Ob HDI-PCB Ihre Anforderungen erfüllen kann, hier sind die Antworten!

In letzter Zeit gab es eine dramatische Nachfrage nach anspruchsvolleren elektronischen Geräten mit leistungsstarken Rechenfähigkeiten, um neue Technologien wie IoT- und 4G-Netzwerke zu ermöglichen. HDI PCB ist einer der entscheidenden Faktoren, um leistungsstarke und dennoch kleine elektronische Geräte bereitzustellen, die im Vergleich zu herkömmlicher PCB-Technologie die gleiche oder weniger Fläche benötigen.

In diesem Artikel werden wir mehr über diese fantastische PCB-Technologie erfahren. Wir beginnen damit, zu definieren, was wir unter HDI-Leiterplatten verstehen und wie wir sie entwerfen und herstellen. Darüber hinaus erläutern wir wichtige Elemente wie HDI-Leiterplattenmaterialien, die Auswahl von Herstellern und die Prognose von HDI-Leiterplatten auf dem internationalen Markt.

1. Was ist HDI PCB?

Elektronische Geräte mit einem leichteren, dünneren und kleineren Design haben Leiterplatten dazu bewogen, fortschrittlicher zu werden, so dass HDI-Leiterplatten (High-Density Interconnection) auftauchten und in der Industrie Einzug hielten. Der Hauptunterschied zwischen HDI-Leiterplatten und herkömmlichen Leiterplatten besteht darin, dass sie eine hohe Dichte bieten, da sie Micro-Via-Schichten verwenden.

Die Grundlagen für die Verbindung verschiedener Leiterplattenherstellung. DIE herkömmlichen PCB-Routing-Methoden können dies nicht leisten. Bei HDI sind PCB-Schichten Micro-Vias-Schichten mit kleinen Durchmessern bzw. Tiefen von 50 bis 150 μm. Sie ermöglichen kleine und dünne HDI-Leiterplatten zur Herstellung kleiner elektronischer Geräte mit verbesserten Fähigkeiten.

Typischerweise bauen wir diese Micro-Via-Schichten auf einer einfachen Leiterplatte auf, die beispielsweise eine ein- oder mehrschichtige Leiterplatte sein kann. Wir können solche Schichten auf beiden Seiten der zentralen Platte erstellen. Typischerweise realisieren wir die elektrische Verbindung zwischen der Primärplatine und den weiteren Aufbaulagen über Microvias.

Da die Abmessungen der Micro-Via-Pads winzig sind, können wir die Platinengröße und das Gewicht erheblich reduzieren, was zu einer Verringerung der Gesamtgröße des elektronischen Produkts führt. Die Verwendung der Microvias erhöht auch die elektrische Leistung.

Vorteile der HDI-Leiterplatte:

• Reduzierte Größe
• Leicht
• Bessere elektrische Leistung
• Kostengünstig
• Schnellere Herstellungszeiten
• Weniger Wärmeübertragung
• Effizienter Stromverbrauch führt zu längerer Akkulaufzeit
• Ermöglicht eine hohe Signalübertragungsrate und eine bessere Signalqualität

2. HDI-PCB-Design

Die überwiegende Mehrheit der verfügbaren Verpackungsprozesstechnologie auf dem Markt basiert auf dem HDI-Prozess. Wir benötigen eine minimale Linienbreite/Abstand von 100 um für einen stabilen industriellen Ertrag. Die Aufbautechnologie, die wir bei HDI-Leiterplatten einsetzen, verwendet Laserbohren, Plasmabohren oder fotostrukturierbare Dielektrika, um Sacklöcher zu bilden, um die hohen Dichten zu erreichen, die zum Auffächern eines Flip-Chip-Arrays erforderlich sind.

In vielen Fällen, wenn wir nur einen oder zwei Flip-Chips für ein Gerät benötigen, nutzen wir die HDI-Technologie auf dem Rest der Platine nicht ausreichend aus. Wie in den universellen Standards IPC-2221A und IPC-2222 zu PCB-Designregeln angegeben, begrenzen wir das Seitenverhältnis für die Durchkontaktierungen auf mindestens 6:1 bis maximal 8:1.

Ebenso empfehlen wir einen Bohrdurchmesser von 0,25 mm für eine typische Leiterplattenbreite von 1,60 mm. Diese Einschränkungen sind für die Fertigung absolut angemessen, und WellPCB empfiehlt dies auch. Es ist wichtig zu erwähnen, dass für IPC der Klasse 3 solche Konsistenzparameter unerlässlich sind.

Aus Gründen der Zuverlässigkeit können wir die Via-Pad-Abmessungen und den Lochdurchmesser nicht reduzieren. Wie von den universellen Standards IPC 2221A vorgeschlagen, begrenzen wir die Pad-Größe auf 0,55 bis 0,60 mm.

3. Wichtige Schlüssel im HDI-Leiterplattenherstellungsprozess

Blende

Einer der Schlüsselparameter, der beim Herstellungsprozess von HDI-Leiterplatten berücksichtigt wird, ist das Öffnungsverhältnis. Dieses Verhältnis müssen wir bei der Konstruktion der Durchgangs- und Sacklöcher berücksichtigen. Typischerweise beträgt die Durchgangslochöffnung etwa 0,15 mm, wenn wir den alten mechanischen Bohrer verwenden, und das Verhältnis zwischen der Leiterplattendicke und dem Öffnungsverhältnis beträgt mindestens 8:1. Dennoch empfehlen wir beim Einsatz des Laserbohrers eine Einstellung der Laserlochöffnung zwischen 3 bis 6 mm bei einem Öffnungsverhältnis von maximal 1:1.

Stapeln

Typischerweise beeinflussen verschiedene Faktoren die Leiterplatten während des Stapelprozesses, wie beispielsweise Temperatur und Druck. Wenn die Ausgangsplatten aus dem Stapelprozess nicht symmetrisch sind, was bedeutet, dass die Spannung ungleichmäßig auf der Platte verteilt ist, tritt auf einer Seite ein Verzug auf, was die Plattenausbeute verringert. Folglich muss der Konstrukteur das unsymmetrische Stapelprozessdesign und die ungleiche Verteilung der Löcher berücksichtigen.

Prozessablauf

Wir können viele Ähnlichkeiten hinsichtlich des Prozessablaufs zwischen HDI-Leiterplatten und gewöhnlichen Leiterplatten feststellen. Zum Beispiel ist der Prozessablauf von HDI-Leiterplatten mit sechs Schichten und zwei Stapeln derselbe wie bei gewöhnlichen Leiterplatten, mit Ausnahme der Reihenfolge der Bohrlöcher. Beim Laserbohrverfahren formen wir die Sacklöcher auf den PCB-HDI-Platinen bei hohen Temperaturen, um die Lochwände zu brennen. Bei HDI-Leiterplatten mit zwei Lagen plattieren und füllen wir die Sacklöcher professionell, was den Prozess teuer macht.

4. So wählen Sie das richtige Material für Ihre HDI-Leiterplatten aus

Die dünneren Materialien, die wir in Leiterplatten verwenden, sind das Endprodukt, da die Materialien einen entscheidenden Faktor haben können. Wir können verschiedene Materialien in der HDI-Leiterplattenherstellung verarbeiten, basierend auf den erforderlichen Endspezifikationen des Produkts.

Die notwendigen Materialien, die wir verwenden, können FR4, Metall, Glasfaser sein, die jeweils von der Art des Produkts abhängen, das wir herstellen möchten. Bei der Oberflächenveredelung der HDI-Leiterplatte können Sie zwischen ENIG, HASL, Tauchzinn, Tauchsilber und Gold wählen. Wir empfehlen ENIG wegen seiner Glätte und flexiblen Lötbarkeit.

5. Worauf Sie bei Ihrem HDI-Leiterplattenhersteller achten sollten

Die Wahl eines HDI-Leiterplattenherstellers, der alle Ihre Anforderungen an den Bau komplexer Leiterplatten mit hoher Qualität erfüllen kann, ist von entscheidender Bedeutung. Der Aufbau von HDI-Leiterplatten ist ein komplexer Prozess; Suchen Sie immer nach einem Hersteller mit hohen Multilayer-Technologien, die sich verpflichten, qualitativ hochwertige Produkte zu liefern.

WellPCB bietet einen Wettbewerbsvorteil bei der Herstellung von HDI-Leiterplatten. Wir bieten schnell und zuverlässig Angebote für Ihre HDI-Leiterplatten. Als erfahrener HDI-Leiterplattenhersteller mit langjähriger Reputation bieten wir innovative Vorschläge von der Designphase bis zum letzten Schritt des Prozesses. Bei WellPCB ist unser Engineering-Team bestrebt, hervorragende Endprodukte mit hochwertigen Leiterplatten mit minimalen Fehlern zu liefern. Erfahren Sie mehr über unsere Dienstleistungen in der Leiterplattenfertigung.

6. Globale Marktprognose für HDI-Leiterplatten

PCB-Hersteller haben sich seit mehreren Jahren intensiv mit HDI PCB beschäftigt, das 2017 einen Marktwert von 9.500 Millionen US-Dollar hatte. Experten erwarten, dass es bis 2025 22.000 Millionen US-Dollar erreichen wird, mit einer CAGR von 11 %.

Mit dem Aufkommen von Smartphones und mobilen Mediengeräten mit sehr kompakten Funktionen erhöhen Halbleitergeräte weiterhin die Anzahl der Pins, während sie in ihrer Form schrumpfen. Bis zum Produktionsjahr 2020 würde die Anzahl der Hochgeschwindigkeits-I/O-Anschlusspinbelegungen über 4.000 Pinbelegungen pro Flip-Chip betragen, was ein ultrafeines Raster im Array-Bereich erfordern würde. Die meisten chinesischen Leiterplattenlieferanten stellen jedoch eine von ITRI definierte Verpackungs-Roadmap bereit. Wenden Sie sich selbst an den Spediteur.

Diese Pinbelegungszahlen werden weiter zunehmen, da der IC-Trend weiterhin dem Mooreschen Gesetz folgt. In Anbetracht dieser Fortschritte bei der Anforderung an die Rastergröße wäre die Verpackung solcher Chips eine Herausforderung in Bezug auf Kosten und Produktleistung.

Die am weitesten verfügbare Verpackungsprozesstechnologie auf dem Markt hängt jetzt vom HDI-Prozess ab, bei dem die Mindestlinienbreite/-abstand von 100 um für eine stabile Produktionsausbeute garantiert wird.

Schlussfolgerung

Die häufigste Praxis zur Erhöhung der Verbindungsdichte von Substraten oder PCBs besteht darin, die Anzahl der Metallschichten zu erhöhen und die Gesamtdicke sowohl des dielektrischen Materials als auch der Metallisierung zu steuern, um eine kleinere Größe für die Endprodukte zu erhalten. HDI PCB ist die beste Wahl für komplexe Schaltungen, die wir in PCBs mit kleinen Abmessungen implementieren müssen.