I circuiti stampati ad alta densità sono come snodi di trasporto precisi, che collegano vari componenti elettronici per garantire una trasmissione efficiente del segnale e un funzionamento stabile delle apparecchiature. La sua comparsa è un risultato inevitabile della continua ricerca di miniaturizzazione e prestazioni elevate nella tecnologia elettronica, fornendo un solido supporto per lo sviluppo di numerose tecnologie all'avanguardia.
1, Tracciabilità dello sviluppo: nato in risposta ai bisogni, in continua evoluzione
Lo sviluppo delle schede HDI può essere fatto risalire agli anni '60. Da allora, con il rapido sviluppo della digitalizzazione, dell’informatizzazione e dell’intelligenza dei prodotti elettronici, i requisiti in termini di dimensioni, peso, consumo energetico e prestazioni dei circuiti stampati sono diventati sempre più elevati. La tecnologia HDI è stata gradualmente ampiamente utilizzata. Aumentando il numero di strati della scheda, riducendo la spaziatura dei componenti e adottando una tecnologia ad alta-precisione, più componenti del circuito, linee di segnale e linee elettriche vengono disposti densamente sul circuito, migliorando notevolmente le prestazioni del circuito e riducendone le dimensioni. Nel 21° secolo, la tecnologia HDI si è sviluppata rapidamente in forme più avanzate ed efficienti come schede a strati incrociati ultra-sottili, perforazione dello strato interno e tecnologia micro/foro cieco, migliorando notevolmente la densità tridimensionale e il livello di prestazioni dei circuiti stampati.
2, Caratteristiche tecniche: rompere la tradizione, guidare il cambiamento
(1) Cablaggio ad alta densità
Rispetto ai tradizionali circuiti stampati, le schede HDI hanno una densità di cablaggio significativamente maggiore. Può organizzare più circuiti in uno spazio limitato e realizzare connessioni circuitali più complesse. Ciò è dovuto alla continua riduzione della larghezza e dell'interlinea della linea. Al giorno d'oggi, le schede HDI avanzate possono raggiungere una larghezza e un'interlinea di linea di 25 micron o anche inferiori, consentendo ai circuiti stampati di svolgere più funzioni e soddisfare gli elevati requisiti di integrazione dei dispositivi elettronici.
(2) Tecnologia microporosa
I micropori sono una delle caratteristiche principali delle schede HDI, in genere si riferiscono a pori con un diametro inferiore a 150um. Attraverso la tecnologia microporosa, le schede HDI raggiungono connessioni elettriche più strette tra gli strati, accorciando efficacemente i percorsi di trasmissione del segnale, riducendo il ritardo e l'interferenza del segnale e migliorando la velocità e la qualità della trasmissione del segnale. Allo stesso tempo, l’applicazione dei micropori aumenta anche la densità di assemblaggio dei circuiti stampati, migliora l’utilizzo dello spazio e crea le condizioni per la miniaturizzazione dei prodotti elettronici.
(3) Design con foro cieco e foro interrato
Le schede HDI utilizzano ampiamente le tecnologie dei fori ciechi e dei fori interrati. I fori ciechi sono fori che si estendono dalla superficie di un circuito fino a un certo strato interno, mentre i fori sepolti sono fori completamente nascosti all'interno del circuito e collegano gli strati intermedi. L'utilizzo di questi fori speciali riduce il numero di fori passanti sulla superficie del circuito, liberando più spazio per il cablaggio e aumentando ulteriormente la densità di cablaggio. Allo stesso tempo, aiutano anche a migliorare le prestazioni elettriche dei circuiti stampati, a ridurre la riflessione del segnale e la diafonia.
(4) Buone prestazioni elettriche
Per soddisfare i requisiti elettrici dei segnali ad alta-velocità, le schede HDI tengono pienamente conto delle caratteristiche CA nel processo di progettazione e produzione. Adottando strutture appropriate come Stripline e Microstrip e utilizzando materiali isolanti con bassa costante dielettrica e basso tasso di attenuazione, le schede HDI hanno un eccellente controllo dell'impedenza e capacità di trasmissione ad alta-frequenza, che possono ridurre efficacemente le radiazioni non necessarie, garantire una trasmissione stabile di segnali ad alta-velocità e soddisfare i rigorosi requisiti dei moderni dispositivi elettronici per prestazioni elevate.
3, processo di produzione: arte squisita, raggiungimento della qualità
(1) Selezione del materiale
La produzione delle schede HDI prevede requisiti di materiale estremamente severi. Di solito, vengono selezionati substrati a basse perdite e altamente resistenti al calore come FR-4 e poliimmide per garantire prestazioni stabili dei circuiti stampati in diversi ambienti di lavoro. La stabilità dimensionale e la consistenza della costante dielettrica dei materiali non possono essere ignorate, poiché hanno un impatto significativo sulla precisione e sulla stabilità della trasmissione del segnale. Inoltre, lo spessore, la planarità e la qualità della pellicola adesiva della lamina di rame sono fattori chiave che influiscono sulla qualità del prodotto finale.
(2) Produzione dello strato interno
La produzione dello strato interno è il processo principale della produzione delle schede HDI. In primo luogo, il modello di progettazione viene trasferito accuratamente sul foglio di rame utilizzando la tecnologia di imaging diretto laser o fotolitografia, quindi il materiale di rame in eccesso viene rimosso tramite incisione chimica per formare un modello di circuito sottile. Questa fase prevede più passaggi come il trasferimento del modello dello strato interno, l'incisione, la placcatura in rame, ecc. Ogni passaggio richiede un controllo rigoroso dei parametri di processo per garantire l'accuratezza e la qualità del circuito dello strato interno.
(3) Stratificazione e perforazione
Per costruire una struttura multi-strato, più strati interni devono essere allineati con precisione e pressati insieme con materiale isolante preimpregnato ad alta temperatura e alta pressione. Successivamente, viene utilizzata una perforatrice CNC ad alta-precisione insieme a una piccola punta da trapano per praticare fori in posizioni predeterminate per ottenere collegamenti elettrici tra ogni strato. La precisione della perforazione è direttamente correlata alle prestazioni del circuito stampato e qualsiasi deviazione può portare a collegamenti elettrici inadeguati. Dopo la perforazione, è necessario il trattamento di placcatura in rame, comprese fasi come la ramatura chimica, la galvanica del rame e la placcatura in nichel-oro, per riempire i pori e formare percorsi conduttivi, garantendo una buona continuità elettrica.
(4) Trattamento superficiale e test
Il trattamento superficiale è fondamentale per l'affidabilità-a lungo termine delle schede HDI. I metodi di lavorazione comuni includono OSP, spruzzatura di stagno, doratura, ecc., che possono essere selezionati in base alle esigenze applicative specifiche. Dopo aver completato il trattamento superficiale, è necessario condurre sulla scheda HDI una serie di rigorosi test elettrici come il test dei pin volanti, AOI e ICT per testare in modo completo le prestazioni elettriche del circuito, assicurando che ciascuna scheda HDI soddisfi gli standard di progettazione e non presenti difetti come cortocircuiti o circuiti aperti.
(5) Processo speciale
Con lo sviluppo delle schede HDI verso densità più elevate e strutture più complesse, i metodi di rilevamento tradizionali non sono più in grado di soddisfare i requisiti di controllo qualità. Pertanto, le tecnologie di rilevamento ad alta-precisione come l'ispezione a raggi X-e l'ispezione ottica automatica sono ampiamente utilizzate in processi speciali. Queste tecnologie sono in grado di rilevare difetti estremamente piccoli come microfessure e discrepanze di apertura, garantendo in modo efficace la qualità delle schede HDI e assicurando che ogni prodotto soddisfi i requisiti di progettazione.
4, campo di applicazione: ampiamente penetrato, indispensabile
(1) Apparecchiature di comunicazione
Nell'era della comunicazione 5G, le apparecchiature delle stazioni base devono gestire massicce trasmissioni di dati ed elaborazione dei segnali ad alta-velocità. La scheda HDI, con il suo cablaggio ad alta-densità, buone prestazioni elettriche e capacità di trasmissione del segnale ad alta-velocità, è diventata la scelta ideale per componenti chiave come i moduli RF delle stazioni base 5G e le unità di elaborazione in banda base, fornendo un forte supporto per il funzionamento efficiente e stabile delle reti 5G. Allo stesso tempo, le schede HDI rappresentano anche una tecnologia fondamentale per ottenere leggerezza e prestazioni elevate-nei dispositivi terminali mobili come gli smartphone. Possono integrare più moduli funzionali, come moduli di comunicazione 5G, processori ad alte-prestazioni, moduli fotocamera, ecc., per soddisfare le esigenze sempre più diversificate degli utenti per le funzioni dei dispositivi mobili.
(2) Attrezzature mediche
Le apparecchiature mediche richiedono affidabilità e prestazioni estremamente elevate. La scheda HDI è ampiamente utilizzata nelle apparecchiature di imaging medicale, nelle apparecchiature di monitoraggio, nelle apparecchiature diagnostiche in vitro, ecc. Le sue caratteristiche di interconnessione ad alta-densità consentono ai dispositivi medici di realizzare progetti più piccoli garantendo al tempo stesso l'accuratezza e la stabilità della trasmissione del segnale, fornendo un supporto dati affidabile per diagnosi e trattamenti medici. Ad esempio, nei dispositivi medici portatili, le schede HDI possono integrare più funzioni in uno spazio limitato, migliorando la portabilità e l’usabilità del dispositivo e soddisfacendo le esigenze dei modelli medici emergenti come l’assistenza sanitaria remota e l’assistenza sanitaria a domicilio.
(3) Aerospaziale
L'industria aerospaziale ha requisiti estremamente severi in termini di peso, volume e affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Le schede HDI svolgono un ruolo importante nei sistemi elettronici aerospaziali grazie alle loro caratteristiche di leggerezza, compattezza e alta affidabilità. Dal sistema di navigazione, al sistema di controllo del volo fino al sistema di comunicazione dell'aeromobile, la scheda HDI fornisce garanzie per il raggiungimento di elevate prestazioni e affidabilità delle apparecchiature. Ad esempio, i dispositivi elettronici sui satelliti devono eseguire funzioni complesse in uno spazio limitato e con rigorosi vincoli di peso. L'applicazione delle schede HDI consente ai dispositivi elettronici satellitari di soddisfare questi requisiti, migliorando al tempo stesso la durata e la stabilità operativa del satellite.
(4) Calcolo ad alte prestazioni
Con il rapido sviluppo di tecnologie come l'intelligenza artificiale e i big data, la domanda di potenza di calcolo nel calcolo ad alte- prestazioni sta crescendo in modo esponenziale. Le schede HDI sono indispensabili nei-dispositivi informatici ad alte prestazioni come server e supercomputer. Può supportare la trasmissione di dati ad alta-velocità e il calcolo parallelo su larga-scala, soddisfacendo le esigenze di un gran numero di interconnessioni di segnali ad alta-velocità all'interno e tra chip AI, garantendo al tempo stesso l'integrità del segnale, riducendo la latenza e fornendo una potente base hardware per il calcolo ad alte-prestazioni. Ad esempio, nei server AI, le schede HDI devono essere collegate a più chip GPU ad alte-prestazioni per ottenere una trasmissione e un'elaborazione rapida dei dati, al fine di soddisfare le esigenze computazionali di addestramento e inferenza di modelli AI complessi.