Ultra HDI-printplaat | Technologie Uitgebreide gids

De versnelde ontwikkeling van elektronische apparaten heeft de vereiste voor kleinere, krachtigere en betrouwbaardere gedrukte circuitplaten gedicteerd ( printplaat ). Ultra HDI-printplaat technologie is de meest geavanceerde op dit gebied en biedt het potentieel om afmetingen en prestaties te bieden die we nog nooit eerder hebben gezien. Dit artikel neemt u op een diepe duik over de technologie met de definitie, productieprocedure, ontwerpregels, toepassingen en ontwikkelingsproblemen in de vorm van geloofwaardige datapunten en industrieperspectief.

Over Ultra HDI-printplaat Technologie

Ultra HDI-printplaat (Ultra-hoge dichtheid Interconnect printplaat markeert de bovenste laag van printplaat miniaturisatie. Per definitie heeft het een lijnbreedte en een afstand van minder dan 40 micrometer, naast microvia-installaties in diameters onder 50 micrometer en mild dikke diëlektrische lagen IPC-2226 definieert HDI-printplaat Dichtheden en Ultra-HDI verplaatsen deze grenzen, verdeelbaar om ontwerpen te ondersteunen die worden ondersteund door meerdere interconnecten per vierkante centimeter dan wat mogelijk is door conventionele 2-laagse opbouwen.

Ultra HDI-printplaat is wat de 4×4 interconnect ontwerpfunctie onderscheidt door super ingewikkelde routing binnen zo'n kleine voetafdruk toe te staan. Deze gemeten benadering wordt verkregen door middel van geavanceerde materialen, laser-geboorde microvias en meerdere sequentiele opbouw (MSBU) processen. Daarom speelt de technologie een onmisbare rol in de huidige producten, met name voor smartphones, wearables, hoogfrequente RF-modules en geavanceerde medische implantaten.

Productie van Ultra HDI-printplaat

Het creëren van ultra HDI-printplaat is een geavanceerd proces dat vertrouwt op verschillende geavanceerde technologieën. Het begint met de selectie van het substraat. Het gebruik van laag diëlektrisch verlies en hoge temperatuur bestande materialen (gemodificeerde polyimiden) is de voorkeur voor het verhogen van signaal integriteit bij hoge frequenties.

Centraal voor de productie van Ultra HDI-printplaat is laserboren. In tegenstelling tot klassieke mechanische boren leidt de betrokkenheid van laser tot microvia's van slechts 25 micrometer. Deze microvias zijn van cruciaal belang voor het verbinden van meerdere lagen zonder veel ruimte op het bord te verbruiken. Het proces wordt zeer goed gecontroleerd, vaak gecontroleerd door een geautomatiseerd optisch inspectiesysteem (AOI) om de kwaliteit te controleren.

Sequential build-up (SBU) technologie is een belangrijk onderdeel van die andere jumbo Afrikaanse vis. Dit betreft laminator en afzonderlijk gepatroond diëlektrisch, en koperlagen worden toegevoegd een koper per keer, waardoor u gestapelde en gestapelde microvia structuren. Op deze manier maakt de structuur geavanceerde via-in-pad schema's mogelijk die erg belangrijk zijn in de hoge dichtheid routing van Ultra HDI-printplaat .

Ook voor Ultra worden koperplaat- en etsprocessen ontwikkeld HDI-printplaat . Om ervoor te zorgen dat de parameters van de lijndefinitie worden voldaan, wordt de dikte van koper zorgvuldig gecontroleerd (vaak minder dan 15 micrometers). Geavanceerde directe beeldvorming (DI) technieken worden gebruikt voor het creëren van de circuitry als lijn/ruimte geometrieën variëren van 20 /20 micrometer of minder.

Ontwerp van Ultra HDI-printplaat

Een Ultra HDI printplaat ontwerp vereist een multidisciplinaire optimalisatie van elektrische, mechanische en thermische beperkingen. Signalintegriteit is hoogst, vooral voor datasnelheden die ruim 25 Gbps overschrijden in moderne apparaten. Impedantie en een bedienende host van het interconnectieprobleem, via dimensionering, crosstalk en elektromagnetische interferentie (EMI) moeten worden beheerd door het definiëren van de trace geometrie en stack-up.

Power integriteit is iets waarmee je geen hoeken kunt snijden. Vanwege de dichte aard van Ultra HDI-printplaat alle stroomdistributienetwerken (PDN's) moeten ontworpen zijn om een minimale spanningsdaling en ruis te garanderen. Veel van deze componenten worden min of meer regelmatig in een ontkoppelpatroon geplaatst en geholpen door ingebouwd capaciteitsmateriaal. Het thermische beheer is op zichzelf een uitdaging. Gelokaliseerde hotspots kunnen worden veroorzaakt door dichte plaatsing van componenten en dunne diëlektrische lagen. Geavanceerde thermische vias, warmtespreiders en soms micro-fluidische geïntegreerde op-pakket warmtebranders worden gebruikt om de chips effectief te koelen.

DFM richtlijnen voor Ultra HDI-printplaat zijn zeer streng gezien het feit dat ze een productie aspect zijn. Verhoogde precisie en fijnere eigenschappen, evenals het gebruik van high-end materiaal, vereisen dat ontwerpers en fabrikanten in fasen met elkaar worden vergrendeld. Een geïntegreerde printplaat productiepartner kan helpen bij het identificeren van ontwerphaalbaarheidsproblemen en wijzigingen aanbrengen voor opbrengst/stralingsbetrouwbaarheid.

Toepassingen en gebruik van Ultra HDI-printplaat Technologie

De technologie geeft zichzelf aan diverse toepassingen in talrijke veelbelovende high-tech sectoren. Ultra HDI-printplaat ook voor de productie van consumentenelektronica: het produceren van ultradunne smartphones, tablets en draagbare apparaten. De logica boards van een Apple iPhone hebben Ultra HDI-printplaat om bijvoorbeeld hoge functionaliteit te leveren in een kleine formfactor.

Het is bijvoorbeeld van cruciaal belang bij de productie van miniaturiserde implanteerbare apparaten zoals pacemakers en neurostimulatoren binnen de medische ontwikkelingssectoren. De wereldwijde markt voor medische elektronica zal naar verwachting groeien tot $ 8,2 miljard door MarketsandMarkets, Ultra HDI-printplaat zal een belangrijke enabler zijn om de volgende generatie diagnostische en therapeutische apparaten mogelijk te maken.

De automobielsector werkt samen met Ultra HDI-printplaat voor geavanceerde bestuurdersassistentiesystemen (ADAS), infotainmentmodules en vermogensbeheer voor elektrische voertuigen (EV). Vereist voor veiligheidskritische automobieltoepassingen, biedt het functionaliteit in veiligheidsrelais en hogesnelheidssignaalintegriteit.

Ultra HDI-printplaat is van vitaal belang in industrieën zoals luchtvaart en defensie voor hogefrequente radar, satellietcommunicatie en missie-kritische avionica-toepassingen. Dit maakt het mogelijk om de prestaties te versnellen en de lanceringskosten te verlagen door meer functionaliteit te condenseren in kleinere, lichtere pakketten.

Trends en inzichten in de industrie

Wereldwijde ultra HDI-printplaat De markt ondergaat een sterke groei gedreven door de toename van het aantal 5G-, IoT- en AI-aangedreven apparaten. Volgens een rapport van Prismark Partners in 2023 HDI-printplaat Het segment zal naar verwachting groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 8,5% in de periode van 2023 tot 2028. Deze stijging in de vraag komt voort uit een toenemende vraag naar dichte, hoogwaardige elektronische assemblages.

De productie van Ultra HDI-printplaat in termen van hun substantiële productie, komt uit China, Zuid-Korea en Taiwan die de industrie domineren. Azië-Pacific blijft grootste leverancier van Ultra HDI-printplaat op dit moment met China en Zuid-Korea, waaronder toonaangevende bedrijven zoals Unimicron, Zhen Ding Technology en AT & S, die allemaal hun productielijnen met state-of-the-art laserboor- en directe beeldvormingsmachines opzetten.

Ultra HDI-printplaat wordt niet aangenomen zonder zijn hindernissen. De hoge kosten die verband houden met zowel materialen als apparatuur, samen met de vereiste geschoolde arbeidskracht, kunnen fungeren als toegangsbarrières voor kleine OEM's. Toch, als fabrieken beginnen schaalbaarheid te bereiken en procesopbrengsten verhogen, moeten de kosten per eenheid dalen, waardoor Ultra HDI toegankelijker is in veel van dezelfde toepassingen.

Onderzoek en testen van Ultra HDI-printplaat Betrouwbaarheid

Als ultra HDI-printplaat wordt gebruikt in mission-kritische toepassingen, het is een zorg voor hun betrouwbaarheid. De IPC-6012DA normen zijn zo expliciet als HDI of Ultra HDI-printplaat micro via integriteit, isolatiebestendigheid en thermische cycling kenmerken.

Het gaat vooral om de betrouwbaarheid van de microvia. Algemene Microvia Reliability Journal of Electronic Materials Studies tonen aan dat inconsistent via vulprocessen, plateringsparameters kunnen worden gecontroleerd om geen of zeer lage voorkoming van mislukking van microvias in ultra te voorkomen HDI-printplaat .

Een doorsnede analyse en röntgeninspectie worden vaak uitgevoerd om de kwaliteit van microvia te bepalen. Ultra HDI-printplaat wordt getest in omgevingsomstandigheden zoals thermische schok, vochtigheid enz. en ervoor zorgt dat het kan werken tijdens die zware werkomgevingsomstandigheden. Geavanceerde materialen met hoge glasovergangstemperatuur (Tg) en lage thermische uitbreidingscoëfficiënt (CTE) kunnen zelfs de betrouwbaarheid verhogen.

Vooruit gaan Ultra HDI-printplaat technologie

Toekomst van Ultra HDI-printplaat zal worden geleid door hoe halfgeleiderpakketten evolueren. Terwijl we een systeem in pakket (SiP) en chiplets tijdperk betreden, inspireert de zoektocht naar interconnecten met hogere dichtheid voortdurende vooruitgang. Het zal een mijlpaal zijn in de realisatie van deze volgende generatie verpakkingsoplossingen omdat het het mogelijk maakt om kleinere punten te ondersteunen en meer I/O's te dragen.

Het verkennen van nieuwe materialen zoals glassubstraten en bovenste polyimidelagen of geavanceerde organische laminaten om de grenzen van Ultra te ontgrendelen HDI-printplaat is een andere richting. Glas beschikt ook over een geweldige dimensionele stabiliteit en gladde oppervlakken, waardoor het is voorgesteld voor toekomstige HDI-toepassingen.

Daarnaast is Ultra HDI-printplaat productie is het integreren van additieve productiemethoden (inkjetdruk en laserdirecte structurering) en LDS. De methoden zijn handig voor snelle prototyping en fabricage van ingewikkelde 3-dimensionale interconnectstructuren.

Daarnaast zijn een deel van de innovatie passieve en actieve componenten die rechtstreeks in Ultra worden gebouwd. HDI-printplaat substraat. Van weerstanden en condensatoren tot volledige silicium matrices, dit zijn het begin van ingebedde IC-pakketten die de assemblage zeer schoon houden en de elektrische prestaties verbeteren.

Duurzaamheid en milieu-impact

Een van de belangrijkste overwegingen in Ultra HDI-printplaat Recycleerbaarheid is productie. Bij het maken van loodarme, halogeenvrije solderingen en verwerkingschemicalien om ten minste aan milieunormen te voldoen. De toonaangevende fabrikanten bouwen ook een closed-loop recyclinginfrastructuur om edelmetalen terug te winnen en afval te minimaliseren.

De kleine grootte van Ultra HDI-printplaat omzet in duurzaamheid en nutteloze hoeveelheid grondstof per apparaat. Een van de effecten van kleinere, lichtere elektronica is hun betere energie-efficiëntie tijdens transport en gebruik, wat de wereldwijde trend voor koolstofreducties aanvult.

Conclusie

Ultra HDI-printplaat technologie is de volgende fase van de ontwikkeling van elektronische apparaten, het uitrusten van de weg voor elektronische gadgets. Met zijn uitzonderlijke mix van miniaturisatie, prestaties en betrouwbaarheid wordt het onroerbaar en onmisbaar voor bijna elke industrie, van consumentenelektronica tot luchtvaart. En naarmate productietechnologieën verder vorderen en nieuwe materialen beschikbaar worden, wordt het bereik van ultra HDI-printplaat zal verder worden uitgebreid.

Voor ingenieurs, ontwerpers en fabrikanten degene die Ultra beheerst HDI-printplaat technologie in staat zijn om te overleven in het snel veranderende landschap van Electronics engineering. Om de nieuwste vooruitgang te benutten, kunnen belanghebbenden met strikte naleving van industriële normen vooruitgang nemen in het ontsluiten van de toekomst van elektronische innovatie.

Geen technologische mijlpaal, maar een hoeksteen. Deze ultra HDI-printplaten zijn in het hart van de digitale revolutie die transformeert - of meer vogels in baan, of telefoons die je vasthoudt · onze wereld, hoe we vandaag werken en leven

Referenties:
IPC-2226, "Sectionaal Design Standard for High Density Interconnect (HDI) Printed Boards" (Sectionaal ontwerpstandaard voor gedrukte platen met hoge dichtheid)

Prismark Partners, "Wereldwijd printplaat Marktverslag 2023"

MarketsandMarkets, "Markt voor medische elektronica - Wereldwijde prognose tot 2027"

Tijdschrift van Elektronische Materialen, "Betrouwbaarheid van Microvias in High Density Interconnect PCBs"

AT&S, hoge kwaliteit printplaat , Zhen Ding Technology bedrijfsduurzaamheidsrapporten

Geïntegreerde circuits | ICs