Elektroonikaseadmete põhiarhitektuuris on trükkplaadid nagu keerulised närvivõrgud, mis kannavad signaali edastamist ja energiavarustust elektrooniliste komponentide vahel. Elektroonilise tehnoloogia kiire arenguga miniaturiseerimise ja suure jõudlusega on välja kujunenud täiustatud trükkplaatide tüüp - HDI-plaat. Nende vahel on olulisi erinevusiHDI plaadidja tavalised trükkplaadid paljudes aspektides, mis mõjutavad põhjalikult elektroonikaseadmete jõudlust ja arendussuunda.
Definitsioon ja struktuurierinevused
Tavaline trükkplaat on trükkplaat, mis moodustab punkt{0}}punkt-ühendused ja prinditud komponendid isolatsioonisubstraadile vastavalt etteantud kujundusele. Selle struktuur on suhteliselt lihtne, tavaliselt valmistatakse puurimise, vooluahela söövitamise, galvaniseerimise ja muude protsesside käigus vask-plakeeritud laminaatidest. Ahela paigutus ja vahendusseaded on suhteliselt tavapärased, sobivad elektroonikaseadmetele, mille ruumi- ja jõudlusnõuded on väikesed.
Ja HDI-plaat rõhutab suure{0}}tihedusega ühendust. See kasutab mikropoorset tehnoloogiat ja täiustatud meetodeid, nagu laserpuurimine, et saavutada rohkem elektriühendusi väiksemas ruumis. HDI-plaatidel on tavaliselt õhemad substraadid ja peenemad ahelad, suhteliselt rohkemate kihtidega, mis suudavad piiratud ruumis integreerida rohkem funktsioone ja parandada oluliselt elektroonikaseadmete integreerimist.
Tootmisprotsesside võrdlus
Puurimisprotsess
Tavalise PCB-puurimise puhul kasutatakse sageli mehaanilist puurimismeetodit, kus puur pöörleb vask{0}}vooderdatud plaadil, et puurida vajaliku läbimõõduga ava. Kuigi selle meetodi maksumus on madalam, on ava suhteliselt suur, üldiselt üle 0,3 mm, ja mitmekihiliste plaatide -täpse puurimise korral võivad kõrvalekalded tekkida.
HDI-plaatidel kasutatakse laialdaselt laserpuurimistehnoloogiat, mis kasutab suure{0}}energiatihedusega laserkiirte abil plaadi koheseks sulatamiseks või aurustamiseks, et moodustada mikropoorid, mille pooride suurus on kuni 0,1 mm või isegi väiksem. Laserpuurimine on äärmiselt kõrge täpsusega ja võimaldab saavutada spetsiaalseid augutüüpe, nagu pimeaugud (ainult välise ja sisemise kihi ühendamine) ja maetud augud (sisemise ja sisemise kihi ühendamine), mis parandab oluliselt vooluahela ühenduste paindlikkust ja tihedust.
Joone söövitamise protsess
Tavalistel trükkplaatidel on ahelate söövitamisel piiratud kontroll joone laiuse ja vahekauguste üle, tüüpiline joone laius/vahe on umbes 0,2 mm/0,2 mm. Söövitusprotsessi ajal on lihtne kokku puutuda selliste probleemidega nagu ahela ebatasased servad ja ebaühtlased jooned, mis võivad mõjutada signaali edastamise kvaliteeti.
HDI-plaatide tootmine nõuab vooluringide söövitamisel äärmiselt suurt täpsust ja täiustatud HDI-plaatide tootmisliinid suudavad saavutada liinide laiuse/vahega kuni 0,05 mm/0,05 mm või isegi peenemaid ahelaid. Kasutades täpsemaid säritusseadmeid ja söövitusprotsesse, tagame, et vooluringi servad on korralikud ja joone laius on ühtlane, mis vastab rangetele vooluahela kvaliteedinõuetele nii kiire kui ka{4}}kõrge sagedusega signaalide edastamisel.
Lamineerimisprotsess
Tavalise trükkplaadi lamineerimisprotsess hõlmab peamiselt mitme kihi vask-plakeeritud laminaatide ühendamist kuumpressimise teel, keskendudes iga kihi vahelise ühenduse põhilise tugevuse tagamisele. Lamineerimisprotsessi ajal on kihtidevahelise joondamise täpsuse nõue suhteliselt madal.
Mitmekihilisuse ja keeruka struktuuri tõttu nõuavad HDI-plaadid äärmiselt rangeid lamineerimisprotsesse. Me ei pea mitte ainult tagama tiheda sobivuse iga kihi vahel, vaid peame tagama ka suure-täpse kihtidevahelise joonduse, et saavutada täpne ühendus mikroaukude ja vooluringide vahel. Lamineerimisprotsessi ajal on vaja täpselt kontrollida selliseid parameetreid nagu temperatuur, rõhk ja aeg, et vältida defekte, nagu kihtidevahelised nihked ja mullid, tagades HDI-plaatide üldise jõudluse.
Toimivusomaduste erinevused
Elektriline jõudlus
Tavalistel trükkplaatidel on signaali edastuskiirusel ja sagedusel teatud piirangud. Signaali sageduse kasvades muutuvad järk-järgult esile sellised probleemid nagu signaali sumbumine ja läbirääkimine. Selle põhjuseks on asjaolu, et selle suhteliselt paks vooluahel ja suuremad läbipääsuavad tekitavad suurema takistuse, induktiivsuse ja mahtuvuse, mõjutades signaali terviklikkust.
HDI-plaadid oma keeruka vooluahela ja mikroauku disainiga vähendavad oluliselt vooluahela takistust, induktiivsust ja mahtuvust, vähendades tõhusalt kadusid ja häireid signaali edastamisel. See toimib suurepäraselt kiirel-ja kõrge sagedusega-signaali edastamisel ning suudab täita ülikõrgeid signaaliedastuskvaliteedi nõudeid selliste rakenduste puhul nagu 5G side ja kiire{4}}andmesalvestus.
mehaanilised omadused
Tavaliste trükkplaatide mehaaniline tugevus sõltub peamiselt aluspinna materjalist ja paksusest ning miniaturiseerimisel ja harvendamisel on teatud kitsaskohad. Tänu oma suhteliselt lihtsale struktuurile on see keerukate pingete korral altid sellistele probleemidele nagu plaadi deformatsioon ja keevisõmbluse pragunemine.
HDI-plaadid kasutavad õhemaid, kergemaid ja tugevamaid substraate, optimeerides samal ajal mitmekihilist konstruktsiooni, et parandada üldist mehaanilist stabiilsust. Tagades kerge kaalu, talub see teatud määral mehaanilist pinget, nagu vibratsioon ja löök, mistõttu sobib see sellistes valdkondades nagu mobiilsed elektroonikaseadmed, millel on ranged nõuded seadme mahule ja kaalule.
Erinevad rakendusväljad
Tänu odavatele ja suhteliselt lihtsale tootmisprotsessile kasutatakse tavalisi trükkplaate laialdaselt elektroonikaseadmetes, mis ei nõua suurt jõudlust ja ruumi, nagu tavalised kodumasinad (nt televiisorid ja pesumasinad), madala kvaliteediga tarbeelektroonikatooted (nt tavalised raadiod ja lihtsad kaugjuhtimispuldid) ja mõnede tööstuslike juhtimisseadmete põhiliste vooluringide osad.
Tänu nende suurepärasele jõudlusele ja suure{1}tihedusega integreerimisvõimalustele kasutatakse HDI-plaate peamiselt tipptasemel{0}}elektroonikaseadmetes. Näiteks nutitelefonides tuleb väikesesse ruumi integreerida suur hulk funktsioone ja HDI-plaadid suudavad rahuldada nende kiire-signaali edastamise, miniatuursuse ja õhukese vajadusi; Arvutite valdkonnas kasutatakse HDI-plaate laialdaselt selliste komponentide jaoks nagu serveri emaplaadid ja tipptasemel graafikakaardid,{4} mis nõuavad kiiret andmetöötlust ja -edastust; Lisaks on HDI-plaatidel ülitäpsetes valdkondades,-nagu lennundus ja meditsiiniseadmed, ülioluline roll, pakkudes tuge keerukate elektrooniliste süsteemide stabiilseks toimimiseks.