به عنوان حامل اصلی دستگاه های الکترونیکی، نوآوری فن آوری بردهای مدار چاپی بسیار مهم است. در میان آنها، بردهای اتصال{1}}تراکم بالا به دلیل قابلیتهای سیمکشی عالی و یکپارچهسازیشان توجه زیادی را به خود جلب کردهاند، در حالی که تختههای{2} مرتبه سوم HDI محصول پیشرفته فناوری HDI هستند. آنها با ساختار منحصربهفرد و عملکرد برتر خود به اجزای کلیدی بسیاری از دستگاههای{4}الکترونیکی پیشرفته تبدیل شدهاند و توسعه حوزه تولید الکترونیک را به سطح بالاتری سوق میدهند.
1، تعریف و تحلیل ساختاری هیئت مدیره HDI مرتبه-
برد مدار چاپی{0} مرتبه سوم، که به عنوان برد مدار چاپی- مرتبه بالا-هم با تراکم بالا نیز شناخته میشود، با تعداد لایههای موجود در لایههای آن نشان داده میشود. تختههای HDI معمولی ممکن است فقط دارای لایههای مرتب{{4} مرتبه اول یا مرتبه دوم باشند، در حالی که تختههای HDI مرتبه سوم بر اساس این پایه، طرحهای انباشته چندلایهای پیچیدهتر شدهاند. با افزودن تدریجی لایههای عایق و ورقهای مسی بر روی زیرلایه هسته با استفاده از فرآیند لایهبندی، و استفاده از تکنیکهایی مانند حفاری لیزری و پر کردن سوراخهای آبکاری، تا ساختارهای متصل به مرتبه سوم را میسازد.
از نظر ساختاری، هر مرحله از صفحه{0} مرتبه سوم HDI حاوی سوراخ های کور یا مدفون است که برای دستیابی به اتصالات الکتریکی بین لایه های مختلف استفاده می شود. سوراخ های کور فقط به لایه های خاصی در داخل برد مدار گسترش می یابند و به کل برد نفوذ نمی کنند. سوراخ های مدفون به طور کامل در داخل تخته پنهان شده و لایه های مختلف لایه داخلی را به هم متصل می کند. این طراحی منحصر به فرد ساختار سوراخ، چگالی سیمکشی را بسیار افزایش میدهد، و میتواند برد HDI مرتبه سوم را در محدوده محدودی کار کند.
حمل مدارها و قطعات الکترونیکی بیشتر در فضا برای برآوردن الزامات طراحی مدارهای پیچیده.
2، مزایای فنی برد HDI مرتبه 3
(1) قابلیت سیم کشی با چگالی بسیار بالا
در مقایسه با بردهای HDI مرتبه اول-و- مرتبه دوم، تراکم سیمکشی بردهای HDI مرتبه- جهشی کیفی داشته است. با در نظر گرفتن مادربردهای تلفن هوشمند، با غنیسازی مداوم عملکردهای تلفن همراه، مانند ادغام ماژولهای دوربین چندگانه، ماژولهای ارتباطی 5G و پردازندههای{5} با کارایی بالا، نیاز به فضای سیمکشی برای بردهای مدار به طور فزایندهای افزایش مییابد. برد HDI مرتبه سوم، با ساختار لایهای{8} مرتبه سوم و طراحی سوراخ کور و سوراخ مدفون، میتواند طرح مداری را که در ابتدا به یک منطقه بزرگتر نیاز داشت، در یک منطقه کوچکتر فشرده کند و امکان طراحی سبک وزن تلفنهای همراه را فراهم کند. در عین حال، در دستگاههایی مانند مادربردهای سرور و کارتهای گرافیکی{10}بالا که به انتقال سیگنال و ادغام اجزای بسیار بالا نیاز دارند، بردهای HDI مرتبه سوم به راحتی میتوانند نیازهای سیمکشی پیچیده را برطرف کنند و از اتصالات کارآمد و پایدار بین اجزای مختلف اطمینان حاصل کنند.
(2) عملکرد برتر انتقال سیگنال
در عصر انتقال داده با سرعت-بالا، یکپارچگی سیگنال بسیار مهم است. برد HDI مرتبه سوم به طور موثر طول و تداخل مسیرهای انتقال سیگنال را با بهینه سازی طرح مدار و اتصالات بین لایه ای کاهش می دهد. ساختار انباشته چند لایه آن به سیگنالها اجازه میدهد تا به طور انعطافپذیری بین لایههای مختلف جابجا شوند و از تضعیف سیگنال و مشکلات تداخل ناشی از سیمکشی در مسافتهای طولانی جلوگیری شود. در دستگاههای ارتباطی 5G، برد HDI مرتبه سوم میتواند از انتقال سیگنال با سرعت بالا در باند فرکانس موج میلیمتری پشتیبانی کند و از انتقال پایدار و سریع داده بین ایستگاههای پایه و دستگاههای پایانه اطمینان حاصل کند. علاوه بر این، برای سناریوهای کاربردی مانند تراشههای هوش مصنوعی و دستگاههای ذخیرهسازی سریع{11} که به کیفیت سیگنال شدید نیاز دارند، برد HDI مرتبه سوم میتواند عملکرد کارآمد تجهیزات را با عملکرد عالی انتقال سیگنال تضمین کند.
(3) اتلاف گرما و قابلیت اطمینان خوب
در فرآیند طراحی و ساخت بردهای HDI مرتبه 3، مسائل اتلاف حرارت و قابلیت اطمینان به طور کامل در نظر گرفته خواهد شد. با چیدمان مناسب فویل مسی و از طریق سوراخها، میتوان کانالهای موثر اتلاف گرما را برای دفع سریع گرمای تولید شده توسط قطعات الکترونیکی ایجاد کرد. برای مثال، در دستگاههای محاسباتی با عملکرد بالا، اجزای اصلی مانند پردازندهها مقدار زیادی گرما را در حین کار تولید میکنند. طراحی اتلاف گرما یک برد HDI مرتبه سوم تضمین میکند که این اجزا در محدوده دمایی مناسب کار میکنند و از کاهش عملکرد یا خرابی دستگاه ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری میکنند. در همین حال، ساختار چند لایه و فرآیند ساخت پیشرفته آن، استحکام مکانیکی و پایداری برد مدار را افزایش میدهد و آن را قادر میسازد تا عملکرد خوبی را در محیطهای کاربری پیچیده حفظ کند و طول عمر دستگاههای الکترونیکی را افزایش دهد.
3، مشکلات ساخت هیئت مدیره HDI مرتبه 3
عملکرد بالای بردهای HDI مرتبه سوم به دلیل فرآیندهای ساخت پیچیده آنهاست که چالش های زیادی را نیز به همراه دارد. در مرحله اول، تکنولوژی حفاری وجود دارد. برد HDI مرتبه سوم نیاز به پردازش تعداد زیادی سوراخ کور و مدفون با دیافراگمهای کوچک، معمولاً کمتر از 0.75 میلیمتر دارد، که دقت و پایداری تجهیزات حفاری لیزری را بسیار بالا میبرد. حتی خطاهای کوچک می تواند منجر به جابجایی سوراخ یا کیفیت ضعیف دیوار سوراخ شود که بر قابلیت اطمینان اتصالات الکتریکی بین لایه ها تأثیر می گذارد.
مرحله بعدی فرآیند لمینیت است که در آن چندین لایه از مواد عایق و فویل مس دقیقاً به یکدیگر فشرده می شوند تا از موقعیت دقیق بین لایه ها و عدم وجود نقص مانند حباب یا لایه لایه شدن اطمینان حاصل شود. به دلیل تعداد زیاد لایه ها در برد HDI مرتبه 3، کنترل دما، فشار و زمان در طول فرآیند پرس دشوارتر است. تنظیم نادرست هر پارامتر ممکن است باعث مشکلات کیفیت شود. علاوه بر این، فرآیند پر کردن آبکاری نیز نیاز به کنترل دقیقی دارد تا اطمینان حاصل شود که لایه مسی داخل سوراخهای کور و سوراخهای مدفون یکنواخت و کامل است تا عملکرد الکتریکی خوبی حاصل شود.
4، حوزه های کاربردی هیئت مدیره HDI مرتبه 3
(1) لوازم الکترونیکی مصرفی بالا
در{0}}محصولات الکترونیکی مصرفی بالا مانند تلفنهای هوشمند و تبلتها، بردهای HDI مرتبه سوم جایگاه مهمی را اشغال میکنند. برای پاسخگویی به تقاضای مصرف کنندگان برای دستگاه های سبک وزن، قابل حمل و قدرتمند، این محصولات باید ویژگی های پیشرفته تری را در فضای محدود ادغام کنند. مزایای سیمکشی با تراکم بالا و کوچکسازی برد 3 سطحی HDI، تلفنهای هوشمند را قادر میسازد تا به دوربینهای پیکسل بالاتر، باتریهای با ظرفیت بزرگتر و پردازندههای قدرتمندتر مجهز شوند و در عین حال طراحی سبکتری داشته باشند و تجربه کاربر را افزایش دهند.
(2) ارتباطات و مرکز داده
توسعه سریع ارتباطات 5G و گسترش مستمر مراکز داده، الزامات بیشتری را برای عملکرد PCB ها مطرح کرده است. برد HDI مرتبه سوم، با عملکرد برتر انتقال سیگنال و قابلیت سیمکشی با تراکم بالا، به طور گسترده در ماژولهای RF، واحدهای پردازش باند پایه ایستگاههای پایه 5G، و همچنین سوئیچها، مادربردهای سرور و سایر تجهیزات در مراکز داده استفاده میشود. میتواند از-سرعت و ظرفیت{7} بالا انتقال داده پشتیبانی کند و عملکرد پایدار شبکههای ارتباطی و قابلیتهای پردازش کارآمد مراکز داده را تضمین کند.
(3) پزشکی و هوافضا
در زمینه دستگاههای الکترونیکی پزشکی، مانند تجهیزات تصویربرداری پزشکی پیشرفته و دستگاههای پزشکی قابل کاشت، تقاضای زیادی برای قابلیت اطمینان و پایداری بردهای مدار وجود دارد. یکپارچگی بالا و عملکرد اتلاف حرارت خوب برد HDI مرتبه 3 می تواند تقاضا برای کوچک سازی و دقت در تجهیزات پزشکی را برآورده کند، در حالی که ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات را در طول استفاده طولانی مدت تضمین می کند. در زمینه هوافضا، تختههای{5} مرتبه سوم HDI نیز نقش مهمی ایفا میکنند، زیرا میتوانند به طور پایدار در محیطهای شدید کار کنند و پشتیبانی مداری قابل اعتمادی را برای سیستمهای کنترل الکترونیکی، تجهیزات ناوبری، و سایر اجزای هواپیما فراهم کنند.