Zaslepené a zapuštěné plošné spoje HDI se široce používají v mnoha oblastech díky svým vlastnostem, jako je vyšší hustota zapojení a lepší elektrický výkon. Od spotřební elektroniky, jako jsou chytré telefony a tablety, až po průmyslová zařízení s přísnými požadavky na výkon, jako je automobilová elektronika a komunikační základnové stanice, jsou zaslepené a zapuštěné plošné spoje HDI kritické a šířka vedení a přesnost rozteče vedení jako důležitý faktor ovlivňující jejich výkon podléhají přísným a detailním standardům.
Důležitost přesnosti šířky řádku a řádkování
Vliv na elektrický výkon: šířka vedení přímo souvisí s odporem vodiče, čím větší je odpor vedení, tím menší je a může nést větší proud; vzdálenost vedení ovlivňuje kapacitu a indukčnost mezi vedeními. Ve vysokofrekvenčních obvodech, pokud je přesnost šířky vedení a vzdálenosti vedení nedostatečná, způsobí změna kapacity a indukčnosti zpoždění a zkreslení v procesu přenosu signálu, což vážně ovlivní integritu signálu. Například na desce plošných spojů HDI se slepým zapuštěným otvorem v komunikačním zařízení 5G je rychlost přenosu signálu extrémně vysoká a malá odchylka šířky vedení a vzdálenosti vedení může znemožnit přesný přenos signálu, což vede ke snížení kvality komunikace.
Hustota zapojení a využití prostoru: Jednou z výhod desek plošných spojů HDI s naslepo zabudovaným otvorem je vysoká hustota zapojení. Vysoce přesná šířka a rozteč čar umožňuje uspořádat více linek v omezeném prostoru a dosáhnout tak složitějších funkcí obvodu. Vezměme si jako příklad základní desku smartphonu, kde pro umístění velkého počtu čipů, senzorů a dalších elektronických součástek je nutné na velmi malé ploše provést velké množství zapojení. Pouze přísnou kontrolou přesnosti šířky a vzdálenosti čar můžeme dosáhnout efektivního zapojení v malém prostoru, zlepšit integraci základní desky a uspokojit stále bohatší potřeby mobilních telefonů.
Běžná standardní hodnota přesnosti šířky čáry a vzdálenosti čáry
Obecný průmyslový standard: Při výrobě desek plošných spojů s plošnými spoji HDI se slepými otvory může běžná minimální šířka čáry dosáhnout 3–4 mil (0,076–0,10 mm) a minimální vzdálenost čáry je také přibližně 3–4 mil. Pro některé méně náročné aplikační scénáře, jako jsou například nejádrové řídicí desky v běžné spotřební elektronice, lze šířku čáry a vzdálenost čáry zmírnit na 5–6 mil (0,127–0,152 mm). S neustálým technologickým pokrokem se však přesnost šířky čáry a vzdálenosti čáry u špičkových desek plošných spojů HDI vyvíjí menším směrem. Například u některých pokročilých substrátů pro pouzdra čipů dosáhla šířka a vzdálenost čáry 1–2 mil (0,025–0,051 mm), aby se splnily požadavky na vysokorychlostní a hustý přenos signálu uvnitř čipu.
Rozdíly ve standardech v různých oblastech použití: V oblasti automobilové elektroniky jsou kvůli vysokým požadavkům na spolehlivost a složitému pracovnímu prostředí (jako jsou vysoké teploty, vysoké vibrace atd.) standardy přesnosti šířky čáry a vzdálenosti čáry pro zaslepené plošné spoje HDI přísnější. Například u plošných spojů používaných v řídicí jednotce motoru automobilu (ECU) je přesnost šířky čáry a vzdálenosti čáry obecně regulována na 4-5 mil, aby byla zajištěna stabilita a spolehlivost přenosu signálu v náročných podmínkách. V oblasti zdravotnických zařízení, jako jsou plošné spoje HDI v zařízeních pro magnetickou rezonanci (MRI), může přesnost šířky čáry a vzdálenosti čáry dosáhnout 2-3 mil, aby se zajistilo přesné snímání a zpracování signálu, což klade extrémně vysoké požadavky na výrobní proces.
Faktory ovlivňující šířku čáry a přesnost vzdálenosti čáry
Výrobní proces: litografický proces je klíčovým článkem pro určení přesnosti šířky a vzdálenosti čar. V procesu litografie ovlivňuje přesnost expozičního stroje, výkon fotorezistu a řízení procesu vyvolání a leptání šířku a vzdálenost čar. Pokud je přesnost expozičního stroje nedostatečná, může být expoziční vzor zkreslený a šířka a vzdálenost čar po leptání se budou odchylovat od navržené hodnoty. V procesu leptání může nesprávná regulace koncentrace, teploty a doby leptání leptací kapaliny také způsobit problémy, jako je příliš široká nebo příliš úzká šířka čar a nerovnoměrná vzdálenost čar.
Vlastnosti materiálu: Materiál substrátu a materiál měděné fólie desky plošných spojů mají také vliv na přesnost šířky a vzdálenosti čar. Koeficient tepelné roztažnosti různých materiálů substrátu se liší. Pokud je během výrobního procesu koeficient tepelné roztažnosti materiálu substrátu nestabilní v důsledku opakovaného ohřevu a chlazení, může to vést k deformaci desky plošných spojů, což ovlivňuje přesnost šířky a vzdálenosti čar. Důležitá je také rovnoměrnost tloušťky měděné fólie a rychlost leptání měděné fólie s nerovnoměrnou tloušťkou bude během procesu leptání nekonzistentní, což povede k odchylkám v šířce čar.
Metody pro detekci a řízení přesnosti
Detekční prostředky: Ve výrobním procesu desek plošných spojů HDI se slepým zakopaným otvorem se používá řada detekčních prostředků pro sledování přesnosti šířky čáry a vzdálenosti čáry. Optický mikroskop je jedním z běžně používaných inspekčních nástrojů. Zvětšením obrazu povrchu desky plošných spojů se šířka čáry a vzdálenost čáry měří ručně nebo pomocí softwaru pro analýzu obrazu, aby se zjistilo, zda je splněn standard. Elektron