W podstawowej architekturze urządzeń elektronicznych płytki drukowane przypominają złożone sieci neuronowe, przenoszące transmisję sygnału i dostarczanie energii pomiędzy elementami elektronicznymi. Wraz z szybkim rozwojem technologii elektronicznej w kierunku miniaturyzacji i wysokiej wydajności, pojawił się bardziej zaawansowany typ płytek drukowanych - HDI. Istnieją istotne różnice pomiędzyPłyty HDIi zwykłych płytek drukowanych w wielu aspektach, które głęboko wpływają na wydajność i kierunek rozwoju urządzeń elektronicznych.
Definicja i różnice strukturalne
Zwykła płytka drukowana to płytka z obwodem drukowanym, która tworzy połączenia punktowe--i elementy drukowane na podłożu izolacyjnym zgodnie z wcześniej ustalonym projektem. Jego struktura jest stosunkowo prosta i zazwyczaj składa się z laminatów-pokrytych miedzią w procesie wiercenia, trawienia obwodów, galwanizacji i innych procesów. Układ obwodów i ustawienia przelotek są stosunkowo konwencjonalne, odpowiednie dla urządzeń elektronicznych o niskich wymaganiach dotyczących przestrzeni i wydajności.
Karta HDI kładzie nacisk na połączenia wzajemne-o dużej gęstości. Wykorzystuje technologię mikroporowatą i zaawansowane metody, takie jak wiercenie laserowe, aby uzyskać więcej połączeń elektrycznych na mniejszej przestrzeni. Płyty HDI mają zwykle cieńsze podłoża i drobniejsze obwody, ze stosunkowo większą liczbą warstw, co może zintegrować więcej funkcji na ograniczonej przestrzeni i znacznie poprawić integrację urządzeń elektronicznych.
Porównanie procesów produkcyjnych
Proces wiercenia
W zwyczajnym wierceniu płytek PCB często wykorzystuje się metodę wiercenia mechanicznego, podczas której wiertło obraca się na płycie pokrytej miedzią-, aby wywiercić otwór o wymaganej średnicy. Chociaż ta metoda jest tańsza, otwór jest stosunkowo duży, zwykle powyżej 0,3 mm, a w przypadku-precyzyjnego wiercenia płyt wielowarstwowych-często zdarzają się odchylenia.
W płytach HDI powszechnie stosuje się technologię wiercenia laserowego, która wykorzystuje-wiązki lasera o wysokiej gęstości energii do natychmiastowego stopienia lub odparowania płyty w celu utworzenia mikroporów o wielkości porów wynoszącej zaledwie 0,1 mm lub nawet mniejszej. Wiercenie laserowe charakteryzuje się niezwykle dużą precyzją i umożliwia uzyskanie specjalnych typów otworów, takich jak otwory ślepe (łączące tylko warstwę zewnętrzną z wewnętrzną) i otwory zakopane (łączące warstwę wewnętrzną z wewnętrzną), co znacznie poprawia elastyczność i gęstość połączeń obwodów.
Proces trawienia liniowego
Zwykłe płytki drukowane mają ograniczoną kontrolę nad szerokością linii i odstępami podczas trawienia obwodów, przy typowej szerokości/odstępie linii około 0,2 mm/0,2 mm. Podczas procesu trawienia łatwo napotkać problemy, takie jak ostre krawędzie i nierówne linie obwodu, które mogą mieć wpływ na jakość transmisji sygnału.
Produkcja płytek HDI wymaga niezwykle dużej precyzji wytrawiania obwodów, a zaawansowane linie produkcyjne płytek HDI umożliwiają uzyskanie linii o szerokości/odstępie linii tak małych jak 0,05 mm/0,05 mm lub nawet mniejszych obwodów. Stosując bardziej precyzyjny sprzęt do naświetlania i procesy wytrawiania, zapewniamy schludność krawędzi obwodu i jednolitą szerokość linii, spełniając rygorystyczne wymagania dotyczące jakości obwodu przy transmisji sygnału z dużą-prędkością i-wysokiej częstotliwości.
Proces laminowania
Proces laminowania zwykłej płytki drukowanej obejmuje głównie łączenie ze sobą wielu warstw-laminatów pokrytych miedzią poprzez prasowanie na gorąco, ze szczególnym naciskiem na zapewnienie podstawowej wytrzymałości połączenia pomiędzy każdą warstwą. Podczas procesu laminowania wymagania dotyczące dokładności wyrównania międzywarstwowego są stosunkowo niskie.
Ze względu na wielowarstwową i złożoną strukturę płyty HDI wymagają niezwykle rygorystycznych procesów laminowania. Musimy nie tylko zapewnić ścisłe dopasowanie każdej warstwy, ale także zapewnić-precyzyjne wyrównanie między warstwami, aby uzyskać precyzyjne połączenie między mikrootworami i obwodami. Podczas procesu laminowania konieczna jest precyzyjna kontrola parametrów, takich jak temperatura, ciśnienie i czas, aby zapobiec defektom, takim jak przemieszczenia międzywarstwowe i pęcherze, zapewniając ogólną wydajność płyt HDI.
Różnice w charakterystyce wydajności
Wydajność elektryczna
Zwykłe płytki drukowane mają pewne ograniczenia dotyczące szybkości i częstotliwości transmisji sygnału. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału stopniowo stają się widoczne problemy, takie jak tłumienie sygnału i przesłuchy. Dzieje się tak dlatego, że jego stosunkowo gruby obwód i większe otwory przelotowe generują większą rezystancję, indukcyjność i pojemność, wpływając na integralność sygnału.
Płyty HDI ze skomplikowanym obwodem i konstrukcją z mikrootworami znacznie zmniejszają rezystancję, indukcyjność i pojemność obwodu, skutecznie redukując straty i zakłócenia podczas transmisji sygnału. Doskonale sprawdza się w przypadku-szybkiej i{2}}wysokiej częstotliwości transmisji sygnału i może spełnić niezwykle wysokie wymagania dotyczące jakości transmisji sygnału w zastosowaniach takich jak komunikacja 5G i-szybkie przechowywanie danych.
właściwości mechaniczne
Wytrzymałość mechaniczna zwykłych płytek drukowanych zależy głównie od materiału i grubości podłoża, przy czym istnieją pewne wąskie gardła w przypadku miniaturyzacji i zmniejszania grubości. Ze względu na swoją stosunkowo prostą konstrukcję jest podatny na problemy, takie jak odkształcenie płyty i pękanie spoin poddawanych złożonym naprężeniom.
W płytach HDI zastosowano cieńsze, lżejsze i mocniejsze podłoża, a jednocześnie zoptymalizowano wielowarstwową-konstrukcję konstrukcyjną, aby poprawić ogólną stabilność mechaniczną. Zapewniając lekkość, może wytrzymać pewien stopień naprężeń mechanicznych, takich jak wibracje i uderzenia, dzięki czemu nadaje się do zastosowań takich jak mobilne urządzenia elektroniczne, które mają rygorystyczne wymagania dotyczące objętości i wagi urządzenia.
Różne pola zastosowań
Ze względu na niski koszt i stosunkowo prosty proces produkcyjny zwykłe płytki drukowane są szeroko stosowane w urządzeniach elektronicznych, które nie wymagają dużej wydajności i przestrzeni, takich jak zwykłe urządzenia gospodarstwa domowego (takie jak telewizory i pralki), produkty elektroniki użytkowej z niższej półki (takie jak zwykłe radia i proste piloty zdalnego sterowania) oraz nierdzeniowe części obwodów w niektórych przemysłowych urządzeniach sterujących.
Karty HDI są stosowane głównie w-wysokiej klasy urządzeniach elektronicznych ze względu na ich doskonałą wydajność i możliwości integracji-o dużej gęstości. Na przykład w smartfonach trzeba zintegrować dużą liczbę funkcji na małej przestrzeni, a karty HDI mogą zaspokoić ich potrzeby w zakresie-szybkiej transmisji sygnału, miniaturyzacji i smukłości; W komputerach karty HDI są szeroko stosowane w takich komponentach, jak płyty główne serwerów i-wysokiej klasy karty graficzne, które wymagają dużej wydajności, aby zapewnić-szybkie przetwarzanie i transmisję danych; Ponadto karty HDI odgrywają kluczową rolę w-dziedzinach wymagających dużej precyzji, takich jak przemysł lotniczy i sprzęt medyczny, zapewniając wsparcie dla stabilnego działania złożonych systemów elektronicznych.