Í kjarnaarkitektúr rafeindatækja er prentplata eins og flókið tauganet sem flytur merkjasendingar og orkuframboð milli rafeindatækja. Með hraðri þróun rafeindatækni í átt að smækkun og mikilli afköstum hefur komið fram fullkomnari gerð prentplata – HDI-plata. HDI-plata er verulega frábrugðin venjulegri prentplötu á margan hátt, sem hefur djúpstæð áhrif á afköst og þróunarstefnu rafeindabúnaðar.

Skilgreining og byggingarlegur munur

Venjulegt prentað borð (PCB) er prentað borð sem myndar punkt-til-punkts tengingar og prentar íhluti á einangrandi undirlag samkvæmt fyrirfram ákveðinni hönnun. Uppbygging þess er tiltölulega einföld. Það er almennt búið til úr koparhúðuðum borðum með borun, rafrásaretsun, rafhúðun og öðrum ferlum. Rásarskipulagið og stillingarnar eru tiltölulega hefðbundnar og hentar fyrir rafeindabúnað sem þarfnast ekki mikils pláss og afkösta.

HDI-kort leggja áherslu á þéttleika samtengingu. Þau nota örholutækni og háþróaðar aðferðir eins og leysiboranir til að ná fram fleiri rafmagnstengingum í minna rými. HDI-kort hafa yfirleitt þynnri undirlag og fínni rafrásir og fjöldi laga er tiltölulega mikill. Þau geta samþætt fleiri aðgerðir í takmörkuðu rými, sem bætir verulega samþættingu rafeindatækja.

 Samanburður á framleiðsluferlum

Borunarferli

Venjuleg PCB-borun notar að mestu leyti vélræna borunaraðferð þar sem borhnappurinn snýst á koparhúðuðu plötunni til að bora nauðsynlegt gatþvermál. Þó að þessi aðferð sé ódýr er gatþvermálið tiltölulega stórt, almennt yfir 0,3 mm, og það er auðvelt að fá frávik við nákvæma borun á fjöllaga plötum.

HDI-plötur nota mikið leysigeislaborunartækni, þar sem leysigeislar með mikilli orkuþéttleika bræða eða gufa upp plötuna samstundis til að mynda örgöt, og gatþvermálið getur verið allt að 0,1 mm eða jafnvel minna. Leysigeislaborun hefur afar mikla nákvæmni og getur framkvæmt sérstakar holutegundir eins og blindgöt (sem tengja aðeins ytra lagið og innra lagið) og grafin göt (sem tengja innra lagið og innra lagið), sem bætir verulega sveigjanleika og þéttleika línutenginga.

 Línuetsunarferli

Þegar línur eru etsaðar á venjulegum prentplötum er stjórn á línubreidd og línubili takmörkuð og línubreidd/línubil er almennt í kringum 0,2 mm/0,2 mm. Við etsunarferlið geta vandamál eins og ójöfn línubrúnir og ójafnar línur komið upp, sem hafa áhrif á gæði merkjasendingarinnar.

Framleiðsla á HDI-kortum krefst afar mikillar nákvæmni í etsun á rafrásum. Háþróaðar framleiðslulínur fyrir HDI-kort geta náð línubreidd/línubreidd allt niður í 0,05 mm/0,05 mm eða jafnvel fínni. Með því að nota flóknari lýsingarbúnað og etsunarferli er tryggt að línubrúnirnar séu snyrtilegar og línubreiddin einsleit, sem uppfyllir strangar kröfur um háhraða og tíðni merkjasendingar á línugæðum.

Lamineringsferli

Lagskiptaferlið fyrir venjuleg prentplötur felst aðallega í því að líma saman mörg lög af koparhúðuðum plötum með heitpressun, með áherslu á að tryggja grunnfestu tengingarinnar milli laganna. Í lagskiptaferlinu eru kröfur um nákvæmni milli laga tiltölulega lágar.

Vegna mikils fjölda laga og flókinnar uppbyggingar HDI-platna eru kröfur um lagskiptingarferlið afar strangar. Ekki aðeins verður að setja lögin þétt saman, heldur verður einnig að tryggja nákvæma millilagsstillingu til að ná nákvæmri tengingu milli smárra gata og rafrása. Við lagskiptingarferlið þarf að stjórna breytum eins og hitastigi, þrýstingi og tíma nákvæmlega til að koma í veg fyrir galla eins og millilagsfrávik og loftbólur og til að tryggja heildarafköst HDI-platnanna.

 Mismunur á afköstum

Rafmagnseiginleikar

Venjulegar prentplötur hafa ákveðnar takmarkanir hvað varðar hraða og tíðni merkjasendinga. Þegar merkjatíðnin eykst verða vandamál eins og merkjadeyfing og krosshljóð smám saman áberandi. Þetta er vegna þess að tiltölulega þykkar línur og stærri göng framleiða meiri viðnám, spankraft og rafrýmd, sem hefur áhrif á heilleika merkisins.

HDI-kort nota fínar línur og örholuhönnun til að draga verulega úr línuviðnámi, spanstuðli og rýmd, sem dregur á áhrifaríkan hátt úr tapi og truflunum við merkjasendingu. Þau virka vel í háhraða og hátíðni merkjasendingum og geta uppfyllt notkunarsvið eins og 5G samskipti og háhraða gagnageymslu sem hafa afar miklar kröfur um gæði merkjasendingar.

Vélrænir eiginleikar

Vélrænn styrkur venjulegra prentplata fer aðallega eftir efni og þykkt undirlagsins og það eru ákveðnir flöskuhálsar í smækkun og þynningu. Vegna tiltölulega einfaldrar uppbyggingar er það viðkvæmt fyrir vandamálum eins og aflögun borðsins og sprungum í lóðtengingum þegar það verður fyrir flóknu álagi.

HDI-plötur nota þynnri, léttari og sterkari undirlag og bæta um leið heildar vélrænan stöðugleika með því að hámarka hönnun marglaga uppbyggingarinnar. Þótt þynnan sé tryggð þolir hún ákveðið vélrænt álag eins og titring og högg og hentar fyrir farsíma rafeindabúnað og önnur svið þar sem strangar kröfur eru gerðar um rúmmál og þyngd tækja.

Mismunandi notkunarsvið

Venjulegar prentplötur eru mikið notaðar í sumum rafeindatækjum sem hafa ekki miklar kröfur um afköst og pláss vegna lágs kostnaðar og tiltölulega einfaldrar framleiðsluferlis, svo sem venjulegum heimilistækjum (eins og sjónvörpum, þvottavélum), ódýrum neytendatækjum (eins og venjulegum útvarpstækjum, einföldum fjarstýringum) og ókjarna rafrásarhlutum í sumum iðnaðarstýribúnaði.

HDI-kort eru aðallega notuð í háþróaðri rafeindabúnaði vegna framúrskarandi afkösta þeirra og getu til að samþætta þéttleika. Til dæmis þurfa snjallsímar að samþætta fjölda aðgerða í litlu rými og HDI-kort geta uppfyllt þarfir þeirra fyrir hraða merkjasendingu, smækkun og þynningu; á tölvusviðinu nota netþjóna móðurborð, háþróuð skjákort og aðrir íhlutir með afar miklar afköstarkröfur einnig HDI-kort í miklu magni til að tryggja hraða gagnavinnslu og sendingu; að auki, á sviðum sem krefjast mikillar nákvæmni eins og flug- og lækningabúnaðar, gegna HDI-kort einnig lykilhlutverki og veita stuðning við stöðugan rekstur flókinna rafeindakerfa.

Það er verulegur munur á HDI-plötum og venjulegum prentplötum hvað varðar uppbyggingu, framleiðsluferli, afköst og notkunarsvið. Með háþróaðri tækni og framúrskarandi afköstum gegna HDI-plötur mikilvægu hlutverki í að efla þróun rafeindabúnaðar í átt að smækkun og mikilli afköstum, en venjuleg prentplötur halda áfram að sýna kostnaðarforskot sitt á miðlungs- og lágmörkuðum notkunarsviðum. Að skilja muninn á þessu tvennu mun hjálpa framleiðendum rafeindabúnaðar að velja viðeigandi prentplötulausnir í samræmi við kröfur vörunnar og stuðla að stöðugri þróun rafeindaiðnaðarins.