Производство и монтаж печатных плат высокой плотности (HDI PCB) - комплексные услуги

Что такое печатная плата высокой плотности (HDI PCB)?

Печатные платы с высокой плотностью межсоединений (HDI) характеризуются более тонкими линиями, более тесными промежутками и более плотной разводкой, что обеспечивает более быстрое соединение при уменьшении размеров и объема проекта. Кроме того, в таких платах используются глухие и заглубленные межслойные переходы, микропереходы, нанесенные лазерной абляцией, последовательное ламинирование и вставки для межслойных переходов.

В результате плата HDI может обладать функциональностью предыдущих плат. HitechPCB - производитель и поставщик печатных плат HDI в Шэньчжэне, Китай - предлагает прототипы и массовое производство печатных плат HDI по низким ценам и с быстрым временем выполнения заказа. Клиенты из различных отраслей промышленности, которых мы обслуживаем, имеют общую черту - высокие ожидания в отношении качества, надежности и своевременной доставки при производстве печатных плат HDI. Качество нашей продукции не является чем-то второстепенным, оно заложено в каждый процесс - от изготовления до отгрузки.

Процесс изготовления печатных плат HDI

Общий процесс изготовления печатных плат HDI практически не отличается от процесса изготовления других печатных плат, с заметными отличиями в укладке печатной платы и сверлении отверстий. Поскольку платы HDI обычно требуют сверления отверстий меньшего размера для проходных каналов, обычно требуется лазерное сверление. Хотя лазерные сверла позволяют получать более мелкие и точные отверстия, они ограничены по глубине. Поэтому за один раз можно просверлить ограниченное число слоев. Для HDI-плат, которые неизменно являются многослойными и могут содержать заглубленные и глухие проходные отверстия, может потребоваться несколько процессов сверления. Это приводит к необходимости последовательного нанесения слоев для достижения желаемого стека или последовательных циклов ламинирования. Неудивительно, что это может значительно увеличить время и стоимость изготовления печатной платы.

Изготовление печатных плат с использованием технологии HDI является передовой технологией и поэтому требует наличия специальных знаний и опыта, а также специализированного оборудования, такого как лазерные сверла, лазерное прямое изображение (LDI) и специальные чистые помещения. Чтобы эффективно производить высококачественные и надежные печатные платы HDI, необходимо понимать процесс производства плат HDI и координировать свои действия с поставщиком печатных плат HDI для внедрения качественной технологии DFM (Design for Manufacturability) при разработке макета HDI.

Разработка печатных плат HDI

Печатные платы HDI были разработаны исходя из необходимости обеспечить повышенный уровень вычислительной мощности и производительности при меньших габаритах. Эта потребность была обусловлена в основном такими отраслями, как телекоммуникации, где стремление к созданию мобильных телефонов меньшего размера и более мощных потребовало поиска способа упаковки большего количества электронных схем в меньший и более плотный корпус.  Однако другими ключевыми факторами, повлиявшими на разработку печатных плат HDI, были тенденции в технологии интегральных схем (ИС), которые заставили пересмотреть способы проектирования макетов печатных плат и межсоединений. Некоторые из этих ключевых тенденций в области технологий микросхем включают:

Уменьшающийся размер ворот

Уменьшение размера штампа

Снижение уровней рабочего напряжения для контроля рассеиваемой мощности

Более высокие уровни интеграции элементов (т.е. больше транзисторов на единицу площади матрицы)

Более быстрое время нарастания сигнала (более высокие рабочие частоты и тактовая частота импульсов)

Тенденция в упаковке микросхем также сместилась от использования корпусов с малым количеством периферийных выводов к технологии поверхностного монтажа, позволяющей размещать соединительные контакты под всей поверхностью микросхемы. Одной из таких технологий является Ball Grid Array (BGA), которая размещает соединительные контакты в виде сетки на нижней стороне микросхемы. По мере добавления все большего количества контактов в пакеты микросхем соответствующая плотность контактов увеличивается, а расстояние между контурами печатной платы или контактными площадками уменьшается (известное как шаг). Хотя это помогает достичь цели уменьшения размера упаковки для электроники, это также создает дополнительные проблемы и требует внесения изменений в процесс производства печатных плат HDI.

У BGA есть и другие преимущества, такие как более низкое тепловое сопротивление между устройством и печатной платой. Этот факт помогает поддерживать приемлемые рабочие температуры устройств для микросхем, которые становятся все более сложными с точки зрения плотности транзисторов. Еще одним преимуществом упаковки в виде решетчатой решетки является то, что соединительные провода короче. Более короткие выводы уменьшают индуктивность в выводах, что уменьшает искажения сигнала в высокоскоростных цепях, повышая общую производительность.

Преимущества печатных плат HDI

Технология HDI обеспечивает ряд преимуществ для проектировщиков и инженеров.

Компактная конструкция – платы HDI обладают высокой пропускной способностью и позволяют уменьшить как размер, так и количество слоев, необходимых для создания дизайна, по сравнению с использованием традиционных печатных плат.

Использование технологий micro vias и via in pad позволяет размещать компоненты ближе друг к другу и монтировать большее количество компонентов на одной стороне платы, что приводит к более быстрой передаче сигнала и улучшению целостности сигнала за счет более коротких путей прохождения сигнала.

При лазерном сверлении получаются отверстия меньшего размера и повышается термостойкость платы.

Возможность уменьшить количество слоев, необходимых при проектировании печатной платы, может привести к снижению затрат.

Могут поддерживаться устройства с низким шагом, такие как BGA, шаг которых может составлять 1 мм или меньше.

Меньшее соотношение сторон в переходных элементах HDI улучшило покрытие переходных элементов и общую надежность платы.

Области применения печатных плат HDI

Печатные платы HDI позволили упаковывать больше электроники в меньшие размеры, что помогло уменьшить размер продукции на ряде рынков. Некоторые примеры применения печатных плат HDI включают:

Здравоохранение и медицинские имплантированные устройства, такие как кардиостимуляторы и внешние устройства, такие как слуховые аппараты.

Автомобильная промышленность – компактная и легкая электроника экономит пространство и снижает вес автомобиля.

Потребительские устройства – сотовые телефоны, планшеты, портативные компьютеры и устройства с сенсорным экраном - были уменьшены в размерах и весе при повышенной производительности благодаря технологии HDI.

В конструкциях аэрокосмической электроники для ракетных систем, самолетов и оборонных приложений используются печатные платы HDI, которые обеспечивают надежную работу в экстремальных условиях окружающей среды.