Технологија за PCB со висока густина на меѓусебно поврзување (HDI): Напредни производствени процеси, перформанси со висока фреквенција и идни иновации

1.Печатените кола (PCB) со висока густина на меѓусебно поврзување (HDI) претставуваат значаен напредок во технологијата за електронско пакување, овозможувајќи поголема густина на компонентите и подобрени електрични перформанси во споредба со конвенционалните PCB. HDI технологијата користи микровлијанија, слепи влијанија и закопани влијанија со дијаметар обично под 150 микрони, овозможувајќи повеќеслојно редење и намален број на слоеви. Оваа архитектура ги минимизира должините на сигналните патеки, го подобрува интегритетот на сигналот преку контролирано насочување на импедансата и поддржува апликации со висока фреквенција до милиметарски бранови опсези што надминуваат 100 GHz. Намалените должини на држачите во HDI дизајните дополнително ги ублажуваат рефлексиите на сигналот, што е клучно за брзите дигитални интерфејси како што се PCIE 5.0 и DDR5.

2.Клучните производствени процеси вклучуваат ласерско дупчење со UV или CO2 ласери за формирање на микровиркулации, постигнувајќи соодноси на ширина и висина до 1:1 и секвенцијални циклуси на ламинација со преси под низок притисок за да се спречи недостаток на смола. Напредните техники на позлатување, како што е галванизацијата со полнење преку бакар, обезбедуваат полнење без празнини, додека полуадитивните процеси (SAP) овозможуваат ширина на трагите тесни како 25 микрони. Материјалите што најчесто се користат вклучуваат диелектрици со ниски загуби како модифициран епоксид, полифенилен етер (PPE) или течен кристален полимер (LCP), со диелектрични константи (dk) под 3,5 на 10 GHz и фактори на дисипација (df) под 0,005. Термичкото управување се решава преку вијали исполнети со бакар со топлинска спроводливост до 400 W/mk и термички спроводливи подлоги што содржат полнила од алуминиум нитрид или бор нитрид, осигурувајќи дека температурите на спојките остануваат под 125°C во автомобилските апликации.

3.HDI печатените плочки покажуваат супериорни карактеристики на електромагнетна компатибилност (EMC) поради оптимизирани шеми за заземјување, како што се конфигурации на via-in-pad и вградени слоеви на капацитивност, намалувајќи го зрачењето на електромагнетна интерференција (EMI) за 15-20 dB во споредба со дизајните базирани на FR4. Размислувањата за дизајнот бараат строга контрола на импедансата, обично 50 оми ± 5% за диференцијални парови во интерфејси од 25-56 gbps и прецизни правила за ширина на трагата/растојание под 50/50 микрони за RF кола. Потиснувањето на вкрстениот разговор се постигнува преку заземјени копланарни брановоди и распоредени via, минимизирајќи го спојувањето на помалку од -40 dB.

4.Автоматизирана оптичка инспекција (AOI) со резолуција од 5 микрони, рендгенска томографија за 3D анализа на празнини и рефлектометрија во временски домен (TDR) со време на пораст од 10 ps се критични мерки за обезбедување на квалитет. Овие техники откриваат дефекти на микровијата, како што се нецелосно обложување или погрешна регистрација под 20 микрони. Апликациите опфаќаат масивни низи на мимо антени од 5G кои бараат 20-слојни HDI стекови, имплантирачки медицински уреди со биокомпатибилна маска за лемење, автомобилски лидар модули со BGA со чекор од 0,2 mm и сателитски носивост што ги исполнува стандардите за сигурност од класа 3 на MIL-PRF-31032.

5.Идните случувања се фокусираат на ултрафини компоненти со наклон под 0,3 mm, што бара директно ласерско структурирање (DLS) за 15-микронски дефиниции на линии и адитивна интеграција на производство за хетерогено вградување на Si фотоника или ган ​​калапи. Усогласеноста со животната средина го поттикнува истражувањето на материјали без халогени со температури на стаклен премин (TG) што надминуваат 180°C и површински завршни обработки без олово како што се електроничен никел без електроничен паладиумски потопувачки златен материјал (Enepig), во согласност со директивите RoHS 3. Интеграцијата на Industry 4.0 овозможува следење на процесите во реално време преку IoT-овозможени позлатни кади, додека алгоритмите за машинско учење обучени на повеќе од 10.000 микровиа слики постигнуваат точност на предвидување на дефекти од 99,3%. HDI технологијата продолжува да овозможува намалување на големината од 30-50% кај преносливата електроника, додека одржува приноси на производство над 98,5% преку адаптивна контрола на енергијата со ласер и нано-обложени филмови за ослободување што го минимизираат размачкувањето од дупчењето.