Suure tihedusega ühenduste (HDI) trükkplaatide tehnoloogia: täiustatud tootmisprotsessid, kõrgsageduslik jõudlus ja tulevased innovatsioonid

1.Suure tihedusega ühendusplaadid (HDi) kujutavad endast märkimisväärset edasiminekut elektroonika pakenditehnoloogias, võimaldades suuremat komponentide tihedust ja paremat elektrilist jõudlust võrreldes tavapäraste trükkplaatidega. HDI-tehnoloogia kasutab mikroviasid, pimeviasid ja maetud viasid läbimõõduga tavaliselt alla 150 mikroni, võimaldades mitmekihilist virnastamist ja vähendatud kihtide arvu. See arhitektuur minimeerib signaalitee pikkusi, parandab signaali terviklikkust kontrollitud impedantsi marsruutimise kaudu ja toetab kõrgsagedusrakendusi kuni millimeeterlainete vahemikega, mis ületavad 100 GHz. HDI-konstruktsioonide vähendatud via-otsa pikkus vähendab veelgi signaali peegeldusi, mis on kriitilise tähtsusega kiirete digitaalliideste, näiteks PCIe 5.0 ja DDR5 jaoks.

2.Peamised tootmisprotsessid hõlmavad laserpuurimist UV- või CO2-laseritega mikroavade moodustamiseks, saavutades kuvasuhte kuni 1:1, ja järjestikuseid lamineerimistsükleid madalrõhupressidega vaigu nälgimise vältimiseks. Täiustatud pindamise tehnikad, näiteks vasega täidetud galvaaniline katmine, tagavad tühimiketa avade täitmise, samas kui pooleldi lisandiprotsessid (SAP) võimaldavad kuni 25 mikroni laiuseid jälgi. Tavaliselt kasutatavate materjalide hulka kuuluvad väikese kadudega dielektrikud, nagu modifitseeritud epoksü, polüfenüleeneeter (PPE) või vedelkristallpolümeer (LCP), mille dielektriline konstant (DK) on alla 3,5 sagedusel 10 GHz ja hajumistegur (DF) alla 0,005. Soojusjuhtimine toimub vasega täidetud avade abil, mille soojusjuhtivus on kuni 400 W/mk, ja soojusjuhtivate aluspindade abil, mis sisaldavad alumiiniumnitriidi või boornitriidi täiteaineid, tagades, et ühenduskohtade temperatuur püsib autotööstuses alla 125 °C.

3.HDI trükkplaatidel on optimeeritud maandusskeemide, näiteks via-in-pad konfiguratsioonide ja manustatud mahtuvuskihtide tõttu paremad elektromagnetilise ühilduvuse (EMC) omadused, mis vähendavad elektromagnetiliste häirete (EMI) kiirgust 15–20 dB võrra võrreldes FR4-põhiste konstruktsioonidega. Projekteerimiskaalutlused nõuavad ranget impedantsi kontrolli, tavaliselt 50 oomi ±5% diferentsiaalpaaride puhul 25–56 Gbps liidestes, ja täpseid kaabli laiuse/vahe reegleid alla 50/50 mikroni raadiosagedusahelate puhul. Läbikoste summutamine saavutatakse maandatud tasapinnaliste lainejuhtide ja nihutatud via-paigutuste abil, minimeerides sidestuse alla -40 dB.

4.Automaatne optiline kontroll (AOI) 5-mikronise lahutusvõimega, röntgentomograafia 3D-tühimikuanalüüsiks ja ajadomeeni reflektomeetria (TDR) 10-ps tõusuaegadega on kriitilise tähtsusega kvaliteedi tagamise meetmed. Need meetodid tuvastavad mikrovia defekte, näiteks mittetäielikku plaadistamist või registreerimisvigu alla 20 mikroni. Rakendused hõlmavad 5G massiivseid MIMO-antennimassiive, mis vajavad 20-kihilisi HDI-virnasid, bioühilduva jootemaskiga implanteeritavaid meditsiiniseadmeid, 0,2 mm sammuga BGAS-iga autotööstuse lidarmooduleid ja satelliitide kasulikku koormust, mis vastab MIL-PRF-31032 3. klassi töökindluse standarditele.

5.Edasised arengud keskenduvad ülipeente sammudega komponentidele, mille paksus on alla 0,3 mm, mis nõuavad otsest laserstruktureerimist (DLS) 15-mikronise joone määratluste jaoks, ja lisandite tootmise integreerimist Si-fotoonika organi kiipide heterogeenseks manustamiseks. Keskkonnanõuetele vastavus soodustab uuringuid halogeenivabade materjalide kohta, mille klaasistumistemperatuur (Tg) ületab 180 °C, ja pliivabade pinnaviimistluste, näiteks elektrivaba nikli ja pallaadiumi immersioonikulla (ENEPIG) kohta, mis vastavad RoHS 3 direktiividele. Tööstus 4.0 integratsioon võimaldab reaalajas protsesside jälgimist asjade interneti (IoT) abil, samas kui masinõppe algoritmid, mida treenitakse enam kui 10 000 mikrolaineahju pildil, saavutavad defektide ennustamise täpsuse 99,3%. HDI-tehnoloogia võimaldab jätkuvalt kaasaskantava elektroonika suuruse vähendamist 30–50%, säilitades samal ajal tootmissaagise üle 98,5% tänu adaptiivsele laserenergia juhtimisele ja nanokattega eemaldatavatele kiledele, mis minimeerivad puurimise määrdumist.