برد مدار چاپی با چگالی بالا

بردهای مدار چاپی با چگالی بالا مانند هاب های حمل و نقل دقیق هستند که قطعات الکترونیکی مختلف را برای اطمینان از انتقال کارآمد سیگنال و عملکرد پایدار تجهیزات به هم متصل می کنند. ظهور آن نتیجه اجتناب‌ناپذیر پیگیری مستمر کوچک‌سازی و عملکرد بالا در فناوری الکترونیک است که پشتیبانی محکمی برای توسعه فناوری‌های پیشرفته- متعددی ارائه می‌دهد.

1، قابلیت ردیابی توسعه: متولد شده در پاسخ به نیازها، به طور مداوم تکامل یافته است
توسعه تابلوهای HDI را می توان به دهه 1960 ردیابی کرد. از آن زمان، با توسعه سریع دیجیتالی شدن، اطلاعات و هوشمندی محصولات الکترونیکی، الزامات برای اندازه، وزن، مصرف برق و عملکرد بردهای مدار به طور فزاینده ای افزایش یافته است. فناوری HDI به تدریج به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. با افزایش تعداد لایه‌های برد، کاهش فاصله اجزاء، و استفاده از فناوری‌{4}دقت بالا، اجزای مدار، خطوط سیگنال و خطوط برق بیشتر به‌طور متراکم روی برد مدار چیده می‌شوند که عملکرد برد مدار را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد و اندازه آن را کاهش می‌دهد. در قرن بیست و یکم، فناوری HDI به‌سرعت در اشکال پیشرفته‌تر و کارآمدتر مانند تخته‌های لایه متقاطع فوق نازک، سوراخ‌کردن لایه داخلی، و فناوری سوراخ‌های کوچک/کور توسعه یافته است، که چگالی سه‌بعدی و سطح عملکرد بردهای مدار را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

2، ویژگی های فنی: شکستن سنت، منجر به تغییر
(1) سیم کشی با چگالی بالا
در مقایسه با بردهای مدار چاپی سنتی، بردهای HDI به طور قابل توجهی تراکم سیم کشی را افزایش داده اند. می تواند مدارهای بیشتری را در یک فضای محدود ترتیب دهد و به اتصالات مدار پیچیده تری دست یابد. این به دلیل کوچک شدن مداوم عرض خطوط و فاصله خطوط آن است. امروزه، بردهای پیشرفته HDI می‌توانند به عرض خط و فاصله خطوط 25 میکرون یا حتی کوچک‌تر دست یابند که به بردهای مدار امکان می‌دهد عملکردهای بیشتری را انجام دهند و نیازهای یکپارچه‌سازی بالای دستگاه‌های الکترونیکی را برآورده کنند.
(2) فناوری میکرو متخلخل
منافذ میکرو یکی از ویژگی های کلیدی بردهای HDI است که معمولاً به منافذ با قطر کمتر از 150 میلی متر اشاره دارد. از طریق فناوری میکرو متخلخل، بردهای HDI به اتصالات الکتریکی محکم‌تر بین لایه‌ها دست می‌یابند، به طور موثر مسیرهای انتقال سیگنال را کوتاه می‌کنند، تأخیر و تداخل سیگنال را کاهش می‌دهند و سرعت و کیفیت انتقال سیگنال را بهبود می‌بخشند. در عین حال، استفاده از ریز منافذ همچنین چگالی مونتاژ بردهای مدار را افزایش می دهد، استفاده از فضا را بهبود می بخشد و شرایطی را برای کوچک سازی محصولات الکترونیکی ایجاد می کند.
(3) طراحی سوراخ کور و سوراخ مدفون
تخته های HDI به طور گسترده ای از فناوری های سوراخ کور و سوراخ های مدفون استفاده می کنند. سوراخ‌های کور سوراخ‌هایی هستند که از سطح یک برد مدار تا لایه خاصی در داخل امتداد می‌یابند، در حالی که سوراخ‌های مدفون سوراخ‌هایی هستند که به طور کامل در داخل برد مدار پنهان شده‌اند و لایه‌های میانی را به هم متصل می‌کنند. استفاده از این سوراخ‌های ویژه باعث کاهش تعداد سوراخ‌های ورودی روی سطح برد مدار می‌شود و فضای بیشتری را برای سیم‌کشی آزاد می‌کند و تراکم سیم‌کشی را بیشتر می‌کند. در عین حال، آنها همچنین به بهبود عملکرد الکتریکی بردهای مدار، کاهش بازتاب سیگنال و تداخل کمک می کنند.
(4) عملکرد الکتریکی خوب
برای برآورده ساختن الزامات الکتریکی سیگنال‌های{0}سرعت بالا، بردهای HDI به طور کامل ویژگی‌های AC را در فرآیند طراحی و ساخت در نظر می‌گیرند. با اتخاذ ساختارهای مناسب مانند Stripline و Microstrip و استفاده از مواد عایق با ثابت دی الکتریک پایین و نرخ تضعیف پایین، بردهای HDI دارای کنترل امپدانس عالی و قابلیت انتقال فرکانس بالا هستند که می تواند به طور موثر تشعشعات غیرضروری را کاهش دهد و از انتقال پایدار الزامات- دستگاه های الکترونیکی با سرعت بالا و سرعت بالا برای سیگنال های الکترونیکی مدرن اطمینان حاصل کند.

3، فرآیند ساخت: صنعتگری نفیس، دستیابی به کیفیت
(1) انتخاب مواد
ساخت تابلوهای HDI نیازمند مواد بسیار سختگیرانه است. معمولاً بسترهایی با تلفات کم و مقاوم در برابر حرارت بالا مانند FR-4 و پلی‌آمید برای اطمینان از عملکرد پایدار بردهای مدار در محیط‌های کاری مختلف انتخاب می‌شوند. پایداری ابعادی و ثبات ثابت دی الکتریک مواد را نمی توان نادیده گرفت، زیرا آنها تأثیر قابل توجهی بر دقت و پایداری انتقال سیگنال دارند. علاوه بر این، ضخامت، صافی و کیفیت لایه چسب فویل مسی عوامل کلیدی هستند که بر کیفیت محصول نهایی تأثیر می‌گذارند.
(2) تولید لایه داخلی
تولید لایه داخلی فرآیند اصلی تولید برد HDI است. ابتدا، الگوی طراحی با استفاده از تصویربرداری مستقیم لیزری یا فناوری فوتولیتوگرافی به دقت روی فویل مسی منتقل می‌شود و سپس مواد مس اضافی از طریق اچ شیمیایی حذف می‌شود تا یک الگوی مدار ریز تشکیل شود. این مرحله شامل مراحل متعددی مانند انتقال الگوی لایه داخلی، اچینگ، آبکاری مس و غیره است. هر مرحله نیاز به کنترل دقیق پارامترهای فرآیند برای اطمینان از صحت و کیفیت مدار لایه داخلی دارد.
(3) لایه بندی و حفاری
برای ساختن یک ساختار چندلایه، چندین لایه داخلی باید با مواد پیش آغشته عایق تحت دمای بالا و فشار بالا به طور دقیق تراز و فشرده شوند. پس از آن، یک دستگاه حفاری CNC با دقت بالا همراه با یک مته کوچک برای سوراخ کردن در موقعیت های از پیش تعیین شده برای دستیابی به اتصالات الکتریکی بین هر لایه استفاده می شود. دقت حفاری مستقیماً با عملکرد برد مدار مرتبط است و هرگونه انحراف ممکن است منجر به اتصالات الکتریکی ضعیف شود. پس از حفاری، عملیات آبکاری مس، شامل مراحلی مانند آبکاری شیمیایی مس، آبکاری مس و آبکاری طلای نیکل، برای پر کردن منافذ و تشکیل مسیرهای رسانا، تضمین تداوم الکتریکی خوب مورد نیاز است.
(4) درمان و آزمایش سطح
عملیات سطح برای قابلیت اطمینان طولانی مدت بردهای HDI بسیار مهم است. روش های متداول پردازش شامل OSP، قلع پاشی، آبکاری طلا و غیره است که می توان با توجه به نیازهای کاربردی خاص انتخاب کرد. پس از اتمام عملیات سطح، یک سری تست های الکتریکی سخت مانند تست فلای پین، AOI و ICT باید بر روی برد HDI انجام شود تا عملکرد الکتریکی برد مدار به طور جامع آزمایش شود و اطمینان حاصل شود که هر برد HDI استانداردهای طراحی را برآورده می کند و هیچ نقصی مانند اتصال کوتاه یا مدار باز ندارد.
(5) فرآیند ویژه
با توسعه تابلوهای HDI به سمت تراکم بالاتر و ساختارهای پیچیده تر، روش های تشخیص سنتی دیگر قادر به برآورده کردن الزامات کنترل کیفیت نیستند. بنابراین،-فناوری های تشخیص با دقت بالا مانند بازرسی اشعه ایکس-و بازرسی نوری خودکار به طور گسترده در فرآیندهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند. این فناوری‌ها می‌توانند عیوب بسیار کوچکی مانند ریزترک‌ها و ناهماهنگی دیافراگم را شناسایی کنند و به طور موثر کیفیت بردهای HDI را تضمین کنند و اطمینان حاصل کنند که هر محصول با الزامات طراحی مطابقت دارد.

4، زمینه برنامه: به طور گسترده نفوذ، ضروری است
(1) تجهیزات ارتباطی
در عصر ارتباطات 5G، تجهیزات ایستگاه پایه باید انتقال گسترده داده و پردازش سیگنال با سرعت بالا را انجام دهند. برد HDI، با سیم‌کشی با تراکم بالا، عملکرد الکتریکی خوب، و-قابلیت انتقال سیگنال با سرعت بالا، به انتخابی ایده‌آل برای اجزای کلیدی مانند ماژول‌های RF ایستگاه پایه 5G و واحدهای پردازش باند پایه تبدیل شده است که پشتیبانی قوی برای عملکرد کارآمد و پایدار شبکه‌های 5G ارائه می‌کند. در عین حال، بردهای HDI همچنین یک فناوری کلیدی برای دستیابی به عملکرد سبک و{8}بالا در دستگاه‌های پایانه تلفن همراه مانند تلفن‌های هوشمند هستند. آن‌ها می‌توانند ماژول‌های کاربردی‌تر، مانند ماژول‌های ارتباطی 5G، پردازنده‌های{11}با عملکرد بالا، ماژول‌های دوربین و غیره را ادغام کنند تا نیازهای متنوع‌تر کاربران را برای عملکردهای دستگاه تلفن همراه برآورده کنند.
(2) تجهیزات پزشکی
تجهیزات پزشکی نیاز به قابلیت اطمینان و عملکرد بسیار بالایی دارند. برد HDI به طور گسترده در تجهیزات تصویربرداری پزشکی، تجهیزات مانیتورینگ، تجهیزات تشخیص آزمایشگاهی، و غیره استفاده می‌شود. ویژگی‌های اتصال متقابل با چگالی بالا، دستگاه‌های پزشکی را قادر می‌سازد تا به طراحی‌های کوچک‌تر دست یابند و در عین حال از دقت و پایداری انتقال سیگنال اطمینان حاصل کنند و از داده‌های قابل اعتماد برای تشخیص و درمان پزشکی اطمینان حاصل کنند. به عنوان مثال، در دستگاه‌های پزشکی قابل حمل، بردهای HDI می‌توانند چندین عملکرد را در یک فضای محدود ادغام کنند، قابلیت حمل و قابلیت استفاده دستگاه را بهبود بخشند و نیازهای مدل‌های پزشکی نوظهور مانند مراقبت‌های بهداشتی از راه دور و مراقبت‌های بهداشتی خانگی را برآورده کنند.
(3) هوافضا
صنعت هوافضا برای وزن، حجم و قابلیت اطمینان تجهیزات الکترونیکی الزامات بسیار سختگیرانه ای دارد. بردهای HDI به دلیل ویژگی های سبک وزن، فشرده و قابلیت اطمینان بالا نقش مهمی در سیستم های الکترونیکی هوافضا ایفا می کنند. از سیستم ناوبری، سیستم کنترل پرواز گرفته تا سیستم ارتباطی هواپیما، برد HDI تضمین هایی را برای دستیابی به عملکرد و قابلیت اطمینان بالای تجهیزات فراهم می کند. به عنوان مثال، دستگاه های الکترونیکی در ماهواره ها باید عملکردهای پیچیده ای را در فضای محدود و محدودیت های وزن سخت انجام دهند. استفاده از بردهای HDI دستگاه های الکترونیکی ماهواره ای را قادر می سازد تا این الزامات را برآورده کنند و در عین حال طول عمر و پایداری عملیاتی ماهواره را بهبود بخشند.
(4) محاسبات با عملکرد بالا
با توسعه سریع فناوری‌هایی مانند هوش مصنوعی و داده‌های بزرگ، تقاضا برای قدرت محاسباتی در محاسبات{0}با عملکرد بالا به‌طور تصاعدی در حال افزایش است. بردهای HDI در دستگاه‌های محاسباتی با عملکرد بالا مانند سرورها و ابررایانه‌ها ضروری هستند. می‌تواند از{4}}انتقال داده با سرعت بالا و محاسبات موازی در مقیاس بزرگ- پشتیبانی کند، نیازهای تعداد زیادی از اتصالات سیگنال با سرعت بالا در داخل و بین تراشه‌های هوش مصنوعی را برآورده کند، در حالی که از یکپارچگی سیگنال، کاهش تأخیر، و ایجاد یک پایه سخت‌افزاری قدرتمند برای محاسبات{7} با کارایی بالا، پشتیبانی می‌کند. به عنوان مثال، در سرورهای هوش مصنوعی، برای پاسخگویی به نیازهای محاسباتی آموزش و استنتاج مدل AI پیچیده، باید به چند تراشه{9}}GPU با عملکرد بالا متصل شوند تا به انتقال و پردازش سریع داده دست یابند.