Στην βασική αρχιτεκτονική των ηλεκτρονικών συσκευών, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων είναι σαν πολύπλοκα νευρωνικά δίκτυα, που μεταφέρουν τη μετάδοση σήματος και την παροχή ενέργειας μεταξύ των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Με την ταχεία ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας προς τη σμίκρυνση και την υψηλή απόδοση, εμφανίστηκε ένας πιο προηγμένος τύπος πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων - πλακέτα HDI. Υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύΠίνακες HDIκαι συνηθισμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων από πολλές απόψεις, οι οποίες επηρεάζουν βαθιά την απόδοση και την κατεύθυνση ανάπτυξης των ηλεκτρονικών συσκευών.
Ορισμός και δομικές διαφορές
Ένα κανονικό pcb είναι μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος που σχηματίζει συνδέσεις από σημείο σε-σημείο και τυπωμένα εξαρτήματα σε ένα μονωτικό υπόστρωμα σύμφωνα με έναν προκαθορισμένο σχεδιασμό. Η δομή του είναι σχετικά απλή, γενικά κατασκευασμένη από χαλκό-επενδυμένα ελάσματα με διάτρηση, χάραξη κυκλώματος, ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και άλλες διαδικασίες. Η διάταξη του κυκλώματος και οι ρυθμίσεις via είναι σχετικά συμβατικές, κατάλληλες για ηλεκτρονικές συσκευές με χαμηλές απαιτήσεις σε χώρο και απόδοση.
Και η πλακέτα HDI δίνει έμφαση στη διασύνδεση υψηλής-πυκνότητας. Χρησιμοποιεί μικροπορώδη τεχνολογία και προηγμένες μεθόδους όπως η διάτρηση με λέιζερ για την επίτευξη περισσότερων ηλεκτρικών συνδέσεων σε μικρότερο χώρο. Οι πλακέτες HDI έχουν συνήθως λεπτότερα υποστρώματα και λεπτότερα κυκλώματα, με σχετικά περισσότερα στρώματα, τα οποία μπορούν να ενσωματώσουν περισσότερες λειτουργίες σε περιορισμένο χώρο και να βελτιώσουν σημαντικά την ενσωμάτωση ηλεκτρονικών συσκευών.
Σύγκριση παραγωγικών διαδικασιών
Διαδικασία διάτρησης
Η συνηθισμένη διάτρηση PCb χρησιμοποιεί συχνά τη μέθοδο μηχανικής διάτρησης, όπου το τρυπάνι περιστρέφεται στη χάλκινη-επενδυμένη σανίδα για να ανοίξει την απαιτούμενη διάμετρο οπής. Αν και αυτή η μέθοδος έχει χαμηλότερο κόστος, το διάφραγμα είναι σχετικά μεγάλο, γενικά πάνω από 0,3 χιλιοστά, και για διάτρηση υψηλής ακρίβειας πλακών πολλαπλών-στρώσεων, είναι επιρρεπείς οι αποκλίσεις.
Οι πλακέτες HDI χρησιμοποιούν ευρέως την τεχνολογία διάτρησης λέιζερ, η οποία χρησιμοποιεί δέσμες λέιζερ υψηλής-ενεργειακής πυκνότητας για να λιώσει ή να εξατμίσει αμέσως την πλακέτα για να σχηματίσει μικροπόρους, με μεγέθη πόρων τόσο μικρά όσο 0,1 mm ή ακόμη και μικρότερα. Η διάτρηση με λέιζερ έχει εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια και μπορεί να επιτύχει ειδικούς τύπους οπών όπως τυφλές οπές (που συνδέουν μόνο το εξωτερικό και εσωτερικό στρώμα) και θαμμένες οπές (που συνδέουν το εσωτερικό και το εσωτερικό στρώμα), βελτιώνοντας σημαντικά την ευελιξία και την πυκνότητα των συνδέσεων κυκλώματος.
Διαδικασία χάραξης γραμμής
Οι συνηθισμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν περιορισμένο έλεγχο στο πλάτος της γραμμής και την απόσταση κατά τη χάραξη των κυκλωμάτων, με τυπικό πλάτος/απόσταση γραμμής περίπου 0,2 mm/0,2 mm. Κατά τη διαδικασία χάραξης, είναι εύκολο να αντιμετωπίσετε προβλήματα όπως τραχιά άκρα και ανομοιόμορφες γραμμές του κυκλώματος, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν την ποιότητα μετάδοσης του σήματος.
Η παραγωγή πλακών HDI απαιτεί εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια στη χάραξη κυκλωμάτων και οι προηγμένες γραμμές παραγωγής πλακέτας HDI μπορούν να επιτύχουν γραμμές με πλάτος/διάστημα γραμμής έως 0,05 mm/0,05 mm ή ακόμη και λεπτότερα κυκλώματα. Χρησιμοποιώντας πιο ακριβή εξοπλισμό έκθεσης και διαδικασίες χάραξης, διασφαλίζουμε ότι τα άκρα του κυκλώματος είναι τακτοποιημένα και το πλάτος γραμμής είναι ομοιόμορφο, ικανοποιώντας τις αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητα του κυκλώματος στη μετάδοση σήματος υψηλής-ταχύτητας και υψηλής-συχνότητας.
Διαδικασία πλαστικοποίησης
Η διαδικασία πλαστικοποίησης του συνηθισμένου PCB περιλαμβάνει κυρίως τη συγκόλληση πολλών στρωμάτων ελασμάτων-επενδυμένων με χαλκό με θερμή πίεση, με έμφαση στη διασφάλιση της βασικής σταθερότητας σύνδεσης μεταξύ κάθε στρώσης. Κατά τη διαδικασία ελασματοποίησης, η απαίτηση για ακρίβεια ευθυγράμμισης των ενδιάμεσων στρωμάτων είναι σχετικά χαμηλή.
Λόγω των πολλαπλών στρωμάτων και της πολύπλοκης δομής τους, οι πλακέτες HDI απαιτούν εξαιρετικά αυστηρές διαδικασίες πλαστικοποίησης. Όχι μόνο πρέπει να διασφαλίσουμε μια στενή εφαρμογή μεταξύ κάθε στρώσης, αλλά πρέπει επίσης να διασφαλίσουμε την ευθυγράμμιση των ενδιάμεσων στρωμάτων υψηλής ακρίβειας{{1} για να επιτύχουμε ακριβή σύνδεση μεταξύ μικροοπών και κυκλωμάτων. Κατά τη διαδικασία πλαστικοποίησης, είναι απαραίτητος ο ακριβής έλεγχος παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η πίεση και ο χρόνος για την αποφυγή ελαττωμάτων όπως η μετατόπιση των ενδιάμεσων στρωμάτων και οι φυσαλίδες, διασφαλίζοντας τη συνολική απόδοση των πλακών HDI.
Διαφορές στα χαρακτηριστικά απόδοσης
Ηλεκτρική απόδοση
Οι συνηθισμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν ορισμένους περιορισμούς στην ταχύτητα και τη συχνότητα μετάδοσης σήματος. Καθώς η συχνότητα του σήματος αυξάνεται, προβλήματα όπως η εξασθένηση του σήματος και η αλληλεπίδραση γίνονται σταδιακά εμφανή. Αυτό οφείλεται στο ότι το σχετικά παχύ κύκλωμά του και μεγαλύτερο μέσω οπών θα δημιουργήσει μεγαλύτερη αντίσταση, επαγωγή και χωρητικότητα, επηρεάζοντας την ακεραιότητα του σήματος.
Οι πλακέτες HDI, με το περίπλοκο σχέδιο κυκλώματος και μικροοπών τους, μειώνουν σημαντικά την αντίσταση, την επαγωγή και την χωρητικότητα του κυκλώματος, μειώνοντας αποτελεσματικά τις απώλειες και τις παρεμβολές κατά τη μετάδοση σήματος. Έχει εξαιρετική απόδοση στη μετάδοση σήματος υψηλής-ταχύτητας και υψηλής-συχνότητας και μπορεί να καλύψει τις εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για ποιότητα μετάδοσης σήματος σε σενάρια εφαρμογών όπως η επικοινωνία 5G και η αποθήκευση δεδομένων υψηλής-ταχύτητας.
μηχανικές ιδιότητες
Η μηχανική αντοχή των συνηθισμένων πλακών τυπωμένου κυκλώματος εξαρτάται κυρίως από το υλικό και το πάχος του υποστρώματος και υπάρχουν ορισμένα σημεία συμφόρησης στη σμίκρυνση και την αραίωση. Λόγω της σχετικά απλής δομής του, είναι επιρρεπής σε προβλήματα όπως παραμόρφωση πλάκας και ρωγμές συγκόλλησης όταν υποβάλλεται σε πολύπλοκες τάσεις.
Οι πλακέτες HDI χρησιμοποιούν λεπτότερα, ελαφρύτερα και ισχυρότερα υποστρώματα, ενώ βελτιστοποιούν τη δομική σχεδίαση πολλαπλών-στρώσεων για τη βελτίωση της συνολικής μηχανικής σταθερότητας. Παρόλο που είναι ελαφρύ, μπορεί να αντέξει έναν ορισμένο βαθμό μηχανικής καταπόνησης, όπως κραδασμούς και κρούσεις, καθιστώντας το κατάλληλο για πεδία όπως κινητές ηλεκτρονικές συσκευές που έχουν αυστηρές απαιτήσεις για τον όγκο και το βάρος της συσκευής.
Διαφορετικά πεδία εφαρμογής
Λόγω του χαμηλού κόστους και της σχετικά απλής διαδικασίας κατασκευής, οι συνηθισμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικές συσκευές που δεν απαιτούν υψηλή απόδοση και χώρο, όπως συνηθισμένες οικιακές συσκευές (όπως τηλεοράσεις και πλυντήρια ρούχων), ηλεκτρονικά προϊόντα χαμηλού -καταναλωτικού προϊόντος (όπως συνηθισμένα ραδιόφωνα και απλά τηλεχειριστήρια) και μη βασικά εξαρτήματα κυκλώματος σε ορισμένους βιομηχανικούς εξοπλισμούς ελέγχου.
Οι πλακέτες HDI χρησιμοποιούνται κυρίως στον τομέα των ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής τεχνολογίας-λόγω της εξαιρετικής απόδοσης και των δυνατοτήτων ενσωμάτωσης υψηλής πυκνότητας-. Για παράδειγμα, στα smartphone, ένας μεγάλος αριθμός λειτουργιών πρέπει να ενσωματωθεί σε ένα μικρό χώρο και οι πλακέτες HDI μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες τους για μετάδοση σήματος υψηλής-ταχύτητας, σμίκρυνση και λεπτότητα. Στον τομέα των υπολογιστών, οι πλακέτες HDI χρησιμοποιούνται ευρέως για εξαρτήματα όπως μητρικές πλακέτες διακομιστών και κάρτες γραφικών υψηλών{4}}που απαιτούν υψηλή απόδοση για τη διασφάλιση υψηλής-ταχύτητας επεξεργασίας και μετάδοσης δεδομένων. Επιπλέον, οι πίνακες HDI διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε τομείς υψηλής ακρίβειας, όπως η αεροδιαστημική και ο ιατρικός εξοπλισμός, παρέχοντας υποστήριξη για τη σταθερή λειτουργία πολύπλοκων ηλεκτρονικών συστημάτων.