Leiterplatten mit hoher Dichte sind wie präzise Transportknotenpunkte, die verschiedene elektronische Komponenten verbinden, um eine effiziente Signalübertragung und einen stabilen Gerätebetrieb zu gewährleisten. Seine Entstehung ist ein unvermeidliches Ergebnis des kontinuierlichen Strebens nach Miniaturisierung und hoher Leistung in der elektronischen Technologie und bietet eine solide Unterstützung für die Entwicklung zahlreicher Spitzentechnologien.
1, Rückverfolgbarkeit der Entwicklung: Als Reaktion auf Bedürfnisse geboren, kontinuierlich weiterentwickelt
Die Entwicklung von HDI-Boards lässt sich bis in die 1960er Jahre zurückverfolgen. Seitdem sind mit der rasanten Entwicklung der Digitalisierung, Informatisierung und Intelligenz elektronischer Produkte die Anforderungen an Größe, Gewicht, Stromverbrauch und Leistung von Leiterplatten immer höher geworden. Die HDI-Technologie wurde nach und nach weit verbreitet. Durch die Erhöhung der Anzahl der Platinenschichten, die Reduzierung der Komponentenabstände und den Einsatz hochpräziser Technologie werden mehr Schaltungskomponenten, Signalleitungen und Stromleitungen dichter auf der Platine angeordnet, was die Leistung der Platine erheblich verbessert und ihre Größe verringert. Im 21. Jahrhundert hat sich die HDI-Technologie rasch in fortschrittlicheren und effizienteren Formen wie ultradünnen Kreuzschichtplatinen, Innenschichtperforation und Mikro-/Sacklochtechnologie weiterentwickelt, wodurch die dreidimensionale Dichte und das Leistungsniveau von Leiterplatten erheblich verbessert wurden.
2, Technische Merkmale: Traditionen durchbrechen, Veränderungen vorantreiben
(1) Verkabelung mit hoher Dichte
Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten weisen HDI-Karten eine deutlich höhere Verdrahtungsdichte auf. Es kann mehr Schaltkreise auf begrenztem Raum anordnen und komplexere Schaltkreisverbindungen realisieren. Dies ist auf die immer kleiner werdende Linienbreite und den immer kleiner werdenden Zeilenabstand zurückzuführen. Heutzutage können fortschrittliche HDI-Platinen Linienbreiten und Linienabstände von 25 Mikrometern oder sogar weniger erreichen, wodurch Leiterplatten mehr Funktionen tragen und die hohen Integrationsanforderungen elektronischer Geräte erfüllen können.
(2) Mikroporöse Technologie
Mikroporen sind eines der Hauptmerkmale von HDI-Platten und beziehen sich typischerweise auf Poren mit einem Durchmesser von weniger als 150 µm. Durch die mikroporöse Technologie erreichen HDI-Boards engere elektrische Verbindungen zwischen den Schichten, was die Signalübertragungswege effektiv verkürzt, Signalverzögerungen und Interferenzen reduziert und die Geschwindigkeit und Qualität der Signalübertragung verbessert. Gleichzeitig erhöht der Einsatz von Mikroporen auch die Bestückungsdichte von Leiterplatten, verbessert die Raumausnutzung und schafft Voraussetzungen für die Miniaturisierung elektronischer Produkte.
(3) Sackloch- und vergrabenes Lochdesign
Bei HDI-Platinen kommen häufig Blindloch- und vergrabene Lochtechnologien zum Einsatz. Sacklöcher sind Löcher, die von der Oberfläche einer Leiterplatte bis zu einer bestimmten Schicht im Inneren reichen, während vergrabene Löcher Löcher sind, die vollständig im Inneren der Leiterplatte verborgen sind und Zwischenschichten verbinden. Durch die Verwendung dieser speziellen Löcher wird die Anzahl der Durchgangslöcher auf der Oberfläche der Leiterplatte reduziert, wodurch mehr Platz für die Verdrahtung frei wird und die Verdrahtungsdichte weiter erhöht wird. Gleichzeitig tragen sie dazu bei, die elektrische Leistung von Leiterplatten zu verbessern und Signalreflexionen und Übersprechen zu reduzieren.
(4) Gute elektrische Leistung
Um die elektrischen Anforderungen von Hochgeschwindigkeitssignalen zu erfüllen, berücksichtigen HDI-Boards die AC-Eigenschaften im Design- und Herstellungsprozess vollständig. Durch die Verwendung geeigneter Strukturen wie Stripline und Microstrip sowie der Verwendung von Isolationsmaterialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und geringer Dämpfungsrate verfügen HDI-Boards über eine hervorragende Impedanzkontrolle und Hochfrequenzübertragungsfähigkeiten, die unnötige Strahlung effektiv reduzieren, eine stabile Übertragung von Hochgeschwindigkeitssignalen gewährleisten und die strengen Anforderungen moderner elektronischer Geräte an hohe Leistung erfüllen können.
3, Herstellungsprozess: Exquisite Handwerkskunst, Erzielung von Qualität
(1) Materialauswahl
Bei der Herstellung von HDI-Boards gelten äußerst strenge Materialanforderungen. Normalerweise werden verlustarme und hochhitzebeständige Substrate wie FR-4 und Polyimid ausgewählt, um eine stabile Leistung der Leiterplatten in verschiedenen Arbeitsumgebungen zu gewährleisten. Die Dimensionsstabilität und die Konsistenz der Dielektrizitätskonstanten von Materialien können nicht außer Acht gelassen werden, da sie einen erheblichen Einfluss auf die Genauigkeit und Stabilität der Signalübertragung haben. Darüber hinaus sind Dicke, Ebenheit und Qualität des Klebefilms der Kupferfolie entscheidende Faktoren, die die Qualität des Endprodukts beeinflussen.
(2) Herstellung der Innenschicht
Die Herstellung der Innenschicht ist der Kernprozess der HDI-Plattenherstellung. Zunächst wird das Designmuster mithilfe der Laser-Direktbildgebung oder der Fotolithografietechnologie präzise auf die Kupferfolie übertragen. Anschließend wird überschüssiges Kupfermaterial durch chemisches Ätzen entfernt, um ein feines Schaltkreismuster zu bilden. Diese Phase umfasst mehrere Schritte wie die Übertragung des Innenschichtmusters, das Ätzen, das Verkupfern usw. Jeder Schritt erfordert eine strenge Kontrolle der Prozessparameter, um die Genauigkeit und Qualität der Innenschichtschaltung sicherzustellen.
(3) Schichten und Bohren
Um eine mehrschichtige Struktur aufzubauen, müssen mehrere Innenschichten präzise ausgerichtet und mit isolierendem Prepreg-Material unter hoher Temperatur und hohem Druck zusammengepresst werden. Anschließend wird eine hochpräzise CNC-Bohrmaschine in Verbindung mit einem kleinen Bohrer verwendet, um an vorgegebenen Positionen Löcher zu bohren, um elektrische Verbindungen zwischen den einzelnen Schichten herzustellen. Die Bohrgenauigkeit steht in direktem Zusammenhang mit der Leistung der Leiterplatte und jede Abweichung kann zu schlechten elektrischen Verbindungen führen. Nach dem Bohren ist eine Verkupferungsbehandlung erforderlich, einschließlich Schritten wie chemischer Verkupferung, Galvanisierung von Kupfer und Nickel-Gold-Beschichtung, um die Poren zu füllen und leitende Pfade zu bilden und so eine gute elektrische Kontinuität sicherzustellen.
(4) Oberflächenbehandlung und -prüfung
Die Oberflächenbehandlung ist entscheidend für die langfristige Zuverlässigkeit von HDI-Boards. Zu den gängigen Verarbeitungsmethoden gehören OSP, Zinnspritzen, Vergolden usw., die je nach spezifischen Anwendungsanforderungen ausgewählt werden können. Nach Abschluss der Oberflächenbehandlung müssen eine Reihe strenger elektrischer Tests wie Flying-Pin-Test, AOI und ICT an der HDI-Platine durchgeführt werden, um die elektrische Leistung der Leiterplatte umfassend zu testen und sicherzustellen, dass jede HDI-Platine den Designstandards entspricht und keine Mängel wie Kurzschlüsse oder offene Schaltkreise aufweist.
(5) Besonderer Prozess
Mit der Entwicklung von HDI-Platten hin zu höherer Dichte und komplexeren Strukturen sind herkömmliche Erkennungsmethoden nicht mehr in der Lage, die Anforderungen der Qualitätskontrolle zu erfüllen. Daher werden in speziellen Prozessen hochpräzise Erkennungstechnologien wie die Röntgeninspektion und die automatische optische Inspektion häufig eingesetzt. Diese Technologien können extrem kleine Defekte wie Mikrorisse und Öffnungsunterschiede erkennen und so die Qualität von HDI-Boards wirksam sicherstellen und sicherstellen, dass jedes Produkt den Designanforderungen entspricht.
4, Anwendungsbereich: Weit verbreitet, unverzichtbar
(1) Kommunikationsausrüstung
Im Zeitalter der 5G-Kommunikation müssen Basisstationsgeräte eine massive Datenübertragung und eine Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitung bewältigen. Das HDI-Board hat sich mit seiner hohen Verkabelungsdichte, seiner guten elektrischen Leistung und seiner Fähigkeit zur Signalübertragung mit hoher Geschwindigkeit zur idealen Wahl für Schlüsselkomponenten wie 5G-Basisstations-HF-Module und Basisbandverarbeitungseinheiten entwickelt und bietet eine starke Unterstützung für den effizienten und stabilen Betrieb von 5G-Netzwerken. Gleichzeitig sind HDI-Boards auch eine Schlüsseltechnologie, um in mobilen Endgeräten wie Smartphones geringes Gewicht und hohe Leistung zu erzielen. Sie können weitere Funktionsmodule wie 5G-Kommunikationsmodule, Hochleistungsprozessoren, Kameramodule usw. integrieren, um den immer vielfältigeren Anforderungen der Benutzer an Funktionen mobiler Geräte gerecht zu werden.
(2) Medizinische Ausrüstung
Medizinische Geräte erfordern eine äußerst hohe Zuverlässigkeit und Leistung. HDI-Karten werden häufig in medizinischen Bildgebungsgeräten, Überwachungsgeräten, In-vitro-Diagnosegeräten usw. verwendet. Dank ihrer Verbindungseigenschaften mit hoher -Dichte können medizinische Geräte kleinere Designs realisieren und gleichzeitig die Genauigkeit und Stabilität der Signalübertragung gewährleisten, wodurch eine zuverlässige Datenunterstützung für medizinische Diagnose und Behandlung bereitgestellt wird. Beispielsweise können HDI-Karten in tragbaren medizinischen Geräten mehrere Funktionen auf begrenztem Raum integrieren, wodurch die Tragbarkeit und Benutzerfreundlichkeit des Geräts verbessert und die Anforderungen neuer medizinischer Modelle wie Ferngesundheitsversorgung und häusliche Gesundheitsversorgung erfüllt werden.
(3) Luft- und Raumfahrt
Die Luft- und Raumfahrtindustrie stellt äußerst strenge Anforderungen an Gewicht, Volumen und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte. HDI-Karten spielen aufgrund ihrer leichten, kompakten und hohen Zuverlässigkeitseigenschaften eine wichtige Rolle in elektronischen Systemen der Luft- und Raumfahrt. Vom Navigationssystem über das Flugsteuerungssystem bis zum Kommunikationssystem des Flugzeugs bietet das HDI-Board Garantien für die Erzielung hoher Leistung und Zuverlässigkeit der Ausrüstung. Beispielsweise müssen elektronische Geräte auf Satelliten komplexe Funktionen auf begrenztem Raum und unter strengen Gewichtsbeschränkungen ausführen. Durch den Einsatz von HDI-Boards können elektronische Satellitengeräte diese Anforderungen erfüllen und gleichzeitig die Lebensdauer und Betriebsstabilität des Satelliten verbessern.
(4) Hochleistungsrechnen
Mit der rasanten Entwicklung von Technologien wie künstlicher Intelligenz und Big Data wächst der Bedarf an Rechenleistung im Hochleistungsrechnen exponentiell. HDI-Boards sind in Hochleistungsrechnergeräten wie Servern und Supercomputern unverzichtbar. Es kann Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und paralleles Computing in großem Maßstab unterstützen und damit die Anforderungen einer großen Anzahl von Hochgeschwindigkeitssignalverbindungen innerhalb und zwischen KI-Chips erfüllen, während gleichzeitig die Signalintegrität gewährleistet, die Latenz reduziert und eine leistungsstarke Hardwaregrundlage für High-{7}Performance Computing bereitgestellt wird. Beispielsweise müssen in KI-Servern HDI-Boards mit mehreren Hochleistungs-GPU-Chips verbunden werden, um eine schnelle Datenübertragung und -verarbeitung zu erreichen und die Rechenanforderungen für das Training und die Inferenz komplexer KI-Modelle zu erfüllen.