Teknologjia PCB e Ndërlidhjes me Dendësi të Lartë (HDI): Procese të Avancuara Prodhimi, Performancë me Frekuencë të Lartë dhe Inovacione të Ardhshme

1.Pllakat e qarqeve të shtypura (PCB) me ndërlidhje me dendësi të lartë (HDI) përfaqësojnë një përparim të rëndësishëm në teknologjinë e paketimit elektronik, duke mundësuar dendësi më të lartë të komponentëve dhe performancë elektrike të përmirësuar krahasuar me PCB-të konvencionale. Teknologjia HDI përdor mikrovia, via të verbëra dhe via të varrosura me diametër zakonisht nën 150 mikronë, duke lejuar grumbullimin me shumë shtresa dhe numrin e reduktuar të shtresave. Kjo arkitekturë minimizon gjatësitë e shtegut të sinjalit, rrit integritetin e sinjalit përmes drejtimit të kontrolluar të impedancës dhe mbështet aplikacionet me frekuencë të lartë deri në diapazone vale milimetrike që tejkalojnë 100 GHz. Gjatësitë e reduktuara të cungjeve të via-ve në dizajnet HDI zbusin më tej reflektimet e sinjalit, të cilat janë kritike për ndërfaqet dixhitale me shpejtësi të lartë si PCIE 5.0 dhe DDR5.

2.Proceset kryesore të prodhimit përfshijnë shpimin me lazer me lazer UV ose CO2 për formimin e mikrovia-ve, duke arritur raporte aspekti deri në 1:1, dhe cikle petëzimi sekuenciale me presa me presion të ulët për të parandaluar mungesën e rrëshirës. Teknikat e avancuara të veshjes, të tilla si mbushja me bakër, sigurojnë mbushje pa boshllëqe, ndërsa proceset gjysmë-aditive (SAP) mundësojnë gjerësi gjurmësh deri në 25 mikronë. Materialet e përdorura zakonisht përfshijnë dielektrik me humbje të ulët si epoksi i modifikuar, eteri polifenileni (PPE) ose polimeri kristal i lëngshëm (LCP), me konstante dielektrike (dk) nën 3.5 në 10 GHz dhe faktorë shpërndarjeje (df) nën 0.005. Menaxhimi termik trajtohet përmes via-ve të mbushura me bakër me përçueshmëri termike deri në 400 w/mk, dhe substrate përçuese termikisht që përfshijnë mbushës nitridi alumini ose nitridi bori, duke siguruar që temperaturat e kryqëzimit të mbeten nën 125°C në aplikimet automobilistike.

3.PCB-të HDI demonstrojnë karakteristika superiore të përputhshmërisë elektromagnetike (EMC) për shkak të skemave të optimizuara të tokëzimit, të tilla si konfigurimet via-in-pad dhe shtresat e kapacitetit të integruara, duke zvogëluar rrezatimin e ndërhyrjes elektromagnetike (EMI) me 15-20 dB krahasuar me modelet e bazuara në FR4. Konsideratat e projektimit kërkojnë kontroll të rreptë të impedancës, zakonisht 50 ohm ± 5% për çifte diferenciale në ndërfaqe 25-56 gbps, dhe rregulla të sakta të gjerësisë/hapësirës së gjurmës nën 50/50 mikronë për qarqet RF. Shtypja e bisedave të kryqëzuara arrihet përmes valëpërçuesve koplanarë të tokëzuar dhe rregullimeve via të shkallëzuara, duke minimizuar çiftëzimin në më pak se -40 dB.

4.Inspektimi optik i automatizuar (AOI) me rezolucion 5 mikronësh, tomografia me rreze X për analizën 3D të boshllëqeve dhe reflektometria në domenin kohor (TDR) me kohë ngritjeje 10 ps janë masa kritike të sigurimit të cilësisë. Këto teknika zbulojnë defekte të mikrovia-ve, të tilla si veshja jo e plotë ose regjistrimi i gabuar nën 20 mikronë. Aplikimet përfshijnë vargje antenash masive MIMO 5G që kërkojnë pirgje HDI me 20 shtresa, pajisje mjekësore të implantueshme me maskë saldimi biokompatibile, module lidar automobilistike me BGAS me hap 0.2 mm dhe ngarkesa satelitore që përmbushin standardet e besueshmërisë së klasës 3 të MI-PRF-31032.

5.Zhvillimet e ardhshme përqendrohen në komponentët me pjerrësi ultra të imët nën 0.3 mm, duke kërkuar strukturim të drejtpërdrejtë me lazer (DLS) për përkufizimet e vijave 15 mikronëshe, dhe integrimin e prodhimit aditiv për ngulitjen heterogjene të fotonikës silikoni ose gan dies. Pajtueshmëria mjedisore nxit kërkimin në materiale pa halogjen me temperatura tranzicioni qelqi (TG) që tejkalojnë 180°C, dhe përfundime sipërfaqësore pa plumb si nikel pa elektrolizë, ari pa elektrolizë i zhytur në paladium (ENEPIG), në përputhje me direktivat RoHS 3. Integrimi i Industrisë 4.0 mundëson monitorimin e procesit në kohë reale nëpërmjet banjove të veshjes me anë të IoT, ndërsa algoritmet e të mësuarit automatik të trajnuar në mbi 10,000 imazhe mikrovia arrijnë saktësi parashikimi të defekteve prej 99.3%. Teknologjia HDI vazhdon të mundësojë zvogëlimin e madhësisë prej 30-50% në elektronikën portative, duke ruajtur rendimentet e prodhimit mbi 98.5% nëpërmjet kontrollit adaptiv të energjisë me lazer dhe filmave të lirimit me veshje nano që minimizojnë njollat ​​e shpimit.