برد مدار چند لایه HDIبه عنوان یک حامل فناوری کلیدی برای دستیابی به این هدف، با مفهوم طراحی منحصر به فرد و عملکرد عالی خود به نیروی محرکه اصلی توسعه صنعت الکترونیک مدرن تبدیل شده است و به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی مختلف-بالا استفاده می شود.
1، مشخصات فنی اصلی برد مدار چند لایه HDI
(1) تراکم و ادغام خط فوق العاده بالا
ویژگی مهم بردهای مدار چندلایه HDI چگالی خط فوق العاده-بالای آنهاست. در مقایسه با تخته‌های چند لایه سنتی، بردهای HDI می‌توانند با استفاده از دیافراگم‌های کوچک (با حداقل دیافراگم 0.1 میلی‌متر یا حتی کوچک‌تر)، خطوط ظریف (با عرض/فاصله خط کمتر از 30 میکرومتر/30 میکرومتر)، و فناوری حفره‌شده کور، به تراکم بالا{2} اجزای بیشتری در فضای محدود متصل شوند. به عنوان مثال، در مادربردهای گوشی های هوشمند، بردهای مدار چند لایه HDI می توانند صدها جزء مانند پردازنده، حافظه، تراشه های RF و غیره را به طور فشرده یکپارچه کنند و مساحت برد مدار را تا حد زیادی کاهش دهند و امکاناتی را برای طراحی سبک وزن گوشی های هوشمند فراهم کنند.
(2) عملکرد عالی انتقال سیگنال
با بهبود مستمر سرعت عملکرد دستگاه های الکترونیکی، الزامات بالاتری برای یکپارچگی و سرعت بالای انتقال سیگنال مطرح شده است. بردهای مدار چندلایه HDI می توانند به طور موثری تلفات و تداخل در هنگام انتقال سیگنال را با بهینه سازی طرح مدار و مواد دی الکتریک کاهش دهند. ثابت دی الکتریک پایین و مواد مماس تلفات دی الکتریک کم مورد استفاده، و همچنین فناوری کنترل امپدانس دقیق، تضمین می کند که سیگنال های با سرعت بالا (مانند سیگنال های موج میلی متری در ارتباطات 5G) در طول انتقال پایدار می مانند و از مشکلاتی مانند اعوجاج و تاخیر سیگنال جلوگیری می کند و از کارایی پردازش و انتقال داده دستگاه اطمینان حاصل می کند.
(3) روش اتصال بین لایه ای انعطاف پذیر
بردهای مدار چندلایه HDI دارای چندین روش اتصال بین لایه ای انعطاف پذیر هستند، مانند سوراخ های کور (از سطح به لایه داخلی متصل می شوند، اما به کل برد مدار نفوذ نمی کنند)، سوراخ های مدفون (کاملاً در لایه داخلی برد مدار قرار دارند، به لایه سطحی متصل نیستند) و از طریق سوراخ ها (ترکیب در کل برد مدار طراحی شده). این روش اتصال متنوع نه تنها بازده سیم‌کشی برد مدار را بهبود می‌بخشد، بلکه اثرات انگلی vias را در مسیر انتقال سیگنال کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان انتقال سیگنال را افزایش می‌دهد. در عین حال، انعطاف پذیری بیشتری را برای طراحی مدارهای پیچیده فراهم می کند و الزامات اتصال کارآمد بین ماژول های عملکردی مختلف را برآورده می کند.
2، فناوری ساخت پیشرفته برد مدار چند لایه HDI
(1) فناوری لایه‌ای به سیم‌کشی با چگالی بالا- دست می‌یابد
هسته اصلی تولید برد مدار چندلایه HDI در فناوری لایه بندی نهفته است. این فناوری از رویکرد "لایه به لایه، لایه بندی تدریجی" برای ساخت بردهای مدار استفاده می کند. در مرحله اول، سوراخ‌های کور کوچکی بر روی بستر هسته با استفاده از فناوری حفاری لیزری ساخته می‌شوند و به دنبال آن آبکاری الکتریکی و پر کردن سوراخ‌ها برای ایجاد اتصالات بین لایه‌ای انجام می‌شود. سپس، سطح با مواد دی الکتریک عایق پوشانده می شود و مدارهای ظریف از طریق فرآیندهایی مانند فتولیتوگرافی و اچینگ ساخته می شوند. مراحل بالا را تکرار کنید تا به تدریج تعداد لایه ها و تراکم مدار برد مدار افزایش یابد. این فرآیند لایه‌بندی می‌تواند اندازه مدار و دقت تراز بین لایه‌ها را به دقت کنترل کند و به تولید برد مدار با چگالی و دقت بالا- دست یابد.
(2) فناوری حفاری لیزری با دقت بالا
حفاری لیزری یکی از فرآیندهای کلیدی در تولید بردهای مدار چند لایه HDI است. با استفاده از پرتوهای لیزر پرانرژی، دیافراگم های کوچک را می توان به سرعت و با دقت روی مواد تخته مدار ماشین کاری کرد. در مقایسه با حفاری مکانیکی سنتی، حفاری لیزری دارای مزایای دیافراگم کوچک، دقت موقعیت بالا و دیواره سوراخ صاف است که می تواند الزامات سختگیرانه برد HDI را برای پردازش سوراخ میکرو برآورده کند. در همین حال، حفاری لیزری همچنین می تواند حفاری را به هر شکلی انجام دهد و امکانات بیشتری را برای طراحی مدار پیچیده فراهم می کند.
(3) آبکاری پیشرفته و فرآیندهای تصفیه سطح
فرآیندهای آبکاری پیشرفته و تصفیه سطح برای اطمینان از عملکرد الکتریکی و قابلیت اطمینان بردهای مدار چند لایه HDI ضروری هستند. در فرآیند آبکاری، از فناوری آبکاری پرکننده سوراخ استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که سوراخ‌های کور و سوراخ‌های مدفون با مس پر شده‌اند، و هدایت و قابلیت اطمینان اتصالات بین لایه‌ای را بهبود می‌بخشد. از نظر عملیات سطحی، فرآیندهای متداول شامل رسوب شیمیایی نیکل و محافظ های قابل لحیم کاری ارگانیک است که می تواند به طور موثر از سطح بردهای مدار محافظت کند، لحیم کاری و مقاومت در برابر اکسیداسیون را بهبود بخشد و طول عمر برد مدارها را افزایش دهد.
3، زمینه های کاربردی گسترده تخته های مدار چند لایه HDI
(1) تلفن های هوشمند و پایانه های تلفن همراه
تلفن‌های هوشمند به‌عنوان بزرگ‌ترین بازار کاربردی برای بردهای مدار چندلایه HDI، تقاضای زیادی برای نازک شدن و{0}}عملکرد بالای بردهای مدار دارند. بردهای HDI به دلیل یکپارچگی بالا و عملکرد عالی در انتقال سیگنال به انتخاب ترجیحی برای مادربردهای گوشی های هوشمند تبدیل شده اند. نه تنها می‌تواند اجزای کلیدی مانند پردازنده‌ها، ماژول‌های دوربین، و ماژول‌های RF را ادغام کند، بلکه الزامات سختگیرانه یکپارچگی سیگنال برای ارتباطات 5G،{4}}انتقال داده با سرعت بالا و سایر عملکردها را برآورده می‌کند و توسعه تلفن‌های هوشمند را به سمت مسیرهای نازک‌تر و هوشمندتر ارتقا می‌دهد.
(2) الکترونیک خودرو و رانندگی خودمختار
تحت روند خودروهای هوشمند و برقی، سیستم‌های الکترونیکی خودروها به طور فزاینده‌ای پیچیده می‌شوند و چالش‌های جدیدی را برای قابلیت اطمینان و یکپارچگی بردهای مدار ایجاد می‌کنند. بردهای مدار چند لایه HDI به طور گسترده در زمینه هایی مانند واحدهای کنترل موتور، در سیستم های اطلاعات سرگرمی خودرو، و سیستم های کمک رانندگی خودکار (ADAS) در خودروها استفاده می شود. قابلیت اطمینان بالا و توانایی ضد تداخل- آن می‌تواند عملکرد پایدار دستگاه‌های الکترونیکی خودرو را در محیط‌های پیچیده الکترومغناطیسی و شرایط کاری سخت تضمین کند و پایه سخت‌افزاری محکمی برای توسعه هوشمندی خودرو فراهم کند.
(3) ایستگاه های پایه ارتباطی و تجهیزات 5G
توسعه سریع فناوری ارتباطات 5G الزامات بالاتری را برای عملکرد و ادغام تجهیزات ارتباطی مطرح کرده است. بردهای مدار چندلایه HDI، با عملکرد عالی- انتقال سیگنال با سرعت بالا و قابلیت‌های سیم‌کشی با تراکم بالا، به اجزای اصلی تجهیزات ارتباطی مانند ایستگاه‌های پایه 5G، روترها و سوئیچ‌ها تبدیل شده‌اند. می‌تواند الزامات انتقال سیگنال‌های موج میلی‌متری در ارتباطات 5G را برآورده کند، از کاربرد فن‌آوری‌های پیشرفته مانند آرایه‌های آنتن در مقیاس بزرگ پشتیبانی کند و به شبکه‌های 5G کمک کند تا به انتقال داده‌ها با سرعت بالا- و پایدار دست یابند.
(4) وسایل الکترونیکی پزشکی
دستگاه های الکترونیکی پزشکی مانند تجهیزات تصویربرداری تشدید مغناطیسی، ضربان سازها، ابزارهای مانیتورینگ پزشکی قابل حمل و غیره دارای الزامات بسیار سختگیرانه ای برای دقت، قابلیت اطمینان و ایمنی تخته های مدار هستند. دقت بالا و ویژگی های ادغام بالای بردهای مدار چند لایه HDI آنها را قادر می سازد تا تقاضا برای کوچک سازی و هوشمندسازی در تجهیزات پزشکی را برآورده کنند. در همین حال، عملکرد الکتریکی و پایداری عالی آن، دقت و قابلیت اطمینان تجهیزات پزشکی را در طول کارکرد طولانی مدت تضمین می‌کند و پشتیبانی قوی برای تشخیص و درمان پزشکی ارائه می‌کند.