HDI PCB to skrót od High-Density Interconnect PCB, czyli technologii wykorzystywanej w produkcji płytek drukowanych. Płytki HDI PCB charakteryzują się wysoką gęstością połączeń i wykorzystują technologię mikroślepych przelotek. Stanowią jeden z najszybciej rozwijających się segmentów rynku płytek drukowanych. Zwiększona gęstość połączeń w płytkach HDI PCB umożliwia konsolidację cieńszych linii i odstępów, mniejszych otworów przelotowych i padów przechwytujących, a także większą gęstość padów połączeniowych. Płytki HDI PCB charakteryzują się przelotkami ślepymi i zagrzebanymi, a zazwyczaj zawierają mikroprzelotki o średnicy 0,006 mm lub mniejszej. We wrześniu 1994 roku amerykańskie konsorcjum branży PCB, znane jako ITRI (Interconnection Technology Research Institute), rozpoczęło badania nad produkcją płytek drukowanych o wysokiej gęstości, zwane „Projektem Październikowym”. Wykorzystali prototypy Motoroli MTV1 i MRTV2.2 (czerwiec 1996) do eksperymentów z produkcją mikroślepych przelotek przy użyciu niemechanicznych metod wiercenia. Metody te obejmowały ablację laserową, fotoprzelotki, trawienie plazmowe i trawienie alkaliczne. Nowa era płytek drukowanych o wysokiej gęstości połączeń (HDI) oficjalnie rozpoczęła się wraz z publikacją październikowego raportu z fazy I rundy 2 projektu, 15 lipca 1997 roku. Początkowo produkty te nazywano w krajach zachodnich SBU (Small Business Unit), podczas gdy w Japonii MVP (Miniature Vias and Pads) ze względu na znacznie mniejszą strukturę otworów w porównaniu z poprzednimi płytkami. Ostatecznie jednak amerykańskie stowarzyszenie IPC (Association Connecting Electronics Industries) ujednoliciło terminologię i nadało im nazwę „HDI”.
Główna różnica między płytką drukowaną HDI a tradycyjną płytką drukowaną
Płytki HDI, znane również jako płytki wielowarstwowe Build-up (BUM), są konstruowane z wykorzystaniem tradycyjnych płytek dwustronnych jako podłoża rdzeniowego, które są w sposób ciągły układane i laminowane. W porównaniu z konwencjonalnymi płytkami drukowanymi, płytki HDI oferują zalety, takie jak lekkość, grubość, krótki czas i mały rozmiar. Połączenia elektryczne między warstwami w płytkach HDI są realizowane poprzez przewodzące przelotki, zakopane przelotki i ślepe przelotki. Struktura płytek HDI różni się od zwykłych płytek wielowarstwowych, ponieważ w dużej mierze zawierają one mikrozakopane ślepe przelotki. Tradycyjne wielowarstwowe płytki drukowane mają jedynie otwory przelotowe i nie mają małych zakopanych ślepych przelotek. Połączenia elektryczne w tych płytkach drukowanych są realizowane poprzez połączenia przelotowe, co wymaga większej liczby warstw, aby spełnić wymagania projektowe. Natomiast płytki HDI wykorzystują konstrukcję z mikrozakopanymi ślepymi przelotkami, co wymaga mniejszej liczby warstw, aby spełnić wymagania projektowe, dzięki czemu są lżejsze i cieńsze.
Wysoka niezawodność PCB HDI
Miedziane słupki zwiększają niezawodność, redukując niedopasowanie impedancji między różnymi metalami użytymi w układzie warstwowym, ze względu na ich różne współczynniki rozszerzalności cieplnej. Ponadto, dzięki wyższej wytrzymałości mechanicznej, płytki HDI charakteryzują się mniejszą wrażliwością na czynniki środowiskowe, takie jak wilgotność i temperatura, w porównaniu z tradycyjnymi płytkami drukowanymi.Gęste połączenia między płytkami HDI PCB
Zastosowanie miedzianych słupków umożliwia uzyskanie połączeń o dużej gęstości bez zwiększania liczby warstw na płytce drukowanej. Zapewnia to większą elastyczność w kierowaniu sygnałów z jednej strony płytki na drugą, bez konieczności stosowania kosztownych, metalizowanych otworów przelotowych lub ślepych przelotek. Obecność miedzianych słupków pomaga również zmniejszyć przesłuchy między sygnałami kierowanymi na różnych warstwach, zapewniając dodatkowe punkty połączeń elektrycznych na interfejsie każdej warstwy.Mniejsze wymiary płytki HDI PCB
Wysoka gęstość połączeń jest osiągana poprzez umieszczanie komponentów bliżej siebie niż w przypadku tradycyjnych płytek drukowanych, co zmniejsza ich całkowity rozmiar przy zachowaniu tego samego poziomu wydajności. Na przykład, urządzenia medyczne często wymagają małych obudów o wysokiej przepustowości, co mogą zapewnić jedynie płytki drukowane HDI. Przykładowo, implanty muszą być na tyle małe, aby zmieściły się w ludzkim ciele, ale wszelkie urządzenia elektroniczne w nich zawarte muszą efektywnie umożliwiać szybką transmisję sygnału.Redukcja wagi
Całkowita redukcja objętości pozwala na zastosowanie cieńszych płytek drukowanych bez utraty wydajności i niezawodności. Zmniejsza to również liczbę materiałów wykorzystywanych w procesie produkcyjnym, a tym samym obniża koszty materiałów i koszty utylizacji odpadów.
Niższa pojemność i indukcyjność płytki drukowanej HDI
Połączenia międzysystemowe charakteryzują się niższą pojemnością i indukcyjnością w porównaniu do tradycyjnych płytek PCB, co przyczynia się do poprawy integralności sygnału, redukcji szumów i zwiększenia przepustowości.Wyższa wydajność PCB HDI
Płytki HDI oferują lepsze odprowadzanie ciepła i integralność sygnału w porównaniu z tradycyjnymi płytkami PCB. Wyższa gęstość pozwala na zastosowanie mniejszych komponentów i cieńszych warstw przy zachowaniu wymaganej impedancji. Przekłada się to na lepszą wydajność zarówno w układach cyfrowych, jak i analogowych, szczególnie pod względem odporności na zakłócenia i integralności sygnału.Wysoce konfigurowalny
Płytki drukowane HDI oferują wysoki stopień personalizacji, umożliwiając nie tylko dostosowanie rozmiaru i grubości obwodu, ale także kształtowanie go zgodnie z konkretnymi wymaganiami. Umożliwia to tworzenie bardziej złożonych projektów w mniejszych formatach, co jest szczególnie korzystne w przypadku urządzeń bezprzewodowych o ograniczonej przestrzeni, takich jak smartfony i tablety.Niższy koszt PCB HDI
Płytki drukowane HDI są bardziej ekonomiczne w produkcji w porównaniu z tradycyjnymi płytkami drukowanymi. Wymagają mniejszej liczby warstw miedzi na cal kwadratowy, co przekłada się na niższe koszty produkcji. Ponadto, ponieważ nie wymagają drogich elementów przewlekanych, ich koszty produkcji są niższe niż w przypadku konwencjonalnych płytek drukowanych.Rodzaj i liczba otworów przelotowych lub mikrootworów: Rodzaj i liczba otworów przelotowych lub mikrootworów w płytkach HDI PCB wpływa na ich koszt. Koszt jest wyższy w przypadku mniejszych średnic w porównaniu z większymi, ponieważ wymagają one większej precyzji. Dodatkowo, zwiększenie liczby otworów również podnosi cenę. Wysokość stosu i liczba warstw: Rodzaj wymaganego stosu również wpływa na koszt. Układ PCB o wysokiej gęstości 2-n-2 jest bardziej złożony niż układ 1-n-1, dlatego będzie droższy. Dodatkowe warstwy podniosą cenę. Należy wybrać najbardziej opłacalną liczbę warstw.
Zastosowane materiały: Materiał rdzenia może być wykonany z FR4, metalu, włókna szklanego lub innych materiałów. Do obróbki powierzchni można wybrać ENIG, HASL, cynę immersyjną, srebro immersyjne, złocenie lub inne rodzaje. ENIG jest najpopularniejszą metodą obróbki powierzchni w HDI ze względu na płaskość i łatwość lutowania. Laminowanie wielokrotne: Liczba warstw i struktura otworów nieprzelotowych określają wymaganą liczbę laminacji. Podczas gdy więcej warstw laminacji oznacza dłuższy czas obróbki i wyższe koszty, inwestycja w dodatkowe warstwy może poprawić wydajność i opłacalność produktu. Wypełnianie przelotek a otwór przelotowy: Mogą również występować różnice w kosztach między konfiguracjami wypełniania przelotek a otworami przelotowymi. Mikroprzelotki w wypełnianiu przelotek można wypełnić miedzią, natomiast mikroprzelotki w otworach przelotowych nie. Wypełnianie przelotek nieprzelotowych wymaga więcej materiału i czasu. Rozmiar PAD: Ważne jest, aby jak najwcześniej określić rozmiar PAD, aby obniżyć koszty. Zrozumienie odpowiedniego rozmiaru PAD pomoże w efektywnym i ekonomicznym zaplanowaniu projektu. Cykl produkcyjny: Zamówienie pilnej dostawy PCB może wiązać się z wyższymi kosztami, ponieważ realizacja zamówienia wymaga dodatkowych zasobów. Czasami zdarzają się sytuacje nagłe, na które nie masz wpływu, ale planowanie zamówień z wyprzedzeniem może pomóc w poprawie efektywności kosztowej. SprintPCB oferuje krótkie terminy realizacji i obsługę klienta. Dostawca PCB: Wybór partnera PCB znacząco wpłynie na koszt płytek HDI. Chcesz wybrać dostawcę, który oferuje konkurencyjne ceny, a jednocześnie dostarcza produkty wysokiej jakości, aby zapewnić opłacalność. Zamówienie wysokiej jakości towarów jest lepsze niż zamawianie części do naprawy lub wymiany.
W porównaniu ze standardowymi płytkami drukowanymi, płytki HDI (High-Density Interconnect) charakteryzują się zazwyczaj większą gęstością okablowania i gęstością padów. Charakteryzują się również mniejszymi szerokościami ścieżek i odstępami między nimi. Cechy te są osiągane dzięki zastosowaniu technik takich jak przelotki ślepe, przelotki zakopane i mikroprzelotki. Ten postęp technologiczny sprawia również, że są one droższe w porównaniu z tradycyjnymi płytkami drukowanymi. Trzy główne zasady projektowania płytek HDI PCB są następujące: Po pierwsze, w przeciwieństwie do tradycyjnych płytek drukowanych z metalizowanymi otworami przelotowymi (PTH), stosowane są mikroprzelotki. Zwiększa to gęstość ścieżek w warstwach wewnętrznych. Po drugie, należy rozważyć nową metodę układania warstw, która pomoże wyeliminować przelotki przelotowe. Po trzecie, należy upewnić się, że rozmieszczenie mikroprzelotek umożliwia tworzenie kanałów i ścieżek, co usprawnia trasowanie.Zastosowanie HDI PCB
Płytki HDI PCB nadają się do zastosowania w różnych branżach. Jak wspomniano powyżej, można je znaleźć we wszystkich rodzajach urządzeń cyfrowych, takich jak smartfony i tablety, a miniaturyzacja jest kluczem do ich efektywnego zastosowania. Można je również znaleźć w pojazdach, takich jak samochody, samoloty i inne pojazdy, które wykorzystują elektronikę. Oto kilka zastosowań płytek HDI PCB :
Produkty elektroniczne w przemyśle motoryzacyjnym (nawigacja, GPS, itp.)
Smartfony i telefony komórkowe
Laptopy
Konsole do gier
Noszone technologie (Apple Watch, trackery fitness itp.)
Telekomunikacja
Przyszłe trendy rozwoju branży HDI
Chociaż Chiny stały się największym rynkiem PCB na świecie, moce produkcyjne Chin kontynentalnych nadal koncentrują się przede wszystkim na produktach low-tech o niskiej wartości dodanej. Według statystyk Prismark, w 2016 r. Chiny kontynentalne odpowiadały za odpowiednio 19,1%, 13,5% i 10,4% wartości produkcji na rynkach PCB 4-warstwowych, 6-warstwowych i 8-16-warstwowych. Wolumen sprzedaży płyt nośnych IC i płyt wielowarstwowych o 18 warstwach i większej miał niewielki udział, odpowiednio zaledwie 2,7% i 1,2%. Udziały rynkowe płyt HDI i płytek elastycznych wyniosły odpowiednio 16,5% i 17,1%. Obecnie proces przetrwania najsilniejszych przyspiesza w przemyśle Chin kontynentalnych, a branża PCB wkracza w fazę modernizacji. Produkty high-end i najnowocześniejsze są nadal skoncentrowane w Japonii, Tajwanie, Korei Południowej i Europie Zachodniej. Z technologicznego punktu widzenia Japonia pozostaje wiodącym światowym producentem wysokiej klasy płytek PCB, specjalizując się w zaawansowanych płytkach HDI, podłożach do obudów i elastycznych płytkach o wysokiej gęstości. Stany Zjednoczone nadal utrzymują możliwości badawcze i produkcyjne w zakresie wysoce złożonych płytek PCB, koncentrując się przede wszystkim na wysokiej klasy płytkach wielowarstwowych, które są szeroko stosowane w krajowych sektorach wojskowym, lotniczym i komunikacyjnym. Korea Południowa i Tajwan również stopniowo włączyły się do konkurencji w obszarach o wyższej wartości dodanej, takich jak podłoża do obudów i płytki HDI. Wymagania przemysłu napędzają szybki rozwój technologii HDI (High-Density Interconnect). Produkty elektroniczne, takie jak smartfony, tablety i urządzenia noszone, ewoluują w kierunku miniaturyzacji, wielofunkcyjności i wydłużonej żywotności baterii. Biorąc za przykład Apple, iPhone 4S po raz pierwszy wprowadził technologię Anylayer HDI, podczas gdy iPhone X wykorzystał technologię SLP (Substrate-Like PCB). Technologia SLP pozwoliła płycie głównej iPhone'a X na osiągnięcie rozmiaru stanowiącego zaledwie 70% rozmiaru płyty głównej iPhone'a 8 Plus. Wraz z modernizacją do technologii komunikacji 5G, Huawei, OPPO i vivo szeroko wdrożyły płyty główne Anylayer HDI w swoich modelach 5G, a nawet modele z głównego nurtu i niższej półki odnotowały wzrost poziomu HDI swoich płyt głównych. Ewolucja płyt głównych smartfonów nastąpiła od jednowarstwowego HDI do HDI wysokiego i dowolnego poziomu, a następnie do SLP, z ciągłą redukcją szerokości/odstępów między liniami i ciągłą poprawą gęstości komponentów. Przestrzeń produktów HDI (High-Density Interconnect) dla motoryzacji jest ogromna. Wraz z trendem w kierunku inteligencji i automatyzacji, istnieje ogromny potencjał wzrostu konfiguracji i wydajności kontrolerów domeny pojazdów, które obejmują systemy rozrywki, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) i systemy autonomicznej jazdy. Wzrost ten jest wspierany przez rosnącą liczbę szybkich układów obliczeniowych umieszczonych w ograniczonej objętości. Na przykład kontroler ADAS Tesli wykorzystuje 8-warstwową konstrukcję HDI trzeciego rzędu. W przyszłościOczekuje się, że ścieżka rozwoju płyt głównych do samochodów będzie podążać podobną trajektorią jak w przypadku płyt głównych do telefonów komórkowych, przechodząc od procesów HDI niższego poziomu do wyższego poziomu.
Budynek A19 i C2, dzielnica Fuqiao nr 3, ulica Fuhai, dzielnica Bao'an, Shenzhen, Chiny 
+86 0755 2306 7700
Język
