Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) Υψηλής Πυκνότητας Διασύνδεσης (HDI)

1. Ορισμός και Βασική Έννοια

HDI PCB (High-Density Interconnect PCB) είναι μια προηγμένη κατηγορία πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων που χαρακτηρίζεται από σημαντικά υψηλότερη πυκνότητα καλωδίωσης ανά μονάδα επιφάνειας σε σύγκριση με τα συμβατικά PCBs.Το βασικό κίνητρο για την τεχνολογία HDI είναι η αδιάκοπη προσπάθεια στα σύγχρονα ηλεκτρονικά για μικρογραφία και βελτιωμένη απόδοση. Χρησιμοποιώντας εξαιρετικά εξελιγμένες διαδικασίες κατασκευής, οι πλακέτες HDI συσκευάζουν περισσότερα εξαρτήματα και διαδρομές δρομολόγησης σε μικρότερο φυσικό χώρο, καθιστώντας τις συσκευές ελαφρύτερες, μικρότερες και πιο συμπαγείς.

2. Βασικά Δομικά Χαρακτηριστικά

Αυτό που καθορίζει ένα HDI PCB είναι η χρήση εξειδικευμένων δομών που επιτρέπουν αυτή την υψηλή πυκνότητα:

• Microvias: Αυτά είναι το πιο καθοριστικό χαρακτηριστικό ενός HDI PCB. Ένα microvia είναι μια μικροσκοπική αγώγιμη οπή με διάμετρο συνήθως $le 150 mu m$ ($le 0.006$ ίντσες). Συνήθως δημιουργούνται με διάτρηση με λέιζερ (όχι μηχανική διάτρηση) και είναι ζωτικής σημασίας για τη σύνδεση στρώσεων.

  • Blind Vias: Συνδέουν ένα εξωτερικό στρώμα με ένα ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα, αλλά δεν περνούν εντελώς μέσα από την πλακέτα.

  • Buried Vias: Συνδέουν δύο ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα και είναι εντελώς σφραγισμένα από έξω.

  • Via-in-Pad (VIP): Μια τεχνική όπου το microvia τοποθετείται απευθείας μέσα στο μαξιλαράκι συγκόλλησης ενός εξαρτήματος, επιτρέποντας την πυκνότερη τοποθέτηση εξαρτημάτων λεπτής κλίσης (όπως Ball Grid Arrays ή BGAs). Το via στη συνέχεια γεμίζεται και επιμεταλλώνεται.

• Λεπτότερες Γραμμές και Χώροι: Τα χάλκινα ίχνη (γραμμές) και τα κενά (χώροι) μεταξύ τους είναι πολύ στενότερα, συχνά $le 100 mu m$ (0,10 mm) πλάτος, επιτρέποντας την δρομολόγηση πολύ μεγαλύτερου αριθμού ιχνών σε κάθε στρώμα.

• Built-Up Layers (Sequential Lamination): Οι πλακέτες HDI συχνά χρησιμοποιούν μια διαδικασία διαδοχικής ελασματοποίησης όπου τα στρώματα προστίθενται και υποβάλλονται σε επεξεργασία σε βήματα, με τα vias να τρυπιούνται και να γεμίζονται σε κάθε στάδιο. Αυτή η δομή «build-up» έχει ως αποτέλεσμα τύπους όπως (1+N+1) ή (2+N+2), όπου το 'N' είναι τα βασικά στρώματα και οι αριθμοί υποδεικνύουν τα στρώματα υψηλής πυκνότητας build-up και στις δύο πλευρές.

3. Πλεονεκτήματα της Τεχνολογίας HDI

4. Κοινές Εφαρμογές

Τα HDI PCBs είναι η ραχοκοκαλιά των περισσότερων σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένων:

• Έξυπνα τηλέφωνα και Tablet

• Φορέσιμη Τεχνολογία (Έξυπνα ρολόγια, Fitness Trackers)

• Ιατρικός Εξοπλισμός (Διαγνωστική Απεικόνιση, Συσκευές Παρακολούθησης)

• Ηλεκτρονικά Αυτοκινήτων (Μονάδες ADAS, συστήματα GPS)

• Αεροδιαστημικά και Αμυντικά Συστήματα