ultra circuit imprimé HDI | Guide complet de la technologie

Le développement accéléré des dispositifs électroniques a imposé la nécessité de cartes de circuits imprimés plus petites, plus puissantes et plus fiables ( circuit imprimé ). ultra circuit imprimé HDI La technologie est la plus avancée dans ce domaine offrant le potentiel de fournir des dimensions et des performances que nous n'avons jamais vues auparavant. Cet article vous emmène dans une plongée approfondie sur la technologie avec la définition, la procédure de fabrication, les règles de conception, les applications et les questions de développement sous la forme de points de données crédibles et la perspective de l'industrie.

À propos d'Ultra circuit imprimé HDI Technologie

ultra circuit imprimé HDI (interconnexion ultra haute densité circuit imprimé marque la couche supérieure de circuit imprimé miniaturisation. Par définition, il a une largeur de ligne et un espacement inférieur à 40 micromètres, en plus des configurations de microvias de diamètres inférieurs à 50 micromètres et des couches diélectriques légèrement épaisses définies par IPC-2226. circuit imprimé HDI Ultra-HDI repousse ces limites, divisable pour supporter des conceptions supportées par plusieurs interconnexions par centimètre carré que ce qui est permis par les accumulations conventionnelles de 2 couches.

ultra circuit imprimé HDI c'est ce qui distingue la conception d'interconnexion 4x4 en permettant un routage super complexe dans une empreinte si petite. Cette approche mesurée est obtenue au moyen de matériaux avancés, de microvias forées au laser et de processus de construction séquentielle multiple (MSBU). Par conséquent, la technologie joue un rôle indispensable dans les produits d'aujourd'hui en particulier pour les smartphones, les wearables, les modules RF haute fréquence et les implants médicaux avancés.

Fabrication d'Ultra circuit imprimé HDI

Créer ultra circuit imprimé HDI est un processus avancé qui repose sur différentes technologies de pointe. Il commence par la sélection du substrat. L'utilisation de matériaux à faible perte diélectrique et à haute température (polyimides modifiés) est préférée pour augmenter l'intégrité du signal à des fréquences élevées.

Central à la production d'Ultra circuit imprimé HDI est le forage laser. Contrairement au forage mécanique classique, l'implication du laser conduit à des microvias de tailles aussi petites que 25 micromètres. Ces microvias sont essentiels pour connecter plusieurs couches sans consommer beaucoup d'espace sur la carte. Le processus est très bien contrôlé, souvent surveillé par un système d'inspection optique automatisée (AOI) pour vérifier la qualité.

La technologie d'accumulation séquentielle (SBU) est une partie importante de cet autre morceau de poisson africain jumbo. Cela implique un laminateur et un diélectrique à motifs séparés, et des couches de cuivre sont ajoutées un cuivre à la fois, ce qui vous permet d'avoir des structures de microvias empilées et échelonnées. De cette façon, la structure permet des schémas avancés via-in-pad très importants dans le routage à haute densité d'Ultra circuit imprimé HDI .

Des procédés de placage en cuivre et de gravure sont également développés pour Ultra circuit imprimé HDI Pour s'assurer que les paramètres de définition de ligne sont respectés, l'épaisseur du cuivre est soigneusement contrôlée (souvent inférieure à 15 micromètres). Des techniques avancées d'imagerie directe (DI) sont utilisées pour créer les circuits car les géométries de ligne / espace varient de 20 / 20 micromètres ou moins.

Conception d'Ultra circuit imprimé HDI

Un Ultra HDI conception de circuits imprimés nécessite une optimisation multidisciplinaire des contraintes électriques, mécaniques et thermiques. L'intégrité du signal est suprême, en particulier pour les débits de données qui dépassent bien 25 Gbps dans les appareils modernes. L'impédance et un hôte servant au problème de l'interconnexion, via le dimensionnement, le crosstalk et les interférences électromagnétiques (EMI) doivent être gérés en définissant la géométrie de la trace et l'empilement.

L'intégrité de l'énergie est quelque chose que vous ne pouvez pas couper les coins avec. En raison de la nature dense de Ultra circuit imprimé HDI tous les réseaux de distribution d'électricité (RDE) doivent être conçus pour garantir une baisse de tension et un bruit minimum. Beaucoup de ces composants sont placés dans un modèle de décapage plus ou moins régulièrement et aidés par un matériau de capacité intégré. La gestion thermique est un défi en soi. Les points chauds localisés peuvent être causés par le placement dense des composants et des couches diélectriques minces. Des vias thermiques avancées, des diffuseurs de chaleur et parfois des dissipateurs de chaleur intégrés microfluidiques sont utilisés pour refroidir efficacement les puces.

Lignes directrices DFM pour Ultra circuit imprimé HDI sont très rigoureux étant donné qu'ils sont un aspect de fabrication. La précision accrue et les caractéristiques plus fines, ainsi que l'utilisation de matériaux haut de gamme, exigent que les concepteurs et les fabricants soient verrouillés par étapes. Un intégré circuit imprimé Le partenaire de fabrication peut aider à identifier les problèmes de faisabilité de la conception et à apporter des modifications pour la fiabilité du rendement/radiation.

Applications et utilisations d'Ultra circuit imprimé HDI Technologie

La technologie s'offre à diverses applications dans de nombreux secteurs de haute technologie prometteurs. ultra circuit imprimé HDI pour la production d’électronique grand public : la production de smartphones, de tablettes et d’appareils portables ultra-minces. Les cartes logiques d'un iPhone Apple ont Ultra circuit imprimé HDI pour fournir une fonctionnalité élevée dans un petit facteur de forme, par exemple.

Par exemple, il est essentiel dans la production de dispositifs implantables miniaturisés tels que les stimulateurs cardiaques et les neurostimulateurs dans les secteurs avancés médicaux. Le marché mondial de l'électronique médicale devrait atteindre 8,2 milliards de dollars par MarketsandMarkets, Ultra circuit imprimé HDI sera un facteur clé permettant la mise en place de dispositifs de diagnostic et thérapeutiques de nouvelle génération.

Le secteur automobile travaille avec Ultra circuit imprimé HDI pour les systèmes avancés d'assistance au conducteur (ADAS), les modules d'infodivertissement et la gestion de l'énergie des véhicules électriques (EV). Nécessaire pour les applications automobiles critiques en matière de sécurité, il offre des fonctionnalités dans les relais de sécurité et l'intégrité du signal à grande vitesse.

ultra circuit imprimé HDI est essentiel dans des industries telles que l'aérospatiale et la défense pour les applications de radar haute fréquence, de communications par satellite et d'avionique mission critique. Cela permet d'accélérer les performances et de réduire les coûts de lancement en condensant plus de fonctionnalités en paquets plus petits et plus légers.

Tendances et perspectives de l'industrie

Ultra mondial circuit imprimé HDI Le marché connaît une forte croissance due à l’augmentation du nombre d’appareils 5G, IoT et AI. Selon un rapport de Prismark Partners en 2023 circuit imprimé HDI Le segment devrait croître avec un taux de croissance annuel composé de 8,5% sur la période de 2023 à 2028. Cette hausse de la demande provient d'une demande croissante d'assemblages électroniques denses et haute performance.

La production d'Ultra circuit imprimé HDI en termes de production substantielle, provient de la Chine, de la Corée du Sud et de Taïwan qui dominent l'industrie. L'Asie-Pacifique reste le plus grand fournisseur d'Ultra circuit imprimé HDI actuellement avec la Chine et la Corée du Sud, y compris des entreprises de premier plan telles que Unimicron, Zhen Ding Technology et AT & S, qui mettent toutes leurs lignes de production avec des machines de forage laser et d'imagerie directe de pointe.

ultra circuit imprimé HDI Il n'est pas adopté sans ses obstacles. Les coûts élevés liés aux matériaux et à l'équipement ainsi que la main-d'œuvre qualifiée requise peuvent servir de barrières d'entrée pour les petits fabricants d'équipements originaux. Cependant, à mesure que les usines commencent à réaliser des économies d'échelle et que les rendements de processus augmentent, le coût unitaire devrait diminuer, permettant à Ultra HDI d'être plus accessible dans de nombreuses des mêmes applications.

Examen et test d'Ultra circuit imprimé HDI Fiabilité

Comme ultra circuit imprimé HDI est utilisé dans des applications critiques, il est une préoccupation pour eux fiabilité. Les normes IPC-6012DA sont aussi explicites que HDI ou Ultra circuit imprimé HDI micro via intégrité, résistance à l'isolation et caractéristiques de cycle thermique.

Il s'agit en particulier de la fiabilité des microvias. General Microvia Reliability Journal of Electronic Materials Les études montrent que les paramètres de placage peuvent être contrôlés pour empêcher la défaillance des microvias dans l'ultra circuit imprimé HDI .

Une analyse en section transversale et une inspection radiographique sont généralement effectuées pour déterminer la qualité de la microvie. ultra circuit imprimé HDI est testé dans des conditions environnementales telles que le choc thermique, l'humidité, etc. et s'assurer qu'il peut fonctionner dans ces conditions environnementales de travail difficiles. Les matériaux avancés à haute température de transition vitreuse (Tg) et à faible coefficient de dilatation thermique (CTE) peuvent même augmenter la fiabilité.

Aller de l'avant Ultra circuit imprimé HDI technologie

L'avenir de l'ultra circuit imprimé HDI sera guidé par la façon dont les paquets semiconducteurs évoluent. Alors que nous entrons dans une ère de système en paquet (SiP) et de puces, la quête d'interconnexions à densité supérieure inspire des progrès continus. Ce sera un jalon dans la réalisation de ces solutions d’emballage de nouvelle génération, car elle permet de supporter des points plus petits et porte plus d’E/S.

Exploration de nouveaux matériaux tels que les substrats en verre et les couches supérieures de polyimide ou les stratifiés organiques avancés pour débloquer les frontières de l'Ultra circuit imprimé HDI C'est une autre direction. Le verre possède également une stabilité dimensionnelle étonnante et des surfaces lisses, ce qui explique pourquoi il a été proposé pour les futures applications HDI.

En outre, Ultra circuit imprimé HDI La fabrication intègre des méthodes de fabrication additive (impression à jet d'encre et structurement direct laser) et LDS. Les méthodes sont utiles pour le prototypage rapide et la fabrication de structures d'interconnexion tridimensionnelles complexes.

En outre, une partie de l'innovation est passive et composants actifs construits directement dans Ultra circuit imprimé HDI substrat. Des résistances et des condensateurs aux matrices en silicium entier, ce sont les débuts des paquets de circuits intégrés qui maintiennent l'assemblage très propre et améliorent les performances électriques.

Durabilité et impact environnemental

L'une des considérations les plus critiques dans Ultra circuit imprimé HDI La fabrication est recyclable. Dans la fabrication des soudures à faible teneur en plomb et sans halogènes et des produits chimiques de transformation pour répondre au moins aux normes environnementales. Les principaux fabricants construisent également une infrastructure de recyclage en boucle fermée pour récupérer les métaux précieux et réduire au minimum les déchets.

La petite taille de l'Ultra circuit imprimé HDI convertit en durabilité et quantité inutile de matières premières par appareil. L'un des impacts de l'électronique plus petite et plus légère est leur meilleure efficacité énergétique pendant le transport et l'exploitation, ce qui complète la tendance mondiale à la réduction du carbone.

Conclusion

ultra circuit imprimé HDI La technologie est la prochaine étape du développement des dispositifs électroniques, ouvrant la voie aux gadgets électroniques. Avec son mélange exceptionnel de miniaturisation, de performance et de fiabilité, il devient immovable et indispensable pour pratiquement toutes les industries, de l’électronique grand public à l’aérospatial. Et comme les technologies de fabrication continuent de progresser et de nouveaux matériaux deviennent disponibles, la portée de l'ultra circuit imprimé HDI sera encore élargie.

Pour les ingénieurs, les designers et les fabricants qui ont maîtrisé Ultra circuit imprimé HDI technologie être en mesure de survivre dans le paysage en évolution rapide de l'ingénierie électronique. Pour tirer parti des dernières avancées, avec l'adhésion rigoureuse aux normes de l'industrie, les parties prenantes peuvent avancer pour débloquer l'avenir de l'innovation électronique.

Pas une étape technologique, mais une pierre angulaire. Ces ultra les circuits imprimés HDI sont au cœur de la révolution numérique qui est en train de transformer - ou plus d'oiseaux en orbite, ou les téléphones que vous tenez - notre monde, la façon dont nous travaillons et vivons aujourd'hui

Références :
IPC-2226, "Norme de conception sectionnelle pour les cartes imprimées à interconnexion à haute densité (HDI)"

Prismark Partners, « Global circuit imprimé Rapport du marché 2023"

MarketsandMarkets, "Marché de l'électronique médicale - Prévisions mondiales jusqu'en 2027"

Journal of Electronic Materials, "Fiabilité des Microvias dans les PCB interconnectés à haute densité"

AT&S, haute qualité circuit imprimé , Zhen Ding Technology rapports de durabilité d'entreprise

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