Szczegółowe wyjaśnienie typowych struktur stosu płytek PCB HDI

Typowe struktury warstw dla płytek PCB HDI

Płytki drukowane HDI (High-Density Interconnect) charakteryzują się mikroprzelotkami, wąskimi ścieżkami i odstępami między nimi oraz warstwami warstw, co umożliwia gęste połączenia i kompaktową konstrukcję. Te cechy sprawiają, że płytki HDI nadają się do zastosowań wymagających wysokiej wydajności i ograniczonej przestrzeni.

Typowe struktury warstw dla płytek PCB HDI:

1. Struktura 2+N+2: 2 warstwy wewnętrzne, N warstw zewnętrznych (stosowane w płytkach 6-warstwowych).
2. Struktura 3+N+3: 3 warstwy wewnętrzne, N warstw zewnętrznych (stosowane w płytkach 8-warstwowych).
3. Struktura 4+N+4:4 warstwy wewnętrzne, N warstw zewnętrznych (stosowane w płytach 10-warstwowych i większych).
4. Struktura 5+N+5:5 warstwy wewnętrzne, N warstw zewnętrznych (stosowane w płytach 12-warstwowych i większych).

Przelotki ślepe: Przelotki ślepe łączą warstwy wewnętrzne z zewnętrznymi, zmniejszając grubość płytki PCB.

Zakopane przelotki: Zakopane przelotki tworzą połączenia między warstwami wewnętrznymi, optymalizując wykorzystanie warstw.

Średnica otworów ślepych i zakopanych mieści się zazwyczaj w przedziale od 0.075 do 0.2 mm. Do ich tworzenia wykorzystuje się takie metody, jak wiercenie laserowe, trawienie plazmowe i trawienie światłoczułe, przy czym najpowszechniejszą metodą jest wiercenie laserowe.

Płytki PCB HDI, dzięki swoim komponentom i połączeniom o wysokiej gęstości, idealnie nadają się do złożonych projektów, takich jak 5G, IoT i zastosowania motoryzacyjne. Ich konstrukcja warstwowa jest dostosowywana do specyficznych wymagań każdego projektu.

Prosta płytka drukowana laminowana pierwszego rzędu (płytka laminowana pierwszego rzędu, 6-warstwowa, struktura układania w stos to (1+4+1))

Ten typ stosu płytek HDI PCB, a konkretnie płytka PCB laminowana pierwszego rzędu, jest najprostszy, w którym wewnętrzna płytka wielowarstwowa nie ma otworów i jest wykonywana poprzez jednokrotne prasowanie. Chociaż jest to płytka laminowana pierwszego rzędu, składająca się z 6 warstw, jej proces produkcyjny jest bardzo podobny do procesu produkcji konwencjonalnych płytek wielowarstwowych laminowanych jednokrotnie. Kluczową różnicą jest to, że wymaga laserowego wiercenia ślepych przelotek i wielu procesów.

Ponieważ struktura stosu HDI PCB nie posiada zagłębionych otworów, 2. i 3. warstwa mogą zostać wykorzystane jako rdzeń PCB w procesie produkcji, a 4. i 5. warstwa jako kolejna płytka rdzeniowa. Do warstwy zewnętrznej dodawana jest warstwa dielektryczna i folia miedziana, a do warstwy środkowej dodawana jest warstwa dielektryczna, a następnie jednokrotnie prasowana, co jest bardzo proste i tańsze w porównaniu z konwencjonalnymi płytkami laminowanymi pierwszego rzędu.

Konwencjonalna laminowana płytka drukowana HDI pierwszego rzędu (laminowana płytka drukowana HDI pierwszego rzędu, 6-warstwowa, struktura warstwowa to (1+4+1))

Struktura tego typu stosu płytek HDI PCB jest następująca: (1+N+1), (N≥2, N jest parzyste). Jest to obecnie dominująca konstrukcja płytek laminowanych pierwszego rzędu w branży. Wewnętrzna płytka wielowarstwowa ma przelotki zatopione i wymaga dwukrotnego sprasowania, aby ją ukończyć. Oprócz otworów nieprzelotowych, ten typ jednowarstwowej płytki laminowanej ma również otwory zatopione.

Jeśli projektant będzie w stanie przekształcić ten typ płytki HDI w wyżej wymieniony pierwszy typ prostej płytki laminowanej pierwszego rzędu, będzie to korzystne zarówno dla podaży, jak i popytu. Po naszej sugestii wielu naszych klientów zdecydowało się na zmianę struktury stosu konwencjonalnych płytek HDI laminowanych pierwszego rzędu na prostą płytkę laminowaną pierwszego rzędu, podobną do pierwszego typu.

Konwencjonalna płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu (płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu, 8-warstwowa, struktura układania w stos (1+1+4+1+1))

Struktura tego typu stosu płytek HDI PCB to (1+1+N+1+1), (N≥2, N jest parzyste). Ta struktura jest obecnie powszechnie stosowana w branży płytek HDI laminowanych drugiego rzędu. Wewnętrzna płytka wielowarstwowa ma zatopione przelotki i wymaga trzykrotnego prasowania, aby ją ukończyć. Głównym powodem jest brak konstrukcji z otworami warstwowymi, co sprawia, że ​​trudność produkcji jest umiarkowana.

Jednakże, jak wspomniano powyżej, optymalizacja zatopionych przelotek warstw (3-6) względem zatopionych przelotek warstw (2-7) pozwala na redukcję jednego przetłoczenia. Taka optymalizacja procesu może prowadzić do redukcji kosztów przy jednoczesnym zachowaniu integralności strukturalnej płytki HDI. Ten typ płytki jest podobny do poniższego przykładu.

Inna konwencjonalna płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu (płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu, 8-warstwowa, struktura układania w stos to (1+1+4+1+1))

Struktura tego typu układu warstw HDI PCB jest następująca: (1+1+N+1+1), (N≥2, N jest parzyste). Chociaż jest to struktura laminowanej płytki HDI drugiego rzędu, to ze względu na położenie zakopanych przelotek nie pomiędzy warstwami (3-6), lecz między warstwami (2-7), taka konstrukcja pozwala również zmniejszyć liczbę pras o jeden, dzięki czemu laminowana płytka HDI drugiego rzędu, która zazwyczaj wymaga procesu 3-krotnego prasowania, jest zoptymalizowana pod kątem procesu 2-krotnego prasowania.

Jednak ten typ płytki stwarza kolejną trudność w produkcji płytek HDI. W warstwach (1-3) znajdują się ślepe przelotki, które w procesie produkcji dzielą się na ślepe przelotki warstw (1-2) i (2-3). Do wykonania wewnętrznych ślepych przelotek warstw (2-3) konieczne jest zastosowanie wypełnienia przelotek. Oznacza to, że wewnętrzne ślepe przelotki w laminacie dwuwarstwowym są wykonane z wypełnieniem przelotek. Zazwyczaj płytki HDI z wypełnieniem przelotek są droższe, a ich produkcja jest znacznie trudniejsza.

Dlatego w przypadku konwencjonalnych płytek HDI laminowanych drugiego rzędu zaleca się, aby konstrukcja stosu unikała stosowania otworów ułożonych jeden na drugim i dążyła do przekształcenia (1-3) ślepych przelotek w przesunięte (1-2) ślepe przelotki i (2-3) zakopane (ślepe przelotki). Doświadczeni projektanci płytek HDI mogą zastosować tego rodzaju rozwiązania, uproszczenia i optymalizacje, aby obniżyć koszty produkcji swoich produktów.

Kolejna niekonwencjonalna płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu (płytka drukowana HDI laminowana drugiego rzędu, 6-warstwowa, struktura układania w stos to (1+1+2+1+1))

Struktura tego typu stosu HDI PCB jest następująca: (1+1+N+1+1), (N≥2, N jest parzyste). Pomimo, że jest to struktura laminowana drugiego rzędu, występują również otwory nieprzelotowe w warstwach krzyżowych, a ich głębokość jest znacznie zwiększona. Głębokość otworów nieprzelotowych w warstwach (1-3) jest podwojona w porównaniu do konwencjonalnych otworów nieprzelotowych w warstwach (1-2). Klienci korzystający z tej konstrukcji mają własne, unikalne wymagania i nie pozwalają, aby otwory nieprzelotowe w warstwach krzyżowych (1-3) były zamieniane w otwory nieprzelotowe w warstwach (1-2) (2-3).

Oprócz trudności związanych z wierceniem laserowym, późniejsze miedziowanie (PTH) i galwanizacja również są trudne. Zazwyczaj producenci PCB bez odpowiedniego poziomu technicznego mają trudności z produkcją takich płytek. Stopień trudności produkcyjnych jest znacznie wyższy niż w przypadku konwencjonalnych płytek laminowanych drugiego rzędu. Ten projekt nie jest zalecany, chyba że istnieją specjalne wymagania.

Laminowana płyta HDI drugiego rzędu z konstrukcją układania otworów nieprzelotowych, otwory zakopane (2-7) warstw nad ułożonymi nieprzelotowymi otworami. (Laminowana płyta HDI drugiego rzędu 8-warstwowa, struktura układania to (1+1+4+1+1))

Struktura tego typu stosu płytek HDI PCB to (1+1+N+1+1), (N≥2, N jest parzyste). Struktura ta jest obecnie stosowana w niektórych płytkach laminowanych drugiego rzędu w przemyśle. Wewnętrzna płytka wielowarstwowa ma otwory wpuszczane i wymaga dwukrotnego sprasowania, aby ją ukończyć. Głównym powodem jest konstrukcja z otworami ułożonymi jeden na drugim, która zastępuje wspomniany powyżej piąty punkt w konstrukcji z otworami nieprzelotowymi w układzie krzyżowym.

Główną cechą tej konstrukcji jest konieczność ułożenia otworów nieprzelotowych nad otworami zakopanymi (2-7), co zwiększa trudność produkcji. Konstrukcja otworów zakopanych w warstwie (2-7) pozwala zredukować liczbę warstw, zoptymalizować proces i obniżyć koszty.

Płyta HDI laminowana drugiego rzędu z konstrukcją otworów ślepych w warstwie krzyżowej (płyta HDI laminowana drugiego rzędu, 8-warstwowa, struktura układania w stos (1+1+4+1+1))

Struktura tego typu stosu płytek HDI PCB to (1+1+N+1+1), (N≥2, N jest parzyste). Obecnie jest to płytka laminowana drugiego rzędu, której produkcja w przemyśle jest trudna. W takiej konstrukcji wewnętrzna płytka wielowarstwowa ma otwory w warstwach (3-6) i wymaga trzykrotnego prasowania, aby ją ukończyć. Głównym powodem jest konstrukcja z otworami nieprzelotowymi w różnych warstwach, która charakteryzuje się dużym stopniem trudności produkcyjnych.

Producenci płytek HDI PCB bez pewnych możliwości technicznych mają trudności z produkcją takich płytek laminowanych drugiego rzędu. Jeśli ta warstwa otworów nieprzelotowych (1-3) zostanie zoptymalizowana i podzielona na otwory nieprzelotowe (1-2) i (2-3), ta metoda podziału otworów nieprzelotowych nie jest metodą układania warstwowego, o której mowa w punktach 4 i 6 powyżej. Zamiast tego jest to metoda schodkowego podziału otworów nieprzelotowych, która znacznie obniży koszty produkcji i zoptymalizuje proces produkcyjny.

Optymalizacja innych struktur układania płytek HDI

Podobne zasady optymalizacji można zastosować do laminowania trzeciego rzędu i struktur warstwowych płytek PCB o wyższym współczynniku HDI, aby uniknąć niepotrzebnych cykli laminowania. Przesunięcie przelotek w celu wyeliminowania warstw warstwowych skraca etapy produkcji i poprawia wydajność w procesie produkcji płytek HDI.

Należy zauważyć, że choć układy scalone HDI PCB oferują liczne zalety, wymagają one również specjalistycznych wytycznych projektowych i wiedzy z zakresu produkcji. Projektanci muszą starannie rozważyć takie czynniki, jak integralność sygnału, zarządzanie temperaturą i możliwości produkcyjne, aby w pełni wykorzystać zalety technologii HDI.

Ponadto, aby zagwarantować powodzenie produkcji płytek HDI PCB, niezbędna jest ścisła współpraca z doświadczonymi producentami płytek PCB oraz niezawodnymi usługami produkcji płytek HDI PCB .

Typowy stos HDI wygląda następująco

Zrozumienie różnych struktur stosu płytek PCB HDI zapewnia projektantom większą elastyczność w zakresie alokacji warstw, opcji trasowania i rozmieszczenia komponentów. Pozwala to na efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni i optymalizację układu płytki PCB.

Dlaczego warto wybrać firmę Highleap Electronic do produkcji płytek PCB HDI

Highleap Electronic wyróżnia się jako czołowy wybór w zakresie produkcji płytek PCB HDI dzięki zaawansowanym możliwościom produkcyjnym i bogatemu doświadczeniu w technologii połączeń o wysokiej gęstości. Nasze najnowocześniejsze zakłady są wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt do precyzyjnego wiercenia laserowego, trawienia plazmowego i zaawansowanych technik światłoczułych, co gwarantuje, że każda płytka PCB HDI spełnia najwyższe standardy jakości i wydajności.

Zatrudniamy zespół wysoko wykwalifikowanych inżynierów, którzy specjalizują się w optymalizacji projektów stosowych w celu zwiększenia integralności sygnału, dostarczania mocy i zarządzania temperaturą, gwarantując niezawodność i wydajność płytek PCB HDI .

Ponadto, Highleap Electronic dokłada wszelkich starań, aby zapewnić klientom wyjątkową obsługę i wsparcie na każdym etapie procesu produkcyjnego. Od wstępnych konsultacji projektowych po dostawę gotowego produktu, ściśle współpracujemy z naszymi klientami, aby zrozumieć ich specyficzne wymagania i dostarczać im rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb.

Nasze zaangażowanie w ciągłe doskonalenie i innowację gwarantuje, że wyprzedzamy trendy branżowe i postęp technologiczny, oferując najnowocześniejsze rozwiązania HDI PCB , które pozwolą Ci realizować Twoje projekty pewnie i z sukcesem.

Często zadawane pytania dotyczące profesjonalnego układania płytek HDI PCB

1. Jakie są najważniejsze kwestie związane z optymalizacją integralności sygnału w układach HDI PCB?

Aby zoptymalizować integralność sygnału w układach HDI PCB, projektanci muszą skupić się na minimalizacji przesłuchów, zarządzaniu impedancją ścieżek i zapewnieniu prawidłowego routingu sygnału. Zastosowanie kontrolowanego routingu impedancyjnego, routingu par różnicowych i unikanie zbędnych przejść przelotowych może znacząco poprawić jakość sygnału.

2. W jaki sposób wybór materiałów wpływa na parametry użytkowe płytek PCB HDI?

Wybór materiałów dla płytek HDI PCB, w tym rodzaj dielektryka i folii miedzianej, bezpośrednio wpływa na wydajność elektryczną płytki, zarządzanie termiczne i stabilność mechaniczną. Wysokiej jakości materiały dielektryczne o niskiej stracie mogą zwiększyć prędkość sygnału i zmniejszyć utratę mocy, podczas gdy miedź o wysokiej przewodności zapewnia wydajne dostarczanie mocy.

3. Jakie są zalety stosowania mikroprzelotek w projektach płytek drukowanych HDI?

Mikroprzelotki w projektach HDI PCB umożliwiają większą gęstość komponentów i lepszą wydajność elektryczną, umożliwiając krótsze ścieżki sygnału i zmniejszając indukcyjność pasożytniczą. Ułatwiają również połączenia wielowarstwowe, zwiększając ogólną niezawodność płytki i integralność sygnału.

4. W jaki sposób projektanci mogą skutecznie zarządzać problemami termicznymi w płytkach PCB HDI?

Skuteczne zarządzanie termiczne w płytkach PCB HDI można osiągnąć poprzez zastosowanie przelotek termicznych, radiatorów i odpowiednich projektów warstwowych. Włączenie materiałów o wysokiej przewodności cieplnej i zapewnienie odpowiedniego przepływu powietrza w produkcie końcowym może również pomóc w rozproszeniu ciepła i utrzymaniu optymalnych temperatur roboczych.

5. Jakie są najczęstsze wyzwania w produkcji płytek PCB HDI i jak można im sprostać?

Typowe wyzwania w produkcji płytek PCB HDI obejmują zapewnienie precyzyjnego wiercenia mikroprzelotek, utrzymanie wyrównania warstw i osiągnięcie spójnej jakości laminowania. Wyzwania te można rozwiązać, wykorzystując zaawansowane techniki wiercenia laserowego, rygorystyczne środki kontroli jakości i współpracę z doświadczonymi producentami płytek PCB, którzy mają specjalistyczną wiedzę w zakresie technologii HDI.