فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة دليل التكنولوجيا الشامل

وقد فرض التطور المتسارع للأجهزة الإلكترونية متطلبات لوحات الدوائر المطبوعة الأصغر وأكثر قوة وموثوقية ( لوحة الدوائر المطبوعة ). فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا هي الأكثر تقدما في هذا المجال التي تقدم إمكانية توفير الأبعاد والأداء التي لم نرها من قبل. هذه المقالة تأخذك في غوص عميق حول التكنولوجيا مع التعريف وإجراءات التصنيع وقواعد التصميم والتطبيقات وقضايا التطوير في شكل نقاط بيانات موثوقة ومنظور الصناعة.

حول Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا

فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة (الترابط عالية الكثافة الفائقة لوحة الدوائر المطبوعة (علامة على الطبقة العليا من لوحة الدوائر المطبوعة مصغرة. بحكم التعريف ، فإن عرض الخط والمسافة أقل من 40 ميكرومتر ، بالإضافة إلى إعدادات الميكروفيا في قطر أقل من 50 ميكرومتر وطبقات عازلة سميكة خفيفة تعرف IPC-2226 لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة الكثافات و Ultra-HDI تدفع هذه الحدود ، قابلة للتقسيم لدعم التصاميم التي تدعمها اتصالات متعددة لكل سنتيمتر مربع من ما تمكنه التراكمات التقليدية ذات الطبقتين.

فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هو ما يميز ميزة تصميم الاتصال المتبادل 4 × 4 عن طريق السماح بتوجيه معقد للغاية داخل هذه البصمة الصغيرة. يتم الحصول على هذا النهج المقاس عن طريق المواد المتقدمة ، والميكروفيا المحفورة بالليزر وعمليات التركيب المتعددة التسلسلية (MSBU). وبالتالي، تلعب التكنولوجيا دورا لا غنى عنه في منتجات اليوم وخاصة للهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء ووحدات الراديو اللاسلكي عالية التردد والزراعات الطبية المتقدمة.

تصنيع Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة

إنشاء Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هي عملية متقدمة تعتمد على تقنيات متطورة مختلفة. يبدأ مع اختيار الركيزة. يفضل استخدام خسارة عازلة منخفضة ومواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية (البوليميدات المعدلة) لزيادة سلامة الإشارة في الترددات العالية.

مركزي لإنتاج Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هو حفر الليزر. على عكس الحفر الميكانيكي الكلاسيكي ، يؤدي إشراك الليزر إلى أحجام الميكروفيا الصغيرة حتى 25 ميكرومتر. هذه الميكروفيات مهمة لربط طبقات متعددة دون استهلاك الكثير من المساحة على اللوحة. يتم التحكم في العملية بشكل جيد للغاية ، وغالبا ما يتم مراقبتها بواسطة نظام التفتيش البصري الآلي (AOI) للتحقق من الجودة.

تكنولوجيا التركيب التسلسلي (SBU) هي جزء مهم من قطعة أخرى من الأسماك الأفريقية الجمبو. ويشمل هذا التصفيح والكهرباء العازلة المنصوص عليها بشكل منفصل ، وتضاف طبقات النحاس نحاسًا واحدًا في كل مرة ، مما يسمح لك بإنشاء هياكل ميكروفيا متراكمة ومتدرجة. بهذه الطريقة يسمح الهيكل لمخططات متقدمة عبر الوسائط المهمة جدا في توجيه الكثافة العالية لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة .

يتم تطوير عمليات طلاء النحاس والحفر أيضًا لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة . لضمان الوفاء بمعايير تعريف الخط ، يتم التحكم بعناية في سمك النحاس (غالبا ما يكون أقل من 15 ميكرومتر). تستخدم تقنيات التصوير المباشر المتقدمة (DI) لإنشاء الدوائر حيث تتراوح هندسات الخط / الفضاء بين 20 / 20 ميكرومتر أو أقل.

تصميم Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة

جهاز Ultra HDI تصميم الدوائر المطبوعة يتطلب تحسين متعدد التخصصات للقيود الكهربائية والميكانيكية والحرارية. سلامة الإشارة هي العليا، وخاصة بالنسبة لمعدلات البيانات التي تتجاوز 25 جيجابيت في الثانية في الأجهزة الحديثة. يجب إدارة المقاومة ومضيف خدمة مسألة الاتصال المتبادل ، عن طريق قياس الحجم ، والتواصل المتقاطع والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) عن طريق تحديد هندسة التتبع والتراكم.

سلامة الطاقة شيء لا يمكنك قطع الزوايا معه. بسبب الطبيعة الكثيفة لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يجب تصميم جميع شبكات توزيع الطاقة لضمان الحد الأدنى من انخفاض الجهد والضوضاء. يتم وضع العديد من هذه المكونات في نمط فك بشكل منتظم أكثر أو أقل ومساعدة من خلال مواد السعة المدمجة. الإدارة الحرارية هي تحدي في حد ذاتها. يمكن أن تتسبب النقاط الساخنة المحلية في وضع مكونات كثيفة وطبقات عازلة رقيقة. وتستخدم القنوات الحرارية المتقدمة، ومنشرات الحرارة وأحياناً المغسلات الحرارية المتكاملة في الحزمة لتبريد الشرائح بفعالية.

إرشادات DFM لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هي صارمة جدا بالنظر إلى أنها جانب التصنيع. تتطلب زيادة الدقة والميزات الدقيقة ، بالإضافة إلى استخدام المواد الراقية ، أن يتداخل المصممون والمصنعون على مراحل. متكاملة لوحة الدوائر المطبوعة يمكن لشركاء التصنيع المساعدة في تحديد مشاكل جدوى التصميم وإجراء تعديلات لموثوقية العائد / الإشعاع.

تطبيقات واستخدامات Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا

تعطي التكنولوجيا نفسها لتطبيقات متنوعة في العديد من قطاعات التكنولوجيا العالية الواعدة. فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة لإنتاج الإلكترونيات الاستهلاكية أيضًا: إنتاج الهواتف الذكية الرقيقة جداً والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء. لوحات المنطق في Apple iPhone لديها Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة لتقديم وظائف عالية في عامل شكل صغير، على سبيل المثال.

على سبيل المثال ، مهمة في إنتاج الأجهزة الصغيرة القابلة للزرع مثل جهاز تنشيط القلب والمحفزات العصبية داخل قطاعات التقدم الطبي. من المتوقع أن تنمو سوق الإلكترونيات الطبية العالمية إلى 8.2 مليار دولار من قبل MarketsandMarkets ، Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة وسيكون عاملا رئيسيا لتمكين الأجهزة التشخيصية والعلاجية من الجيل القادم.

قطاع السيارات يعمل مع Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة لأنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) ، وحدات المعلومات والترفيه وإدارة الطاقة للسيارات الكهربائية (EV). مطلوب لتطبيقات السيارات الحرجة للسلامة ، ويعطي وظيفة في مراسلات السلامة وسلامة الإشارة عالية السرعة.

فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة وهو أمر حيوي في صناعات مثل الطيران والدفاع لتطبيقات الرادار عالية التردد والاتصالات بالأقمار الصناعية وإلكترونيات الطيران الحرجة للمهمة. وهذا يسمح بتسريع الأداء وتقليل تكاليف الإطلاق عن طريق تكثيف المزيد من الوظائف في حزم أصغر وأخف وزنا.

الاتجاهات والرؤى الصناعية

عالمية فائقة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يشهد السوق نموًا قويًا مدفوعًا بزيادة عدد الأجهزة القائمة على شبكة إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي 5G. وفقا لتقرير شركة بريسمارك للشركاء في عام 2023 لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة ومن المتوقع أن ينمو هذا القطاع بمعدل نمو سنوي مركب بنسبة 8.5% في الفترة من 2023 إلى 2028. تأتي هذه الزيادة في الطلب من الطلب المتزايد على المجموعات الإلكترونية الكثيفة عالية الأداء.

إنتاج Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة من ناحية إنتاجها الكبير، تأتي من الصين وكوريا الجنوبية وتايوان التي تهيمن على الصناعة. آسيا والمحيط الهادئ لا تزال أكبر مورد لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة في الوقت الحالي مع الصين وكوريا الجنوبية بما في ذلك الشركات الرائدة مثل Unimicron و Zhen Ding Technology و AT&S التي وضعت خطوط إنتاجها بأحدث آلات الحفر بالليزر والتصوير المباشر.

فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة لا يتم اعتمادها بدون عوائقها. التكاليف المرتفعة المتعلقة بالمواد والمعدات جنبا إلى جنب مع العمالة المهرة المطلوبة يمكن أن تعمل كحواجز دخول لمصنعي الأصل الصغار. ومع ذلك ، مع بدء المصانع في الوصول إلى وفورات الحجم وزيادة عائدات العملية ، يجب أن تنخفض التكلفة لكل وحدة مما يسمح لـ Ultra HDI بأن تكون أكثر سهولة الوصول في العديد من نفس التطبيقات.

فحص واختبار Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة موثوقية

كفائقة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يستخدم في التطبيقات الحرجة للمهمة ، وهو مصدر قلق بالنسبة لهم الموثوقية. معايير IPC-6012DA واضحة جداً مثل HDI أو Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة ميكرو عبر النزاهة، مقاومة العزل وخصائص الدراجة الحرارية.

خاصة موثوقية الميكروفيا. مجلة موثوقية الميكروفيا العامة للمواد الإلكترونية تظهر دراسات أن معايير الطلاء غير متسقة عن طريق عمليات التعبئة ، يمكن التحكم فيها لمنع عدم حدوث فشل الميكروفيا في الموجات الفائقة أو منخفضة جداً لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة .

عادة ما يتم إجراء تحليل المقطع العرضي وفحص الأشعة السينية لتحديد جودة الميكروفيا. فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يتم اختباره في ظروف بيئية مثل الصدمة الحرارية والرطوبة إلخ وضمان أنه يمكن أن يعمل خلال تلك الظروف البيئية القاسية للعمل. يمكن للمواد المتقدمة ذات درجة حرارة الانتقال الزجاجي العالية (Tg) ومعامل التوسع الحراري المنخفض (CTE) حتى زيادة الموثوقية.

المضي قدما Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا

مستقبل الـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة سوف تسترشد بكيفية تطور حزم أشباه الموصلات. ومع دخولنا في عصر النظام في الحزمة (SiP) والشرائح، فإن السعي إلى اتصالات ذات كثافة أعلى يلهم التقدم المستمر. وستكون علامة بارزة في تحقيق هذه حلول التعبئة والتغليف من الجيل القادم لأنها تسمح بدعم نقاط أصغر وتحمل المزيد من الإدخال / الخروج.

استكشاف مواد جديدة مثل الركائز الزجاجية والطبقات العليا من البوليميد أو الصفيفات العضوية المتقدمة لفتح حدود Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هو اتجاه آخر. كما يمتلك الزجاج استقرار أبعاد مدهشة وأسطح ناعمة وهو السبب في اقتراحه لتطبيقات HDI المستقبلية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التصنيع هو دمج أساليب التصنيع الإضافي (الطباعة بالنفاث بالحبر والهيكلة المباشرة بالليزر) و LDS. الطرق مفيدة للنموذج الأولي السريع وتصنيع هياكل اتصال ثلاثية الأبعاد المعقدة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض الابتكارات هي مكونات سلبية ونشطة مباشرة في Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة الركيزة. من المقاومات والمكثفات ، إلى أموات السيليكون الكاملة ، هذه هي بدايات حزم IC المدمجة التي تبقي التجميع نظيفا جدا وتحسن الأداء الكهربائي.

الاستدامة والتأثير البيئي

أحد أهم الاعتبارات في Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التصنيع هو قابلية إعادة التدوير. في صنع لحام منخفض الرصاص وخالي من الهالوجين ومعالجة المواد الكيميائية لتلبية المعايير البيئية على الأقل. كما تقوم الشركات المصنعة الرائدة ببناء بنية تحتية لإعادة التدوير ذات حلقة مغلقة لاسترداد المعادن الثمينة وتقليل النفايات إلى أدنى حد ممكن.

الحجم الصغير لـ Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يحول إلى استدامة وكمية غير مفيدة من المواد الخام لكل جهاز. أحد تأثيرات الإلكترونيات الأصغر والأخف وزنا هو تحسين كفاءتها في استخدام الطاقة أثناء النقل والتشغيل، وهو ما يكمل الاتجاه العالمي لخفض الكربون.

استنتاج

فوق لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا هي المرحلة التالية من تطوير الأجهزة الإلكترونية، وتجهيز الطريق للأدوات الإلكترونية. مع مزيجه الاستثنائي من التصغير والأداء والموثوقية ، يصبح غير قابل للتنقل وغير ضروري لكل صناعة عمليا من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى الطيران. وبينما تستمر تقنيات التصنيع في التقدم وتصبح المواد الجديدة متاحة ، فإن نطاق Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة وسيتم توسيعها أكثر.

للمهندسين والمصممين والمصنعين الذي يتقن Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التكنولوجيا قادرة على البقاء على قيد الحياة في المشهد المتغير السريع للهندسة الإلكترونية. للاستفادة من أحدث التطورات، مع الالتزام الصارم بمعايير الصناعة يمكن لأصحاب المصلحة أن يتقدموا في فتح مستقبل الابتكار الإلكتروني.

ليس معلما تكنولوجيا، ولكن حجر الزاوية. هذه Ultra لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة نحن في قلب الثورة الرقمية التي تتحول - أو المزيد من الطيور في المدار ، أو الهواتف التي تحملها - عالمنا ، وكيفية عملنا وعيشنا اليوم

المراجع:
IPC-2226، "معيار التصميم القسمي للألواح المطبوعة ذات الاتصال المتبادل عالي الكثافة (HDI)"

شركاء بريسمارك، "العالمي لوحة الدوائر المطبوعة تقرير السوق 2023"

MarketsandMarkets، "سوق الإلكترونيات الطبية - التوقعات العالمية إلى عام 2027"

مجلة المواد الإلكترونية، "موثوقية Microvias في الكثافة العالية المترابطة PCBs"

AT&S، عالية الجودة لوحة الدوائر المطبوعة تقارير استدامة الشركات لشركة زين دينغ تكنولوجيا

الدوائر المتكاملة | ICs