvy sú však spojené priechodkami v DPS.

Viacvrstvové ukladanie PCB

Počet vrstiev môže byť 4,6,8, 40, XNUMX, až XNUMX vrstiev alebo viac.

Pevné PCB

HDI PCB sú konštruované z tuhých materiálov, ktoré sa označujú ako pevné PCB. Pevné dosky plošných spojov (PCB) sú tuhé a nedajú sa ohnúť ani skrútiť.

Flexibilné dosky plošných spojov

PCB, ktoré sú vyrobené z flexibilných substrátov, sa nazývajú flexibilné PCB. Používajú sa vysokokvalitné flexibilné materiály ako polyamid, TEFLON atď flexibilný dizajn dosky plošných spojov.

Pevná doska plošných spojov

Rigid-flex dosky plošných spojov (PCB) sú hybridom pevných a flexibilných PCB. V podstate je tuhá doska spojená s inou ohybnou doskou a potom spojená dohromady, aby sa vytvoril základný tvar.

Usporiadanie dosky plošných spojov HDI zaisťuje hustotu súčiastok a vodičov spolu so zabezpečením najmenšej možnej veľkosti dosky plošných spojov.

Rozloženie dosky HDI znamená techniky na udržanie šírky stopy pod 8 mil. Rozloženie HDI pozostáva z nasledujúcich vecí.

Vizuálne znázornenie rozloženia HDI PCB

Prechod veľkosti malý

V doskách s obvodmi HDI sa v zásade používajú mikropriechody. Zaberajú menší priestor, ktorý zaisťuje viac miesta na umiestnenie komponentov. Z tohto dôvodu sa veľkosť dosky plošných spojov stáva kompaktnou.

Stopy s Thinner State

Spojenie obvodov a prestupov sa vykonáva pomocou jemnejších stôp. Okrem toho sú k dispozícii ako priechody na podložke. Tenšie stopy sú zodpovedné za vytvorenie zvýšenej hustoty stopy na pozadí.

Počet vrstiev zostáva vyšší

Rozloženie HDI PCB obsahuje vyšší počet vrstiev. Počítanie 20 vrstiev je pri HDI doskách bežný fakt.

Nízka úroveň signálu

Obvodové dosky HDI sa nepoužívajú pre aplikácie s vyšším prúdovým tokom. Nižšia úroveň signálu je ďalšou skutočnosťou v usporiadaní dosky plošných spojov HDI.

Sekvenčné ukladanie dosky HDI pomáha pri konštrukcii vrstvy po vrstve zostavy HDI PCB. Hoci sa táto technológia používa na vytváranie viacvrstvových dosiek plošných spojov, je obzvlášť dôležitá pre dosky plošných spojov s vysokou hustotou na vzájomné prepojenie (HDI).

Postupné hromadenie je nasledovné.

Depozícia fotorezistu a expozícia

Pomocou tohto postupu budete môcť určiť oblasť leptania dosky plošných spojov. Výsledkom bude vzor vodičov na lamináte PCB.

Leptanie a čistenie

Naleptajte stopy chloridom železitým, aby boli viditeľnejšie. Po dokončení procesu leptania očistite povrch dosiek plošných spojov. uistite sa, že na povrchu nezostane žiadny fotorezist

Cez formovanie a vŕtanie

Vyvŕtajte dosku pomocou metódy priameho laserového zobrazovania, aby ste pridali mikro priechody. Zvyšné priechodné otvory sa potom chemicky odstránia.

Sekvenčné vrstvenie na doske s obvodmi HDI

Metalizácia Vias

Po vytvorení a štruktúrovaní priechodov ich musíte pokovovať, aby sa umožnilo spojenie medzi vrstvami.

Nahromadenie

Vnútorné vrstvy sú teraz naskladané ako príprava na spracovanie vonkajšej vrstvy.

Metalizácia je proces nanášania tenkého medeného povlaku na dielektrický povrch. Metalizovaný dielektrický povrch sa nachádza vo vnútri priechodov, ktoré sú vyvŕtané do Vrstvy PCB s cieľom spojiť ich.

Pri postupnej konštrukcii je nevyhnutné zaručiť, aby bola každá vrstva metalizovaná podľa najvyššieho možného štandardu.

Proces metalizácie na doske plošných spojov HDI

Ako vedľajšiu poznámku by ste si mali dávať pozor na praskanie priechodiek a vnútorného tela dosiek plošných spojov.

Existujú však štyri typy metalizácie PCB. Ide o konvenčnú bezprúdovú a galvanickú meď, vodivé pasty, konvenčný vodivý grafit a plne a poloaditívnu bezprúdovú meď.

HDI PCB stackup je usporiadanie vrstiev jedna po druhej. Počet vrstiev alebo stohovanie možno určiť na základe potrieb. To by však mohlo byť Vrstvy 8 do 40 vrstiev alebo viac.

Presné počty vrstiev však závisia od hustoty stôp. Viacvrstvové stohovanie vám pomôže zmenšiť veľkosť PCB. Znižuje tiež výrobné náklady.

Mimochodom, na určenie počtu vrstiev vašej HDI PCB musíte určiť veľkosť stopy a siete na vrstvu. Po ich určení môžete vypočítať požadované usporiadanie vrstiev vašej dosky s obvodmi HDI.

Je pravda, že návrh obvodu HDI vyžaduje viac úsilia kvôli jeho zložitosti. Na to si musíte vybrať správneho výrobcu HDI PCB na výrobu tejto komplexnej PCB.

Kvôli komplikovanej povahe dizajnu musí mať výrobca výnimočnú kvalifikáciu. Pri hľadaní výrobcu by ste mali hľadať nasledujúce charakteristiky.

• Na výrobu HDI PCB musí byť výrobca vybavený špičkovou technológiou a výrobnými schopnosťami.
• Musia mať systém manažérstva kvality, ktorý je integrovaný v celej organizácii.
• Musí mať certifikáciu IPC.
• Musí mať bohaté skúsenosti v odbore.
• Zamestnanci kancelárie musia byť vysoko vyškolení a kvalifikovaní.

Uvedené kritériá urobia výrobcu vhodného na výrobu komplexných dosiek plošných spojov HDI.

Výroba HDI PCB je jednou z najťažších a najzložitejších úloh pri výrobe PCB. Na navrhovanie a výrobu dosiek plošných spojov HDI musíte mať rozsiahlu infraštruktúru a skúsenosti.

Keď získate krátke znalosti o doskách plošných spojov HDI, možno si uvedomíte náročnosť ich navrhovania.

Takže neexistuje žiadna alternatíva k výberu veľmi skúseného a organizovaného výrobcu PCB.

PCBMay je vaša jediná zastávka Výrobca DPS ktorá vyrába vo veľkej miere kvalitné HDI PCB.

Pre najlepšiu cenovú ponuku nás môžete kontaktovať ešte dnes.