1.Печатные платы с высокой плотностью межсоединений (HDI) представляют собой значительный шаг вперед в технологии корпусирования электронных компонентов, обеспечивая более высокую плотность компонентов и улучшенные электрические характеристики по сравнению с обычными печатными платами. Технология HDI использует микропереходы, глухие и скрытые переходные отверстия диаметром, как правило, менее 150 микрон, что позволяет осуществлять многослойную компоновку и сокращать количество слоев. Такая архитектура минимизирует длину пути прохождения сигнала, повышает целостность сигнала за счет маршрутизации с контролируемым импедансом и поддерживает высокочастотные приложения вплоть до миллиметрового диапазона волн, превышающего 100 ГГц. Уменьшенная длина переходных отверстий в конструкциях HDI дополнительно снижает отражения сигнала, что критически важно для высокоскоростных цифровых интерфейсов, таких как PCIe 5.0 и DDR5.

2.Основные производственные процессы включают лазерное сверление с использованием УФ- или CO2-лазеров для формирования микроотверстий, достигая соотношения сторон до 1:1, и последовательные циклы ламинирования с прессами низкого давления для предотвращения недостатка смолы. Современные методы нанесения покрытия, такие как гальваническое покрытие с заполнением медью, гарантируют заполнение отверстий без пустот, в то время как полуаддитивные процессы (SAP) позволяют получать дорожки шириной всего 25 микрон. Обычно используемые материалы включают диэлектрики с низкими потерями, такие как модифицированная эпоксидная смола, полифениленэфир (PPE) или жидкокристаллический полимер (LCP) с диэлектрической проницаемостью (DK) ниже 3,5 при 10 ГГц и коэффициентом рассеяния (DF) ниже 0,005. Терморегулирование осуществляется с помощью заполненных медью отверстий с теплопроводностью до 400 Вт/мК и теплопроводящих подложек, включающих наполнители из нитрида алюминия или нитрида бора, что гарантирует поддержание температуры перехода ниже 125 °C в автомобильных приложениях.

3.Печатные платы HDI демонстрируют превосходные характеристики электромагнитной совместимости (ЭМС) благодаря оптимизированным схемам заземления, таким как конфигурации с отверстиями в контактных площадках и встроенными емкостными слоями, что снижает уровень электромагнитных помех (ЭМИ) на 15–20 дБ по сравнению с конструкциями на основе FR4. Конструктивные соображения требуют строгого контроля импеданса, обычно 50 Ом ±5% для дифференциальных пар в интерфейсах 25–56 Гбит/с, и точных правил ширины/зазора между дорожками менее 50/50 мкм для ВЧ-цепей. Подавление перекрестных помех достигается за счет заземленных копланарных волноводов и смещенного расположения переходных отверстий, что минимизирует связь до менее чем -40 дБ.

4.Автоматизированный оптический контроль (AOI) с разрешением 5 мкм, рентгеновская томография для трехмерного анализа пустот и рефлектометрия во временной области (TDR) со временем нарастания 10 пс являются важнейшими мерами обеспечения качества. Эти методы позволяют выявлять дефекты микропереходов, такие как неполное металлизирование или несовмещение размером менее 20 мкм. Области применения охватывают массивные антенные решетки MIMO 5G, требующие 20-слойных стеков HDI, имплантируемые медицинские устройства с биосовместимой паяльной маской, автомобильные лидарные модули с шагом BGA 0,2 мм и спутниковые полезные нагрузки, соответствующие стандартам надежности MIL-PRF-31032 класса 3.

5.Будущие разработки сосредоточены на сверхтонких компонентах с шагом менее 0,3 мм, требующих прямого лазерного структурирования (DLS) для определения линий с шагом 15 мкм, а также интеграции аддитивного производства для гетерогенного встраивания кремниевых фотонных или графических кристаллов. Соблюдение экологических норм стимулирует исследования в области безгалогеновых материалов с температурой стеклования (tg) более 180 °C, а также бессвинцовых покрытий, таких как химическое никелирование, химическое палладирование и иммерсионное золото (ENEPIG), соответствующих директивам RoHS 3. Интеграция с Индустрией 4.0 позволяет осуществлять мониторинг процесса в режиме реального времени с помощью гальванических ванн с поддержкой Интернета вещей, в то время как алгоритмы машинного обучения, обученные на более чем 10 000 изображениях микроотверстий, достигают точности прогнозирования дефектов 99,3%. Технология HDI продолжает обеспечивать уменьшение размеров портативной электроники на 30–50% при сохранении выхода годных изделий выше 98,5% за счет адаптивного управления энергией лазера и разделительных пленок с нанопокрытием, минимизирующих размазывание при сверлении.