Płytka drukowana (PCB) o wysokiej gęstości połączeń (HDI)

1. Definicja i podstawowa koncepcja

Płytka drukowana o wysokiej gęstości połączeń (HDI) to zaawansowana klasa płytek drukowanych charakteryzująca się znacznie wyższą gęstością okablowania na jednostkę powierzchni w porównaniu do konwencjonalnych płytek drukowanych.Podstawową motywacją dla technologii HDI jest nieustanne dążenie we współczesnej elektronice do miniaturyzacji i zwiększonej wydajności. Dzięki zastosowaniu wysoce zaawansowanych procesów produkcyjnych, płytki HDI upakowują więcej komponentów i ścieżek połączeniowych w mniejszej przestrzeni fizycznej, dzięki czemu urządzenia są lżejsze, mniejsze i bardziej kompaktowe.

2. Kluczowe cechy strukturalne

To, co definiuje płytkę HDI, to zastosowanie specjalistycznych struktur, które umożliwiają tę wysoką gęstość:

• Mikroprzelotki:Są one najbardziej definiującą cechą płytki HDI. Mikroprzelotka to maleńki otwór przewodzący o średnicy zazwyczaj $le 150 mu m$ ($le 0.006$ cali). Zazwyczaj są tworzone za pomocą wiercenia laserowego (a nie wiercenia mechanicznego) i są kluczowe dla łączenia warstw.

  • Przelotki ślepe: Łączą warstwę zewnętrzną z jedną lub kilkoma warstwami wewnętrznymi, ale nie przechodzą przez całą płytkę.

  • Przelotki zakopane: Łączą dwie lub więcej warstw wewnętrznych i są całkowicie uszczelnione od zewnątrz.

  • Via-in-Pad (VIP): Technika, w której mikroprzelotka jest umieszczana bezpośrednio wewnątrz pola lutowniczego komponentu, umożliwiając gęstsze rozmieszczenie komponentów o małym rastrze (takich jak układy BGA). Przelotka jest następnie wypełniana i pokrywana.

• Cieńsze linie i przestrzenie: Ścieżki miedziane (linie) i przestrzenie między nimi są znacznie węższe, często $le 100 mu m$ (0,10 mm) szerokości, co pozwala na poprowadzenie znacznie większej liczby ścieżek na każdej warstwie.

• Warstwy budowane (laminowanie sekwencyjne):Płytki HDI często wykorzystują proces laminowania sekwencyjnego, w którym warstwy są dodawane i przetwarzane etapami, z przelotkami wierconymi i wypełnianymi na każdym etapie. Ta struktura "budowana" skutkuje typami takimi jak (1+N+1) lub (2+N+2), gdzie 'N' to warstwy rdzeniowe, a liczby wskazują warstwy budowane o wysokiej gęstości po obu stronach.

3. Zalety technologii HDI

4. Typowe zastosowania

Płytki HDI są podstawą większości współczesnych zaawansowanych technologicznie urządzeń elektronicznych, w tym:

• Smartfony i tablety

• Technologia ubieralna (Smartwatche, urządzenia do śledzenia kondycji)

• Sprzęt medyczny (obrazowanie diagnostyczne, urządzenia monitorujące)

• Elektronika samochodowa (moduły ADAS, systemy GPS)

• Systemy lotnicze i obronne