HDI PCB on lyhenne sanoista High-Density Interconnect PCB, ja se on piirilevyjen valmistuksessa käytetty tekniikka. HDI-piirilevyt tunnetaan suuresta piiritiheydestään ja niissä käytetään mikroreikien tekniikkaa. Ne edustavat yhtä nopeimmin kasvavista segmenteistä piirilevymarkkinoilla. HDI-piirilevyjen lisääntyneen piiritiheyden ansiosta se mahdollistaa hienompien viivojen ja tilojen yhdistämisen, pienemmät läpivientireiät ja tartunta-alueet sekä suuremman liitäntäalueiden tiheyden. HDI-piirilevyissä on sokeita rei'ityksiä ja haudattuja rei'ityksiä, ja tyypillisesti niissä on mikroreikiä, joiden halkaisija on 0,006 µm tai pienempi. Syyskuussa 1994 Yhdysvaltain piirilevyteollisuuden yhteistyökonsortio, joka tunnetaan nimellä ITRI (Interconnection Technology Research Institute), aloitti tutkimuksen tiheiden piirilevyjen valmistamiseksi, jota kutsutaan lokakuun projektiksi. He käyttivät Motorolan prototyyppejä MTV1 ja MRTV2.2 (kesäkuu 1996) kokeillakseen mikroreikien tuotantoa ei-mekaanisilla porausmenetelmillä. Näihin menetelmiin kuuluivat laserablaatio, fotovia, plasmaetsaus ja alkalietsaus. Suurtiheyksisten yhteenliitäntöjen (HDI) uusi aikakausi alkoi virallisesti lokakuun projektin vaiheen I kierroksen 2 raportin julkaisemisen myötä 15. heinäkuuta 1997. Aluksi näitä tuotteita kutsuttiin länsimaissa SBU:ksi (Small Business Unit), kun taas Japanissa niitä kutsuttiin MVP:ksi (Miniature Vias and Pads) niiden huomattavasti pienemmän reikärakenteen vuoksi verrattuna aiempiin piirilevyihin. Lopulta amerikkalainen IPC (Association Connecting Electronics Industries) kuitenkin yhtenäisti terminologian ja nimesi ne "HDI:ksi".
Tärkein ero HDI-piirilevyn ja perinteisen piirilevyn välillä
HDI-levyt, jotka tunnetaan myös nimellä Build-up Multilayer (BUM) -levyt, valmistetaan perinteisistä kaksipuolisista levyistä ydinsubstraattina, joka pinotaan ja laminoidaan jatkuvasti. Verrattuna perinteisiin piirilevyihin HDI-levyillä on etuja, kuten keveys, ohuus, lyhyt koko ja koko. Kerrosten väliset sähköiset kytkennät HDI-levyissä saavutetaan johtavien reikien, haudattujen reikien ja sokeiden reikien avulla. HDI-levyjen rakenne eroaa tavallisista monikerroslevyistä, koska niissä on laajalti mikromaisia sokeita reikiä. Perinteisissä monikerrospiirilevyissä on vain läpivientireikiä eikä pieniä haudattuja sokeita reikiä. Näiden piirilevyjen sähköiset kytkennät saavutetaan läpivientireikien avulla, mikä vaatii suuremman määrän kerroksia suunnitteluvaatimusten täyttämiseksi. Sitä vastoin HDI-levyissä käytetään mikromaisia sokeita reikiä, mikä vaatii vähemmän kerroksia suunnitteluvaatimusten täyttämiseksi, mikä tekee niistä kevyempiä ja ohuempia.
HDI-piirilevyn korkea luotettavuus
Kuparipilarit parantavat luotettavuutta vähentämällä impedanssien välisiä epäsuhtoja eri metallien välillä, jotka johtuvat niiden erilaisista lämpölaajenemiskertoimista. Lisäksi HDI-levyt ovat herkempiä ympäristötekijöille, kuten kosteudelle ja lämpötilalle, verrattuna perinteisiin piirilevyihin niiden suuremman mekaanisen lujuuden ansiosta.HDI-piirilevyn tiheä yhteenliitäntä
Kuparipilarien käyttö mahdollistaa tiheän yhteenliittämisen lisäämättä piirilevyn kerrosten määrää. Tämä tarjoaa suuremman joustavuuden signaalien reitittämisessä levyn toiselta puolelta toiselle ilman kalliita pinnoitettuja läpireikiä tai sokeita reikiä. Kuparipilarien läsnäolo auttaa myös vähentämään eri kerroksille reititettyjen signaalien välistä ylikuulumista tarjoamalla lisää sähköisiä liitäntäpisteitä kunkin kerroksen rajapinnassa.HDI-piirilevyn pienemmät mitat
Tiheä yhteenliittäminen saavutetaan sijoittamalla komponentit lähemmäs toisiaan kuin perinteisissä piirilevyissä, mikä pienentää piirilevyn kokonaiskokoa säilyttäen samalla suorituskyvyn tason. Esimerkiksi lääkinnälliset laitteet vaativat usein pieniä koteloita ja suuria tiedonsiirtonopeuksia, joita vain HDI-piirilevyt voivat tarjota. Esimerkiksi implanttien on oltava riittävän pieniä mahtuakseen ihmiskehon sisään, mutta implantteihin liittyvien elektronisten laitteiden on mahdollistettava tehokas nopea signaalinsiirto.Painonpudotus
Kokonaistilavuuden pieneneminen mahdollistaa ohuempien piirilevyjen valmistuksen suorituskykyä tai luotettavuutta vaarantamatta. Tämä myös vähentää tuotantoprosessissa käytettävien materiaalien määrää, mikä alentaa materiaalikustannuksia ja jätteenkäsittelykustannuksia.
HDI-piirilevyn pienempi kapasitanssi ja induktanssi
Yhteenliitännöillä on pienempi kapasitanssi ja induktanssi verrattuna perinteisiin piirilevyihin, mikä auttaa parantamaan signaalin eheyttä, vähentämään kohinaa ja lisäämään kaistanleveyttä.HDI-piirilevyn parempi suorituskyky
HDI-levyt tarjoavat paremman lämmönpoiston ja signaalin eheyden perinteisiin piirilevyihin verrattuna. Suurempi tiheys mahdollistaa pienempien komponenttien ja ohuempien kerrosten käytön säilyttäen samalla vaaditut impedanssiominaisuudet. Tämä johtaa erinomaiseen suorituskykyyn sekä digitaalisissa että analogisissa piireissä, erityisesti kohinansietokyvyn ja signaalin eheyden osalta.Erittäin muokattavissa
HDI-piirilevyt tarjoavat paljon räätälöintimahdollisuuksia, mikä mahdollistaa paitsi piirin koon ja paksuuden myös sen muotoilun erityisvaatimusten mukaisesti. Tämä mahdollistaa monimutkaisempien rakenteiden rakentamisen pienemmissä kokoluokissa, mikä on erityisen edullista tilaa säästäville langattomille laitteille, kuten älypuhelimille ja tableteille.HDI-piirilevyn alhaisemmat kustannukset
HDI-piirilevyjen valmistus on kustannustehokkaampaa kuin perinteisten piirilevyjen. Ne vaativat vähemmän kuparikerroksia neliötuumaa kohden, mikä johtaa alhaisempiin tuotantokustannuksiin. Lisäksi, koska ne eivät vaadi kalliita läpivientikomponentteja, niiden valmistuskustannukset ovat pienemmät kuin perinteisten piirilevyjen.Läpireikien tai mikroreikien tyyppi ja lukumäärä: HDI-piirilevyjen läpivientien tai mikroreikien tyyppi ja määrä vaikuttavat niiden hintaan. Pienempien halkaisijoiden hinta on korkeampi kuin suurempien, koska ne vaativat suurempaa tarkkuutta. Lisäksi reikien määrän lisääminen nostaa hintaa. Pinon korkeus ja kerrosmäärä: Tarvitsemasi pinon tyyppi vaikuttaa myös hintaan. Tiheä 2-n-2-piirilevyasettelu on monimutkaisempi kuin 1-n-1-piirilevyasettelu, joten se on kalliimpi. Lisäkerrokset nostavat hintaa. Sinun on valittava kustannustehokkain kerrosmäärä.
Käytetyt materiaalit: Ydinmateriaali voi olla FR4, metalli, lasikuitu tai muita materiaaleja. Pintakäsittelyyn voit valita ENIGin, HASLin, upotustinapinnoituksen, upotushopeapinnoituksen, kultauksen tai muita tyyppejä. ENIG on yleisin HDI-pintakäsittelymenetelmä sen tasaisuuden ja helpon juotettavuuden ansiosta. Useat laminoinnit: Kerrosten lukumäärä ja sokeiden reikien rakenne määräävät tarvittavan laminointien määrän. Vaikka useampi laminointikerros merkitsee pidempää käsittelyaikaa ja korkeampia kustannuksia, lisäkerroksiin investoiminen voi parantaa tuotteen suorituskykyä ja kustannustehokkuutta. Läpivientien täyttö vs. läpivientireikä: Läpivientien täyttö- ja läpivientikokoonpanojen välillä voi olla myös kustannuseroja. Läpivientien täyttöiset mikroläpiviennit voidaan täyttää kuparilla, kun taas läpivientireikien mikroläpivientejä ei voida. Sokeiden reikien täyttö vaatii enemmän materiaalia ja aikaa. PAD-koko: On tärkeää määrittää PAD-koko mahdollisimman varhaisessa vaiheessa kustannusten vähentämiseksi. Sopivan PAD-koon ymmärtäminen auttaa sinua suunnittelemaan suunnittelua tehokkaasti ja taloudellisesti. Tuotantosykli: Kiireellisen piirilevytoimituksen pyytäminen voi johtaa korkeampiin kustannuksiin, koska pikatilauksen täyttämiseen tarvitaan lisäresursseja. Joskus voi syntyä viime hetken tilanteita, jotka ovat sinun hallintasi ulkopuolella, mutta tilausten suunnittelu etukäteen voi auttaa parantamaan kustannustehokkuutta. SprintPCB tarjoaa nopeita tuotannon läpimenoaikoja ja asiakaspalvelua. Piirilevytoimittaja: Piirilevykumppanin valintasi vaikuttaa merkittävästi HDI-levyjesi kustannuksiin. Haluat valita toimittajan, joka tarjoaa kilpailukykyiset hinnat ja toimittaa samalla tehokkaasti korkealaatuisia tuotteita kustannustehokkuuden varmistamiseksi. Korkealaatuisten tuotteiden tilaaminen on parempi vaihtoehto kuin osien tilaaminen korjausta tai vaihtoa varten.
Tavallisiin piirilevyihin verrattuna HDI (High-Density Interconnect) -piirilevyillä on tyypillisesti suurempi johdotus- ja pad-tiheys. Niillä on myös pienemmät johtimien leveydet ja etäisyydet. Nämä ominaisuudet saavutetaan käyttämällä tekniikoita, kuten sokkoreikiä, haudattuja reikiä ja mikroreikiä. Nämä teknologiset edistysaskeleet tekevät niistä myös kalliimpia perinteisiin piirilevyihin verrattuna. HDI-piirilevyjen suunnittelun kolme pääperiaatetta ovat seuraavat: Ensinnäkin, toisin kuin perinteisissä pinnoitetuilla läpirei'illä (PTH) varustetuissa piirilevyissä, käytetään mikroreikiä. Tämä lisää sisäkerrosten reititystiheyttä. Toiseksi, on harkittava uutta kerrosten pinoamismenetelmää, joka auttaa poistamaan läpirei'itysreikiä. Kolmanneksi, on varmistettava, että mikroreikien sijoittelu mahdollistaa kanavien ja reittien luomisen reitityksen parantamiseksi.HDI-piirilevyn käyttö
HDI-piirilevy sopii useille eri teollisuudenaloille. Kuten edellä mainittiin, niitä löytyy kaikenlaisista digitaalisista laitteista, kuten älypuhelimista ja tableteista, ja pienentäminen on avain niiden tehokkaaseen käyttöön. Niitä löytyy myös ajoneuvoista, kuten autoista, lentokoneista ja muista elektroniikkatuotteista riippuvaisista ajoneuvoista. Tässä on joitakin HDI-piirilevyn sovelluksia :
Autoteollisuuden elektroniset tuotteet (navigointi, GPS jne.)
Älypuhelimet ja matkapuhelimet
Kannettavat tietokoneet
Pelikonsolit
Puettavat teknologiat (Apple Watch, aktiivisuusrannekkeet jne.)
Televiestintä
HDI-teollisuuden tulevaisuuden kehitystrendit
Vaikka Kiinasta on tullut maailman suurin piirilevymarkkina-alue, Manner-Kiinan tuotantokapasiteetti keskittyy edelleen pääasiassa matalan teknologian ja alhaisen jalostusarvon tuotteisiin. Prismarkin tilastojen mukaan vuonna 2016 Manner-Kiinan osuus 4-, 6- ja 8-16-kerroksisten piirilevymarkkinoiden tuotannon arvosta oli 19,1 %, 13,5 % ja 10,4 %. IC-kantolevyjen ja vähintään 18-kerroksisten korkeakerroslevyjen myyntimäärät olivat pienet, vain 2,7 % ja 1,2 %. HDI-levyjen ja joustavien piirilevyjen markkinaosuudet olivat 16,5 % ja 17,1 %. Tällä hetkellä Manner-Kiinan teollisuudessa vahvimpien selviytymisprosessi kiihtyy, ja piirilevyteollisuus on siirtymässä päivitysvaiheeseen. Huippuluokan ja huippuluokan tuotteet keskittyvät edelleen Japaniin, Taiwaniin, Etelä-Koreaan ja Länsi-Eurooppaan. Teknologisesta näkökulmasta Japani on edelleen maailman johtava korkealaatuisten piirilevyjen valmistaja, joka on erikoistunut edistyneisiin HDI-levyihin, pakkausalustoihin ja tiheisiin joustaviin piirilevyihin. Yhdysvalloilla on edelleen tutkimus- ja tuotantokapasiteettia erittäin monimutkaisille piirilevyille, keskittyen pääasiassa korkealaatuisiin monikerroslevyihin, joita käytetään laajasti kotimaisessa sotilas-, ilmailu- ja viestintäsektoreilla. Etelä-Korea ja Taiwan ovat myös vähitellen tulleet kilpailuun korkeamman jalostusarvon alueilla, kuten pakkausalustoissa ja HDI-levyissä. Alan vaatimukset vauhdittavat HDI-teknologian (High-Density Interconnect) nopeaa kehitystä. Elektroniset tuotteet, kuten älypuhelimet, tabletit ja puettavat laitteet, kehittyvät kohti pienenemistä, monitoimisuutta ja pidempää akunkestoa. Esimerkiksi Applen iPhone 4S esitteli ensimmäistä kertaa Anylayer HDI -teknologian, kun taas iPhone X sisälsi SLP-teknologian (Substrate-Like PCB). Pinotun SLP-teknologian ansiosta iPhone X:n emolevy oli kooltaan vain 70 % iPhone 8 Plussan emolevyn koosta. 5G-viestintäteknologiaan siirtymisen myötä Huawei, OPPO ja Vivo ovat ottaneet laajasti käyttöön Anylayer HDI -emolevyjä 5G-malleissaan, ja jopa valtavirran ja halvempien mallien emolevyjen HDI-taso on noussut. Älypuhelinten emolevyjen kehitys on edennyt yksikerroksisesta HDI:stä korkean ja mielivaltaisen tason HDI:hin ja edelleen SLP:hen, ja viivanleveyttä/väliä on jatkuvasti pienennetty ja komponenttitiheyttä parannettu. Autoteollisuuden HDI (High-Density Interconnect) -tuotetila on valtava. Älykkyyden ja automaation trendin myötä ajoneuvojen toimialueen ohjaimien kokoonpanossa ja suorituskyvyssä on suuri kasvupotentiaali, mukaan lukien viihdejärjestelmät, ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) ja autonomiset ajojärjestelmät. Tätä kasvua helpottaa kasvava määrä nopeita laskentaprosesseja, jotka on pakattu rajoitettuun tilavuuteen. Esimerkiksi Teslan ADAS-ohjain käyttää kolmannen asteen 8-kerroksista HDI-rakennetta. Tulevaisuudessa...Autoteollisuuden emolevyjen kehityspolun odotetaan seuraavan samanlaista polkua kuin matkapuhelinten emolevyjen, eli etenevän alemman tason HDI-prosesseista ylemmän tason HDI-prosesseihin.
Rakennus A19 ja C2, Fuqiao nro 3, Fuhai-katu, Bao'anin alue, Shenzhen, Kiina 
+86 0755 2306 7700
Kieli
