Podrobné vysvětlení společných struktur skládání desek plošných spojů HDI

Běžné struktury vrstev pro desky plošných spojů HDI

Desky plošných spojů HDI (High-Density Interconnect) se vyznačují mikroprochodkami, jemnými šířkami/roztečemi tras a vrstvenými vrstvami, což umožňuje husté propojení a kompaktní design. Díky těmto vlastnostem jsou desky plošných spojů HDI vhodné pro vysoce výkonné aplikace s omezeným prostorem.

Běžné vrstvené struktury pro desky plošných spojů HDI:

1. Struktura 2+N+22 vnitřní vrstvy, N vnějších vrstev (používá se pro 6vrstvé desky).
2. Struktura 3+N+33 vnitřní vrstvy, N vnějších vrstev (používá se pro 8vrstvé desky).
3. Struktura 4+N+44 vnitřní vrstvy, N vnějších vrstev (používá se pro desky s 10 a více vrstvami).
4. Struktura 5+N+55 vnitřní vrstvy, N vnějších vrstev (používá se pro desky s 12 a více vrstvami).

Slepé průchodky: Slepé průchodky spojují vnitřní vrstvy s vnějšími vrstvami, čímž se snižuje tloušťka desky plošných spojů.

Zakopané průchody: Zakopané průchody vytvářejí propojení mezi vnitřními vrstvami a optimalizují tak využití vrstev.

Slepé a zapuštěné průchody obvykle mají průměr od 0.075 do 0.2 mm a vytvářejí se metodami, jako je laserové vrtání, plazmové leptání a fotocitlivé leptání, přičemž nejběžnější je laserové vrtání.

Desky plošných spojů HDI s vysokou hustotou komponent a propojení jsou ideální pro komplexní návrhy, jako jsou 5G, IoT a automobilové aplikace. Jejich konstrukce se přizpůsobuje specifickým požadavkům každého projektu.

Jednoduchá laminovaná deska s plošnými spoji prvního řádu (laminovaná 6vrstvá deska prvního řádu, stohovací struktura je (1+4+1))

Tento typ HDI PCB stackupu, konkrétně laminovaná deska plošných spojů prvního řádu, je nejjednodušší, kde vnitřní vícevrstvá deska nemá žádné skryté otvory a je dokončena jedním lisováním. Přestože se jedná o laminovanou šestivrstvou desku prvního řádu, její výrobní proces je velmi podobný konvenčnímu vícevrstvému ​​designu desek plošných spojů, které jsou laminovány jednou. Klíčovým rozdílem je, že vyžaduje laserové vrtání slepých otvorů a několik procesů.

Protože tato struktura HDI PCB s vrstvou nemá žádné skryté otvory, lze z 2. a 3. vrstvy během výroby vytvořit jádro PCB a 4. a 5. vrstva se použijí jako další jádro desky. Vnější vrstva je opatřena dielektrickou vrstvou a měděnou fólií a střední vrstva je opatřena dielektrickou vrstvou a poté jednou slisována, což je velmi jednoduché a má nižší náklady ve srovnání s konvenčními laminovanými deskami prvního řádu.

Konvenční laminovaná deska HDI s plošnými spoji první objednávky (6vrstvá laminovaná deska HDI první objednávky, složená struktura je (1+4+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB stackupu je (1+N+1), (N≥2, N je sudé). Tato struktura je v současnosti mainstreamovým designem laminovaných desek prvního řádu v průmyslu. Vnitřní vícevrstvá deska má zapuštěné otvory a pro dokončení je nutné ji dvakrát stlačit. Kromě slepých otvorů má tento typ jednovrstvé laminované desky také zapuštěné otvory.

Pokud se konstruktérovi podaří převést tento typ HDI PCB na výše zmíněný první typ jednoduché laminované DPS prvního řádu, bude to výhodné jak pro stranu nabídky, tak pro stranu poptávky. Na základě našeho návrhu se mnoho našich zákazníků rozhodlo změnit strukturu vrstvení konvenčních laminovaných HDI desek prvního řádu na jednoduchou laminovanou desku prvního řádu podobnou prvnímu typu.

Konvenční laminovaná HDI deska s plošnými spoji druhého řádu (8vrstvá laminovaná deska HDI druhého řádu, stohovací struktura je (1+1+4+1+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB stackupu je (1+1+N+1+1), (N≥2, N je sudé). Tato struktura je v současnosti běžným designem laminovaných desek HDI druhého řádu v průmyslu. Vnitřní vícevrstvá deska má zapuštěné průchody a pro dokončení je nutné ji třikrát stlačit. Hlavním důvodem je absence konstrukce s vrstvami otvorů, což činí výrobu mírnou obtížností.

Jak je však uvedeno výše, pokud jsou zapuštěné průchody vrstev (3-6) optimalizovány pro zapuštěné průchody vrstev (2-7), lze zkrátit dobu jednoho lisování. Tato optimalizace procesu může vést ke snížení nákladů a zároveň zachovat strukturální integritu desky plošných spojů HDI. Tento typ je podobný níže uvedenému příkladu.

Další konvenční laminovaná HDI deska s plošnými spoji druhého řádu (8vrstvá laminovaná deska HDI druhého řádu, stohovací struktura je (1+1+4+1+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB souvrství je (1+1+N+1+1), (N≥2, N je sudé). Přestože se jedná o strukturu laminované HDI desky druhého řádu, protože poloha zapuštěných průchodů není mezi (3-6) vrstvami, ale mezi (2-7) vrstvami, může taková konstrukce také snížit počet lisování o jeden, čímž se laminovaná HDI deska druhého řádu, která obvykle vyžaduje proces 3 lisování, optimalizuje na proces 2 lisování.

Tento typ desky však představuje další problém při výrobě HDI PCB. V (1-3) vrstvách jsou zaslepené průchody, které jsou pro výrobu rozděleny na (1-2) a (2-3) vrstvy. Pro vytvoření vnitřních zaslepených průchodů (2-3) vrstev je nutné použít výplň průchodů. To znamená, že vnitřní zaslepené průchody dvouvrstvé laminace jsou vytvořeny výplní průchodů. HDI PCB s výplní průchodů jsou obvykle dražší a jejich výroba je také výrazně obtížnější.

Proto se u konvenčních laminovaných desek HDI druhého řádu doporučuje, aby se při návrhu stohování vyhnulo použití stohovaných otvorů a pokusilo se převést (1-3) slepé průchody na střídavě uspořádané (1-2) slepé průchody a (2-3) zapuštěné (slepé) průchody. Zkušení návrháři desek plošných spojů HDI mohou tento druh zjednodušení nebo optimalizace využít ke snížení výrobních nákladů svých produktů.

Další nekonvenční laminovaná HDI deska s plošnými spoji druhého řádu (6vrstvá laminovaná HDI deska druhého řádu, stohovací struktura je (1+1+2+1+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB stackupu je (1+1+N+1+1), (N≥2, N je sudé). Přestože se jedná o strukturu laminované desky druhého řádu, existují také slepé otvory s křížovou strukturou a hloubka slepých otvorů je výrazně zvětšena. Hloubka slepých otvorů s křížovou strukturou (1-3) vrstev je dvojnásobná ve srovnání s konvenčními slepými otvory s křížovou strukturou (1-2). Zákazníci s tímto designem mají své vlastní jedinečné požadavky a nedovolují, aby se slepé otvory s křížovou strukturou (1-3) tvořily slepými otvory s vrstvenou strukturou (1-2) a (2-3).

Kromě obtížnosti laserového vrtání je obtížné i následné pomědění (PTH) a galvanické pokovování. Výrobci desek plošných spojů bez určité technické úrovně obecně považují výrobu takových desek za obtížnou. Výrobní obtížnost je výrazně vyšší než u konvenčních laminovaných desek druhého řádu. Toto provedení se nedoporučuje, pokud neexistují zvláštní požadavky.

Laminovaný HDI druhého řádu s designem skládání slepých děr, zapuštěné díry (2-7) vrstvy nad naskládanými slepými dírami. (Laminovaná HDI 8vrstvá deska druhého řádu, struktura stohování je (1+1+4+1+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB stackupu je (1+1+N+1+1), (N≥2, N je sudé). Tato struktura se v současné době používá v některých laminovaných deskách druhého řádu v průmyslu. Vnitřní vícevrstvá deska má zapuštěné otvory a pro dokončení je nutné ji dvakrát stlačit. Hlavním důvodem je konstrukce s vrstvenými otvory, která nahrazuje výše zmíněný 5. bod konstrukce s křížovými vrstvami a slepými otvory.

Hlavním rysem této konstrukce je, že slepé otvory musí být umístěny nad (2-7) zakopanými otvory, což zvyšuje výrobní obtížnost. Konstrukce zakopaných otvorů ve vrstvě (2-7) může snížit počet laminací, optimalizovat proces a dosáhnout efektu snížení nákladů.

Laminovaný HDI druhého řádu s designem slepých otvorů s křížovou vrstvou (8vrstvá laminovaná deska HDI druhého řádu, stohovací struktura je (1+1+4+1+1))

Struktura tohoto typu HDI PCB souvrství je (1+1+N+1+1), (N≥2, N je sudé). Tato struktura je v současnosti laminovanou deskou druhého řádu s určitou obtížností výroby v průmyslu. U takové konstrukce má vnitřní vícevrstvá deska zapuštěné otvory ve (3-6) vrstvách a pro dokončení je nutné ji třikrát stlačit. Hlavním důvodem je konstrukce s napříč vrstvami se slepými otvory, což má vysokou výrobní obtížnost.

Pro výrobce desek plošných spojů s technologií HDI je bez určitých technických možností obtížné vyrábět takové laminované desky druhého řádu. Pokud je tato vrstva slepých otvorů (1-3) optimalizována a rozdělena na slepé otvory (1-2) a (2-3), pak se tato metoda dělení slepých otvorů nejedná o metodu stohování zmíněnou ve 4. a 6. bodě výše. Místo toho se jedná o metodu střídavého dělení slepých otvorů, která výrazně sníží výrobní náklady a optimalizuje výrobní proces.

Optimalizace dalších stohovacích struktur desek HDI

Podobné optimalizační principy lze aplikovat na laminaci třetího řádu a struktury vrstvených spojů plošných spojů s vyšším HDI, aby se zabránilo zbytečným cyklům laminace. Posun průchodů za účelem eliminace vrstvených průchodů snižuje počet výrobních kroků a zvyšuje výtěžnost výrobního procesu HDI PCB.

Je důležité si uvědomit, že ačkoliv sestavy desek plošných spojů HDI nabízejí řadu výhod, vyžadují také specializované pokyny pro návrh desek plošných spojů HDI a odborné znalosti v oblasti výroby. Konstruktéři musí pečlivě zvážit faktory, jako je integrita signálu, tepelný management a vyrobitelnost, aby plně využili výhod technologie HDI.

Kromě toho je pro zajištění úspěšné výroby desek plošných spojů (PCB) nezbytná úzká spolupráce se zkušenými výrobci desek plošných spojů (PCB) a spolehlivými službami výroby HDI PCB .

Společný HDI se skládá následovně

Pochopení různých struktur pro vrstvení desek plošných spojů HDI poskytuje návrhářům větší flexibilitu, pokud jde o alokaci vrstev, možnosti směrování a umístění součástek. To umožňuje efektivní využití dostupného prostoru a optimalizaci rozvržení desky plošných spojů.

Proč zvolit Highleap Electronic pro výrobu HDI PCB

Společnost Highleap Electronic vyniká jako přední volba pro výrobu desek plošných spojů s vysokou hustotou (HDI) díky svým pokročilým výrobním možnostem a rozsáhlým odborným znalostem v oblasti technologie propojení s vysokou hustotou. Naše nejmodernější zařízení jsou vybavena nejmodernějšími stroji pro přesné laserové vrtání, plazmové leptání a pokročilé fotocitlivé techniky, což zajišťuje, že každá deska plošných spojů s vysokou hustotou (HDI) splňuje nejvyšší standardy kvality a výkonu.

Zaměstnáváme tým vysoce kvalifikovaných inženýrů, kteří se specializují na optimalizaci návrhů stack-upů pro zlepšení integrity signálu, napájení a tepelného managementu, čímž zajišťujeme spolehlivost a efektivitu vašich desek plošných spojů HDI .

Společnost Highleap Electronic se navíc zavázala poskytovat výjimečný zákaznický servis a podporu v celém výrobním procesu. Od počáteční konzultace návrhu až po dodání finálního produktu úzce spolupracujeme s našimi klienty, abychom pochopili jejich specifické požadavky a dodali jim řešení na míru, která splňují jejich jedinečné potřeby.

Naše odhodlání k neustálému zlepšování a inovacím zajišťuje, že držíme krok s trendy v oboru a technologickým pokrokem a nabízíme vám špičková řešení HDI PCB , která vaše projekty s jistotou a úspěchem posouvají vpřed.

Nejčastější dotazy k profesionálnímu stackování plošných spojů HDI PCB

1. Jaké jsou klíčové aspekty pro optimalizaci integrity signálu v sadách desek plošných spojů HDI?

Pro optimalizaci integrity signálu v HDI PCB se konstruktéři musí zaměřit na minimalizaci přeslechů, řízení impedance tras a zajištění správného směrování signálu. Využití řízeného směrování impedance, diferenciálního směrování párů a zamezení zbytečným přechodům mezi propojovacími články může výrazně zlepšit kvalitu signálu.

2. Jaký vliv má výběr materiálů na výkon HDI PCB?

Výběr materiálů pro HDI PCB, včetně typu dielektrika a měděné fólie, přímo ovlivňuje elektrický výkon desky, tepelné řízení a mechanickou stabilitu. Vysoce kvalitní dielektrické materiály s nízkou ztrátou mohou zvýšit rychlost signálu a snížit ztráty energie, zatímco měď s vysokou vodivostí zajišťuje efektivní dodávku energie.

3. Jaké jsou výhody použití mikroprůchodů v návrzích HDI PCB?

Mikroprůchody v provedení HDI PCB umožňují vyšší hustotu součástek a lepší elektrický výkon tím, že umožňují kratší signálové cesty a snižují parazitní indukčnost. Usnadňují také vícevrstvé propojení, čímž zvyšují celkovou spolehlivost desky a integritu signálu.

4. Jak mohou návrháři efektivně řídit tepelné problémy v HDI PCB?

Efektivního tepelného managementu v HDI PCB lze dosáhnout použitím tepelných průchodů, chladičů a správných návrhů vrstvení. Začlenění materiálů s vysokou tepelnou vodivostí a zajištění dostatečného proudění vzduchu v konečném produktu může také pomoci odvádět teplo a udržovat optimální provozní teploty.

5. Jaké jsou běžné problémy při výrobě HDI PCB a jak je lze řešit?

Mezi běžné výzvy při výrobě HDI PCB patří zajištění přesného vrtání mikroprůchodů, udržení vyrovnání vrstev a dosažení konzistentní kvality laminace. Tyto výzvy lze řešit využitím pokročilých technik laserového vrtání, přísných opatření pro kontrolu kvality a spoluprací se zkušenými výrobci desek plošných spojů, kteří mají specializované odborné znalosti v technologii HDI.