Na arquitectura central dos dispositivos electrónicos, a placa de circuíto impreso (PCB) é como unha rede neuronal complexa que transporta a transmisión de sinais e o subministro de enerxía entre os compoñentes electrónicos. Co rápido desenvolvemento da tecnoloxía electrónica cara á miniaturización e o alto rendemento, xurdiu un tipo de PCB máis avanzado: a placa HDI. A placa HDI difire significativamente da PCB ordinaria en moitos aspectos, o que afecta profundamente o rendemento e a dirección de desenvolvemento dos equipos electrónicos.

Definición e diferenzas estruturais

Unha placa de circuíto impreso ordinaria é unha placa impresa que forma conexións punto a punto e compoentes impresos sobre un substrato illante segundo un deseño predeterminado. A súa estrutura é relativamente simple. Xeralmente está feita de placas revestidas de cobre mediante perforación, gravado de circuítos, galvanoplastia e outros procesos. A disposición do circuíto e a configuración das vías son relativamente convencionais e son axeitadas para dispositivos electrónicos que non requiren moito espazo nin rendemento.

As placas HDI fan fincapé na interconexión de alta densidade. Empregan tecnoloxía de microburatos e medios avanzados como a perforación láser para conseguir máis conexións eléctricas nun espazo máis pequeno. As placas HDI adoitan ter substratos máis delgados e circuítos máis finos, e o número de capas é relativamente grande. Poden integrar máis funcións nun espazo limitado, mellorando enormemente a integración de dispositivos electrónicos.

 Comparación do proceso de produción

Proceso de perforación

A perforación ordinaria de PCB emprega principalmente o método de perforación mecánica, e a broca xira sobre a placa revestida de cobre para perforar o diámetro do orificio requirido. Aínda que este método é de baixo custo, o diámetro do orificio é relativamente grande, xeralmente superior a 0,3 mm, e é doado ter desviacións para a perforación de alta precisión de placas multicapa.

As placas HDI empregan amplamente a tecnoloxía de perforación láser, empregando raios láser de alta densidade de enerxía para fundir ou vaporizar instantaneamente a placa para formar microburatos, e o diámetro do burato pode ser tan pequeno como 0,1 mm ou incluso menor. A perforación láser ten unha precisión extremadamente alta e pode realizar tipos de buratos especiais, como buratos cegos (que só conectan a capa exterior e a capa interior) e buratos soterrados (que conectan a capa interior e a capa interior), o que mellora enormemente a flexibilidade e a densidade das conexións de liña.

 Proceso de gravado lineal

Ao gravar liñas en placas de circuíto impreso ordinarias, o control sobre o ancho e o espazado entre liñas é limitado, e o ancho/espazado entre liñas adoita ser de arredor de 0,2 mm/0,2 mm. Durante o proceso de gravado, é probable que se produzan problemas como bordos de liña rugosos e liñas irregulares, o que afecta á calidade da transmisión do sinal.

A produción de placas HDI require unha precisión de gravado de circuítos extremadamente alta. As liñas de produción de placas HDI avanzadas poden acadar anchos de liña/espazados de liña tan baixos como 0,05 mm/0,05 mm ou incluso máis finos. Mediante o uso de equipos de exposición e procesos de gravado máis sofisticados, garántese que os bordos das liñas sexan nítidos e os anchos de liña sexan uniformes, cumprindo os estritos requisitos de transmisión de sinais de alta velocidade e alta frecuencia en liña.

proceso de laminación

O proceso de laminación das placas de circuíto impreso ordinarias implica principalmente a unión de varias capas de placas revestidas de cobre mediante prensado en quente, centrándose en garantir a firmeza básica da conexión entre as capas. Durante o proceso de laminación, os requisitos de precisión da aliñación entre capas son relativamente baixos.

Debido á gran cantidade de capas e á complexa estrutura das placas HDI, os requisitos do proceso de laminación son extremadamente estritos. Non só se deben axustar firmemente as capas, senón que tamén se debe garantir unha aliñación intercapa de alta precisión para lograr unha conexión precisa entre os pequenos orificios e os circuítos. Durante o proceso de laminación, os parámetros como a temperatura, a presión e o tempo deben controlarse con precisión para evitar defectos como o desprazamento entre capas e as burbullas, e para garantir o rendemento xeral da placa HDI.

 Diferenzas nas características de rendemento

propiedades eléctricas

As placas de circuíto impreso ordinarias teñen certas limitacións en termos de velocidade e frecuencia de transmisión do sinal. A medida que aumenta a frecuencia do sinal, problemas como a atenuación do sinal e a diafonía fanse gradualmente prominentes. Isto débese a que as súas liñas relativamente grosas e vías máis grandes producirán unha maior resistencia, inductancia e capacitancia, o que afectará á integridade do sinal.

As placas HDI baséanse en liñas finas e un deseño de microburatos para reducir en gran medida a resistencia, a inductancia e a capacitancia da liña, o que reduce eficazmente as perdas e as interferencias durante a transmisión do sinal. Funciona ben na transmisión de sinal de alta velocidade e alta frecuencia e pode cumprir con escenarios de aplicacións como as comunicacións 5G e o almacenamento de datos de alta velocidade que teñen requisitos extremadamente altos para a calidade da transmisión do sinal.

propiedades mecánicas

A resistencia mecánica das placas de circuíto impreso ordinarias depende principalmente do material e do grosor do substrato, e existen certos obstáculos na miniaturización e na delgadez. Debido á súa estrutura relativamente simple, é propensa a problemas como a deformación da placa e o rachado das unións de soldadura cando se somete a tensións complexas.

As placas HDI empregan substratos máis delgados, lixeiros e resistentes, e ao mesmo tempo melloran a estabilidade mecánica xeral ao optimizar o deseño da estrutura multicapa. Ao mesmo tempo que garanten a súa delgadez, poden soportar un certo grao de tensión mecánica, como vibracións e impactos, e son axeitadas para dispositivos electrónicos móbiles e outros campos que teñen requisitos estritos sobre o volume e o peso do dispositivo.

Diferentes campos de aplicación

As placas de circuíto impreso ordinarias úsanse amplamente nalgúns dispositivos electrónicos que non teñen altos requisitos de rendemento e espazo debido ao seu baixo custo e ao proceso de fabricación relativamente sinxelo, como electrodomésticos comúns (como televisores, lavadoras), produtos electrónicos de consumo de gama baixa (como radios comúns, controis remotos sinxelos) e pezas de circuítos non esenciais nalgúns equipos de control industrial.

As placas HDI úsanse principalmente en equipos electrónicos de gama alta debido ao seu excelente rendemento e ás súas capacidades de integración de alta densidade. Por exemplo, os teléfonos intelixentes necesitan integrar un gran número de funcións nun espazo pequeno, e as placas HDI poden satisfacer as súas necesidades de transmisión de sinal de alta velocidade, miniaturización e delgadez; no campo da informática, as placas base de servidores, as tarxetas gráficas de gama alta e outros compoñentes con requisitos de rendemento extremadamente altos tamén usan placas HDI en grandes cantidades para garantir o procesamento e a transmisión de datos de alta velocidade; ademais, en campos de alta precisión como a industria aeroespacial e os equipos médicos, as placas HDI tamén desempeñan un papel fundamental, proporcionando soporte para o funcionamento estable de sistemas electrónicos complexos.

Existen diferenzas significativas entre as placas HDI e as placas de circuíto impreso ordinarias en termos de definición da estrutura, proceso de fabricación, características de rendemento e áreas de aplicación. Coa súa tecnoloxía avanzada e o seu excelente rendemento, as placas HDI desempeñan un papel importante na promoción do desenvolvemento de equipos electrónicos cara á miniaturización e o alto rendemento, mentres que as placas de circuíto impreso ordinarias seguen a mostrar as súas vantaxes de custo en áreas de aplicación de gama media e baixa. Comprender a diferenza entre as dúas axudará aos fabricantes de equipos electrónicos a escoller as solucións de placas de circuíto axeitadas segundo os requisitos do produto e promoverá o desenvolvemento continuo da industria electrónica.