Mihin tulisi kiinnittää huomiota valmistessaan HDI-levyjen valmistajaa?

HDI-piirilevyn teknologian ymmärtäminen

Mikä on korkean tiheyden liitos (HDI) -piirilevy?

Korkean tiheyden liitokset, eli HDI-piirilevyt HDI-piirilevyt , edustavat yhtä edistyneimmistä piirilevytekniikoista, joka mahdollistaa nykyaikaisten autoteollisuuden elektroniikkajärjestelmien kehittämisen. Toisin kuin perinteiset painetut piirilevyt, HDI-piirilevyt sisältävät mikroviat , erittäin hienojakoiset johdot ja aukot, sekä monimutkaiset reikärakenteet, kuten sokkiviat ja piilotetut viat , jotka lisäävät komponenttitiheyttä ja reititysjoustavuutta merkittävästi.

Ydinpiirissä HDI-tekniikkaa luonnehtii korkeampi johdotustiheys —enemmän johtimia yksikköalaa kohti—ja kyky tukea erittäin hienoja jälkien leveyksiä sekä minimaalista etäisyyttä jälkien välillä. Nämä ominaisuudet mahdollistavat suunnittelijoiden käyttää HDI-levyjä:

• Sijoittaa suurempi määrä komponentteja tiiviiseen tilaan, mikä on elintärkeää nykyaikaisissa autoteollisuuden sovelluksissa, joissa tila on rajallista.
• Reitittää suuren piirinmäärän komponentteja, kuten 0,4 mm:n välein olevat BGA:t ja FPGA:t, tarvitsematta ylimääräisiä kerroksia tai monimutkaisia poistoreittejä.
• Saavuttaa huippuluokan sähköisen suorituskyvyn, parannaen signaalin eheys ja minimoimalla elektromagnetinen häiriö (EMI) .

HDI-levytekniikan avainominaisuudet

HDI:n kehitys autoteollisuuden PCB-valmistettavuudessa

Painostus kohti miniatyrisointia ja lisääntyvää toiminnallisuutta ajoneuvoissa—kuten viihdejärjestelmissä, ADAS-järjestelmissä ja akkujen hallinnassa—on edistänyt HDI-tekniikan käyttöönottoa HDI auton sovelluksissa. HDI-tekniikan mahdollistama kompakti, edistynyt kerrosrakenne vähentää auton elektroniikan koko- ja painoarvoja, mutta parantaa myös luotettavuutta mahdollistamalla lyhyemmät, ohjatun impedanssin signaalipolut, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä korkean nopeuden datansiirrossa.

HDI-PCB:iden hyödyt autoteknisessä suunnittelussa

Tapaus: Auton radarmoduuli

HDI-kytkentälevytekniikka silmäyksellä

• Kerrostusrakennejoustavuus: Helppo räätälöidä sovellukseen (1-N-1, 2-N-2, hybridirakenteet, ydinkäyttöiset).
• Monimutkaiset rei'itysrakenteet: Mahdollistavat korkeat valmistustuotokset tiheällä rivityksellä ja hienoilla johdoilla.
• Edistykselliset poraustekniikat:  Laserin puhdistus tarjoaa vertaansa vailla olevan tarkkuuden (±1 mil), mikrorei'it ja monikerroksiset levyt varten olennainen.
• Nopeaksi prototyypiksi : Kykenee toimittamaan näytteitä sisältäviä eriä sisältäen 24 tuntia kiireellistä suunnittelun validointia varten.
• Sarjatuotantovalmius : Saumaton siirtyminen NPI-vaiheesta tilavuustuotantoon skaalautuvilla työkaluilla ja prosessikontrollilla.
• Yhdennetty logistiikka : Sisäinen tai tiiviisti hoidettu loppuun asti ulottuva toimitus, jolla minimoidaan käsittelyriskit ja tullimyöhästymät.
• Johtavan aineen täyttö rei'issä: Käyttää johtavaa epoksihartsia tai kuparipastaa parhaan sähköisen yhteyden ja paremman lämmön hajottamisen saavuttamiseksi; arvokasta suurvirrallisissa ja korkean luotettavuuden moduuleissa.
• Ei-johtavan aineen täyttö rei'issä (NCF): Käytetään, kun riittää pelkkä eristys tai vähäinen imeytyminen napoihin; halvempi vaihtoehto ja laajasti käytetty signaaliverkoissa.
• Komponenttien asennustoleranssit: Ilmoita vaatimukset, erityisesti korkean taajuuden ja pieniväleinisten piirien osalta.
• Pinnanpeitteen reikäraja: Määritä tiukka reikäraja tiheisiin alueisiin.
• Jäljen ja välin valinta: Kapeammat jäljet ja välit lisäävät tiheyttä, mutta kasvattavat koneen- ja tarkastuskustannuksia.
• Mikroreikien ja pinottujen reikien tiheys: Peräkkäisten laminoimiskiertojen määrä vaikuttaa suoraan PCB-kustannuksiin – minimoikaa reikien pinonta mahdollisuuksien mukaan.
• Reikätäytteen tyyppi: Valitse johtava ja ei-johde (NCF) täytteet kokoonpanovaatimusten ja uudelleenliuoskiertojen perusteella.
•  

Reititystiheys verrattuna kerrosmäärään: Optimoi signaalin poistuminen ja paluupolku käyttämällä työkaluja, kuten kerroksisuunnittelijoita; useammat kerrokset mahdollistavat usein siistimmän ja vakaamman reitityksen vähemmällä kytkennällä.

Autoteollisuuden HDI-levytyypit ja sovellukset

Autoteollisuuden PCB-tyyppien yleiskatsaus

Kaikki ajoneuvon PCB:t eivät ole HDI-mallisia – mutta HDI on olennainen osa monimutkaisia, kompakteja suunnitelmia. Autoteollisuus tarvitsee erilaisia PCB-tyyppejä, ja nykyaikaiset ajoneuvot käyttävät:

Yleiset autoteollisuuden PCB-tyypit

• • • Yksipuoliset ja kaksipuoliset PCB:t: Käytetään vanhoissa virtapiireissä ja valaistusjärjestelmissä, mutta niitä korvataan yhä enemmän monikerroksisilla tai HDI-ratkaisuilla, kun järjestelmien monimutkaisuus kasvaa.
    • Monikerroksiset PCB:t: (4–12+ kerrosta) Signaalien, virran ja maadoituksen jakamiseen keskitasoisissa ECU:ssa ja viihdejärjestelmissä.
    • Jäykät PCB:t: Tarjoaa rakenteellista vakautta vaativissa autoteollisuuden ympäristöissä.
    • Joustavat ja jäykät-joustavat PCB:t: Välttämättömiä tiukoissa tiloissa, kuten ohjauspylväiden tai valaisinjärjestelmien sisällä.
    • HDI-PIR (korkean tiheyden piirilevyt): Kaikille auton elektroniikkajärjestelmille, joissa on tiukat vaatimukset tiheydelle, miniatyrisoinnille ja korkean nopeuden signaaleille.

Mihin tulisi kiinnittää huomiota valittaessa HDI-PIR-valmistajaa

HDI-PIR-luokitus autoteollisuuden sovelluksiin

Tyypilliset autoteollisuuden HDI-levysovellukset

Järjestelmät edistyneelle ajajankierron avustamiseksi (ADAS)

• • • Reaaliaikainen käsittely kaistavahtia, kohteiden tunnistamista, vakionopeussäädintä ja törmäysten välttämistä varten
    • Edellyttää erittäin hienoja johdotusviivoja (jopa 1-mil semi-additiivisilla prosesseilla) ja vaiheittaisia mikroviajäytteitä korkean tiheyden BGA-piirien reititykseen.

Tieto- ja viestintäjärjestelmien moduulit

• • • Monimutkainen multimedian käsittely, langaton viestintä, kosketusnäytön ohjaus.
    • Mikä kerros -HDI soC:ien, DDR:n ja radiomoduulien yhdistämiseksi samalla kun säilytetään EMI-vähennys .

Moottorin ohjausyksiköt (ecus)

• • • Korkean luotettavuuden monikerroksiset HDI-kortit lisääntyneillä kerrosmäärillä tukevat tarkan moottorinohjauksen ja anturifusion toimintaa.

Akunhallinta ja tehoelektroniikka

• • • Upotetut anturit, solujen tasapainotus, suojapiirit tiukkojen jälki ja tila vaatimukset parantavat kokonaisjärjestelmän tehokkuutta.

Anturimoduulit ja kamerat

• • • Miniatyrisoidut, korkearesoluutioiset kamerat ja radar-/lidar-yksiköt nojaavat ydintömille tai kaviteettipohjaisille HDI-kytkentälevyille matalan profiilin ja vankan signaalin eheyden saavuttamiseksi.

EM-suojaus ja korkean nopeuden reititys

• • • Levyt on suunniteltu minimoimaan EMI ja mahdollistamaan ohjattu impedanssi yhdistää herkät analogiset ja radiopiirit yhdeksi kompaktiksi muodoksi.

Määrittäminen autoteollisuuden HDI-levyjen vaatimukset

Tärkeimmät tekniset määritykset

Kun määritetään HDI-levyjä autoteollisuuden sovelluksiin, useita keskeisiä vaatimuksia tulisi määrittää etukäteen. Nämä parametrit vaikuttavat suoraan kerrospakettiin, reiän rakenteeseen, valmistettavuuteen ja levyjen hintaan:

• • Tavoitekerrosten lukumäärä ja kerrospaketti: Useimmat autoteollisuuden HDI-levyt käyttävät 4–10 tai enemmän kerrosta . Suurempi kerrosmäärä mahdollistaa enemmän toimintoja ja tiheämmän reitityksen, mutta lisää peräkkäisten laminoitien määrää, kustannuksia ja rekisteröintimonimutkaisuutta.
  • Pienin johdinleveys ja väli: Ilmoita tarkoitetut pienimmät johdinleveys ja väli (esim. 2 mil / 50 µm jopa 1 mil tarkkaviivojen BGA-kytkennöissä). Tämä vaikuttaa sekä signaalien suorituskykyyn että HDI-valmistajan prosessikykyyn.
  • BGA ja komponenttien väli: Määritä pienin BGA-pitch (.4 mm on yleinen nykyaikaisille piireille). Tiiviimpien pitchejen vaatimukset edellyttävät mikroreikien, rei'än sisään jäävien kontaktipintojen (via-in-pad) ja kehittyneiden kerrosrakenteiden käyttöä.
  • Reiän rakenne: Ilmoita, missä vaadit mikroviat , sokkiviat , piilotetut viat ja kaikki via-in-Pad tarpeet. Esimerkiksi pinottuja mikroreikiä tarvitaan pakottavasti erittäin tiheässä reitityksessä.
  • Kontaktipinnan koko ja porausvarmuus: Määritä kontaktipintojen halkaisijat IPC/JEDEC -standardien mukaan ja suositeltu poraustarkkuus (±1 mil on mahdollinen edistyneellä laserporauksella).
  • Levyn paksuus ja painonpoisto: Määritä valmiin tuotteen ja painonpohjauksen paksuus, sillä se vaikuttaa mekaaniseen kestävyyteen sekä liittimien ja koteloiden yhteensopivuuteen.
  • Pintakäsittely: ENIG, OSP, upotettu hopea tai muut erityisvaatimukset, koska ne vaikuttavat luotettavuuteen ja jälkikäsittelykoostumukseen.

Taulukko: Esimerkkimäärittelylista automobiilin HDI-levylle

Tarkistuslista: Mitä tarjouspyynnössä on annettava autoteollisuuden HDI-levyjen valmistajille

• • Gerber-/data-tiedostot, joiden kerroksrakenne, poraus- ja paditasot on selkeästi merkitty
  • Kytkentäkaaviot, joissa ohjatut impedanssiverkot ja kriittiset signaalitiet on merkitty
  • Odotettu määrä (prototyyppi, esituotanto, sarjatuotanto)
  • Luotettavuus- ja ympäristövaatimukset
  • Vaadittavat vaatimustenmukaisuussertifikaatit
  • Pinnankäsittely, juotesuojan väri, erityispuudotteet tai merkinnät
  • Kokoonpanovaiheiden vaatimukset, jos pyydetään täydellistä kokoonpanoa

Keskeiset valmistus- ja laatuvaatimukset

Autoteollisuuden HDI-levyjen valmistaja ei ole vain teknologiaa—se on luottamusta. Autoteollisuuden elektroniikassa panokset ovat korkeat: vikaantumiset voivat aiheuttaa turvallisuusriskin, johtaa kalliisiin takaisinottoihin ja vahingoittaa brändin mainetta. Siksi johtavat valmistajat sijoittavat huomattavasti laatutodistuksiin, edistyneisiin prosessikontrolleihin ja jatkuvaan parannusjärjestelmään jokaisessa Hdi niite valmistusprosessin vaiheessa, mikrovia-pinnoituksesta peräkkäislaminaatioon ja lopulliseen asennukseen.

Pakolliset valmistajatodistukset autoteollisuuden HDI-levyille

Kumppanin valinta oikeilla teollisuuden todistukset todistuksilla on pakko tehdä autoteollisuudessa. Nämä todistukset takaavat tiukkojen laadunhallinta-, jäljitettävyys- ja prosessikontrollivaatimusten noudattamisen. Tätä tulisi etsiä:

Tärkeät todistukset -taulukko

Laadunvalvontakäytännöt HDI-levyjen valmistuksessa

Autoteollisuus HDI-piirilevyt on täytettävä tiukat standardit jäljitettävyydestä, toistettavuudesta ja virheiden ehkäisystä. Parhaat valmistajat käyttävät monitasoista, kattavaa lähestymistapaa:

Saapuvan materiaalin tarkastus

Kaikki perusmateriaalit (FR-4, korkea-Tg, hapettomia, kuparifoliota) tarkistetaan tuotannon aloittamisen yhteydessä noudatusten ja jäljitettävyyden osalta.

Välivalvonta

Automaattinen optinen tarkastus (AOI): Jokainen kerros skannataan AOI:lla oikosulkuja, katkoja ja johdinongelmia varten.

Porauksen sijoituksen tarkistukset: Microvia ja laserin puhdistus tarkkuus varmistetaan ±1 milin tarkkuudella estämään epätarkkuudet, erityisen tärkeää vaiheistettu ja pinomaiset mikroviat rakenteista.

Pintakalvon paksuuden valvonta: Takesee yhtenäisen kuparipinnoituksen mikroviapissa luotettavaa johtavuutta ja kestävyyttä varten.

Tilastollinen prosessikontrolli: Avaintoimenpiteitä (laminoiminen, poraus, pinnoitusjaksot) seurataan vaihteluiden osalta; poikkeavat tuotantoerät keskeytetään ja tutkitaan välittömästi.

Lopputarkastus ja lopullinen testaus

• • Sähköiset testit: Paljastaa avoimet ja oikosuljetut piirit kaikissa verkoissa, yleensä lentävällä neulalla tai kiinteällä testauslaitteistolla.
  • Röntgen­tarkastus: Käytetään upotettujen viappien, viappien padin sisällä -täytteiden sekä sisäisten kerrosten sijoittelun tarkistamiseen monimutkaisissa kerrosrakenteissa.
  • Poikkileikkausanalyysi: Satunnaisia näytekappaleita leikataan ja tarkastellaan mikroskoopilla viappitäytön, pinnoituksen eheyden ja halkaisu-suhteen noudattamista.

Luotettavuus- ja ympäristötestaus

• • Korkean tason autoteollisuuden projektit edellyttävät kiihdytettyjä lämpötilan vaihtelutestejä, värähtelytestejä sekä kemiallisen aineen ja kosteuden kestävyystestejä – usein vastaamaan koko järjestelmätason hyväksyntävaatimuksia.

Jäljitettävyys ja dokumentointi

• • Sarjanumeroseuranta eräkohtaisesti, täysi viivakoodaus jokaiselle laminaatiojaksolle ja yksityiskohtaiset prosessilokit jokaisesta vaiheesta.

Toimitusaika ja päästä päähän -toimintakyky

HDI-PCE-toimitus vaikuttaa koko autonvalmistuksen ketjuun. Paras HDI-PCE-valmistaja tarjoaa:

Valmistusstandardit HDI-PCE-prosessivaiheille

Varmista PCE:n valmistettavuus ja luotettava toiminta koko ajoneuvon elinkaaren ajan; nämä standardit on sisällytettävä valmistajan työnkulkuun:

1. Peräkkäinen laminaatio ja kerroksen rakenteen johdonmukaisuus

• • Tarkka säätö laminaatiojaksoista ja painolevyyden paksuus vastaamaan suunnittelun tarkoitusta.
  • Hybridirakenteiden varmistaminen luotettavuuden osalta, erityisesti monivaiheisissa rakenteissa.

2. Poraus ja viaratkenteet

• • Edistyksellinen laserin puhdistus mikroviaroille, saavuttaen johdonmukaisen mittasuhteen ja pystysuuntaisen tarkkuuden.
  • Ohjattu mekaaninen poraus reikäporauksille, optimoitu kestoaikaa ja poranterien kulumista varten (kustannusten alentamiseksi).

3. Mikroviarauksen ja metallipinnoitetun viaran laatu

• • Metallipinnoitusprosessit, jotka saavat aikaan asianmukaisen täytön ja rakenteellisen eheyden molemmille johtava ja ei-johtavaan reiän täyttöön (NCF) vaatimukset.
  • Kaikkien pinnoitusjaksojen seuranta ja tuotteiden tuhoavia testejä pitkäaikaisen luotettavuuden varmistamiseksi.

4. Rekisteröinti ja kohdistus

• • Korkean määritelmän optiset asettelujärjestelmät, jotka pitävät jokaisen viapora täsmälleen kohdillaan — myös yli 10 kerroksen ja useiden laminoimisvaiheiden ajan.
  • Asettelun korjaus tiedot viennin varmistamiseksi ja jatkuvaksi parantamiseksi.

Materiaalin valinta ja luotettavuustestaus

Miksi materiaalin valinnalla on merkitystä HDI-piirilevyissä

Materiaalit korkean tiheyden yhdisteissä Piirilevyissä on tasapainotettava kolme pääasiallista tarvetta: sähköinen suorituskyky, mekaaninen kestävyys ja kustannukset. Tässä tehtävät valinnat heijastuvat kaikkiin valmistusvaiheisiin — vaikuttaen pinorakenne , mikroviaporttien luotettavuuteen, pinnoituksen yhdenmukaisuuteen ja lopulta kokonaiskustannuksiin Pcb-kustannus .

Avaintiedot HDI-levyn materiaaliominaisuudet

• • Lasisiirtymälämpötila (Tg): Korkea Tg (≥170 °C) FR-4 on standardi; korkeampia arvoja tai erikoispolymiidejä käytetään moottoritilassa tai voimajärjestelmissä.
  • Lämpökäyttöisyys: Parannettu lämmön hallinnan kykyä, kuten LED-ajureissa tai inverttereissä.
  • Lämmön laajenemiskerroin (CTE): Alhainen CTE varmistaa, että lämpötilan vaihdellessa – kuten toistuvissa käynnistyksissä – mikroviat ja upotetut viat säilyttävät rakenteelliset sidoksensa.
  • Halogeenittomat ja lyijyttömät vaihtoehdot: Vaaditaan RoHS- ja WEEE-yhteensopivissa järjestelmissä, mikä on olennaisen tärkeää globaaleille autoteollisuuden toimitusketjuille.
  • Dielektriset ominaisuudet: Materiaalit tiukoin dielektrinen vakio (Dk) ja hajontakerroin (Df) toleranssein tarjoavat stabiilit ohjattu impedanssi korkeanopeussignaaleille.

Tyypillisten materiaalien taulukko

Luotettavuustestaus automaatioalalla käytettäville HDI-levyille

Luotettavuus on ehdoton vaatimus autoteollisuudessa. Parhaat HDI-levyjen toimittajat tarjoavat useita testejä – sekä materiaalien valintavaiheessa että levyn valmistuksen jälkeen – varmistaakseen kestävän suorituskyvyn ajoneuvon koko käyttöiän ajan.

Tärkeimmät luotettavuustestit

Lämpötilacykli

Simuloi käynnistys/sammutus- ja päivittäisiä käyttövaihteluita (-40 °C:sta +125 °C:een tai enemmän).

Arvioi halkeamien/onttojen muodostumista mikrovias, sokea vias , ja pinnoitus .

Lämpöiskut

Nopea lämmitys ja jäähdytys CTE-epäjohdonmukaisuuksien vaurioiden testaamiseksi – erityisen tärkeää pinnoitetuissa mikrovias-rakenteissa.

Kosteus- ja eristysvastus

Oleellinen kosteuden tai kondensoitumisen alttiina oleville levyille, kuten oven moduuleille.

Värähtely/mekaaninen isku

Mallintaa tienvarainen kuljetus- ja moottorivärähtelyn aiheuttamia rasituksia.

Tarkistaa adheesion täyteaineen materiaaliin, juotelihoihin ja kokonaisrakenteen kestävyyteen.

Juotettavuus ja uudelleenjuotokierrokset

Arvioi johtava ja ei johtavan reiän täytettä (NCF), erityisesti toistuvissa kokoonpanolinjan reflow-käsittelyissä.

Ristileikkausanalyysi

Tarkistaa sisäkerrokset, kuparipinnoituksen paksuuden sekä viakupat tai kerrosten välistä irtoamista peräkkäisissä laminoituissa HDI-rakenteissa.

Esimerkki luotettavuustestausprotokollasta

Moderniin HDI-piirilevyihin käytettävät erikoisteknologiat

Mikroreitit: HDI:n perusta

Mikroviat ovat pieniä, laserilla porattuja reikiä (tyypillisesti <150 µm halkaisijaltaan ) jotka sähköisesti yhdistävät tiheästi reititetyt kerrokset ilman suurten läpivientireikien haittoja. Niiden pieni koko on olennainen osa tiheästi reititettyjen rakenteiden tukemisessa tiukkaa jakoa komponentit kuten 0,4 mm:n BGAt ja maksimointi reititystiheys .

Mikrovian parametrit

Taulukko: Viatyyppit ja käyttökohdat

Peräkkäinen laminointi ja edistyneet pinorakenteet

Kustannukset, toimitus ja asiakastuki huomioon otettavina tekijöinä

Parhaan valitseminen automaatti-HDI-levyvalmistaja tarkoittaa, että on katsoit teknologian ja kyvykkyyden lisäksi paljon pidemmälle – on myös otettava huomioon tekijät, jotka vaikuttavat kokonaishintaan Pcb-kustannus , toimitusluotettavuuteen ja siihen tukipalvelun laatuun, jota saat jatkossakin. Autoteollisuuden hankkeissa virhe missä tahansa näistä osa-alueista voi aiheuttaa kalliita viivästyksiä, ylittyneet budjetit ja myöhempiä laatuongelmia.

Mikä määrää HDI-levyjen hinnan?

HDI-levyjen valmistusrakenteen HDI-levyjen valmistus on monimutkaisempi kuin perinteisten levyjen, koska prosessit ovat teknisesti vaativampia, kuten laserin puhdistus , sarjallinen laminoiminen ja edistyneiden viarakenteiden valmistus. Tässä on yhteenveto pääasiallisista kustannustekijöistä:

Esimerkki: Kustannusvaikutustaulukko

Kuinka vertailla ja valita HDI-piirilevytoimittajia

Oikean automaatti-HDI-levyvalmistaja on ratkaisevan tärkeää varmistaaksesi sekä lyhyen aikavälin projektin onnistumisen että pitkän aikavälin ajoneuvon luotettavuuden. Kun niin moni toimittaja mainostaa edistyneitä HDI-ominaisuuksia, on elintärkeää nähdä markkinointiväitteiden ohi ja arvioida mahdollisia kumppaneita tiukalla, moniulotteisella tarkistuslistalla.

Kokemus ja osaaminen

Toimittajan toimitushistoria merkitsee paljon — erityisesti autoteollisuudessa, jossa luotettavuus on ehdoton vaatimus.

• • Toimintavuodet: Etsi vakiintuneita yrityksiä, joilla on historia tiukkojen toimialojen (autoteollisuus, ilmailu, lääketekniikka) HDI-levyjen toimittamisessa.
  • Teollisuuden painopiste: Palveleeko toimittaja johtavia automerkkejä tai tier 1 -toimittajia? Kuinka suuri osa heidän liiketoiminnastaan on autoteollisuuteen keskittynyttä?
  • Aiemmat projektikokonaisuudet: Tarkastele esimerkkitapauksia ja menestystarinoita vastaavista moduleista — ADAS, akkujen hallinta, viihdejärjestelmät, tutka- tai kamerapiirit.
  • Tekninen laajuus: Varmista osaaminen kaikissa tarvittavissa teknologioissa, kuten laserin puhdistus , mikroviajä, sokeat/syvät viat, ydinköset pinot ja hienoviivainen toteutustarkkuus (esim. 1 milin viiva/väli).

Taulukko: Kaksi HDI-piirilevytoimittajaa vertailussa (esimerkki)

Teknologia ja innovaatiot

Tarkista, pysyvätkö toimittajat ajan tasalla vai työntävätkö ne rajoja:

• Edistyneiden prosessien hyväksyminen: Käyttävätkö he puolilisäysvalmistusta tarkkarajaus ?Voivatko he osoittaa onnistuneita valmistuksia pinottujen/vaihdettujen mikroviavien kanssa monimutkaisissa kerrosrakenteissa?
• Mukautetut kerrosrakenteet ja materiaalivaihtoehdot: Mahdollisuus ydinkäyttöön, hybridirakenteisiin tai erityisiin korkean Tg:n materiaaleihin ääriolosuhteisiin.
• Sisäinen vastaan ulkoistettuihin prosesseihin: Luotettavat toimittajat pitävät laserporauksen, metallipinnoitussyklit, ja testauksen paikan päällä täyden hallinnan ja jäljitettävyyden varmistamiseksi.

Yleiset HDI-piirilevyjen kerrosrakenteet ja teknologiat

Keskeinen elementti missä tahansa korkealaatuisessa automaattiin liittyvä HDI-kytkentälevy on kerroksrakenne—levyn monikerroksinen rakenne, joka määrittää signaalien suorituskyvyn, mekaanisen lujuuden, lämpökestävyyden ja valmistettavuuden. Oikea HDI-kerroksrakenne varmistaa myös optimaalisen reititystiheyden tiheäkontaktoisille komponenteille samalla kun hallitaan kustannuksia ja prosessiriskejä. Automaattikäytännöt vaativat usein monimutkaisempia kerroksrakenteita kuin kaupalliset laitteet, koska niissä tarvitaan kestävyyttä, tiukkaa BGA-poistumista, ohjattua impedanssia ja pitkäaikaista luotettavuutta.

HDI-kerroksrakenteiden tyypit automaattikäyttöön

1-N-1 kerroksrakenne

• • Muotoitus: Yksi rakennetaso (HDI) molemmin puolin keskusydintä.
  • Käyttötapa: Yksinkertaiset moduulit, alhaisen I/O:n BGA-poistot tai reunasensorit.
  • Edut: Aloittelijan tason HDI-kustannus, vähemmän prosessimonimutkaisuutta, riittävä monet ei-kriittiset sovellukset.

2-N-2 kerroksrakenne

• • Muotoitus: Kaksi rakennetasoa puolella; käytetään usein tarkkuustiheyksisissä (.4 mm) BGA-kytkennöissä.
  • Käyttötapa: Tieto- ja viestintäjärjestelmät, monimutkaiset ECU:t, ADAS, suuren liitinmäärän laitteet sisältävät moduulit.
  • Edut: Mahdollistaa tiheän reitityksen, enemmän mikroviaja ja hautautuneita viaja, paremman EMI-suorituskyvyn ja ohjatut impedanssirakenteet.
  • Tyypilliset teknologiat: Pinottuja mikroviaja, vaiheistettuja mikroviaja, via-in-pad, hybridirakenteet (yhdistäen perinteisiä ja HDI-tasoja).

3-N-3 tai sen yli

• • Muotoitus: Kolme tai useampi rakennetason kerros kummallakin puolella, usein ilman ydintä tai hybridiytimellä.
  • Käyttötapa: Nopeatietokoneet, auton radari/näkö, dataintensiivinen etämittaus.
  • Edut: Tukee valtavaa liittimentiheyttä, edistynyttä signaalin eheyden hallintaa, ratkaisevan tärkeää seuraavan sukupolven autonomisen ajamisen elektroniikalle.

Kerrosrakennesuunnittelustrategiat

Peräkkäinen laminoiminen ja laminoimiskyklit

• • Peräkkäinen pinnoitus : Peräkkäinen kerrosten rakentaminen ja puristus HDI-kerroksille mahdollistaen mikroreikien yhteydet valittujen kerrosten välillä.
  • Jokainen sykli lisää rekisteröinti haastetta (ylläpitää ±1 milin poraus­tarkkuus), ja lisääntyvät laminoimis­syklit kasvattavat sekä monimutkaisuutta että kustannuksia.
  • Pintakäsittelysyklit : Lisätyt pinottujen/sisäisten viapilkkujen määrät edellyttävät enemmän kuparipinnoitusvaiheita, mikä vaikuttaa valmistettavuuteen ja kokonaisvalmistusaikaan.

Hybridi- ja ytimettömät kerrokset

• • Hybridi­kerrokset : Yhdistävät kehittyneet HDI-kerrokset perinteisiin monikerroksiin optimaalisen kustannus- ja suoritus­kyky­suhteen saavuttamiseksi (esim. tehonjakelu standardi­kerroksilla, korkean nopeuden signaalit HDI-kerroksilla).
  • Ytimettömät kerrokset : Poistamalla keskimmäinen jäykkä materiaali saadaan ohuempia, kevyempiä moduuleja tiheämmällä reitityksellä, kuten kameroille tai sisätilan anturiryhmille.

Suhteellinen mittakaava ja mikropilkkurakenne

• • Pieni reikäsuhteen suhde : Suositellaan olevan enintään 0,75:1 parhaan täyttö- ja pinnoituslaadun saavuttamiseksi – olennainen tekijä autoteollisuuden värähtelyjen tai lämpösyklien kestämisessä.
  • Padin koko ja dielektrisen kerroksen paksuus : Valitaan huolellisesti tukemaan ohjattua impedanssia ja signaalin eheyttä vaarantamatta reiän tai padin halkeamista kovissa olosuhteissa.

Hienoviivatekniikka ja reititystiheys

• • Hienoviivatekniikka (linjan leveys/väli 1–2 milsiä) on yhä yleisempi premium-monikerroksrakenteissa, erityisesti silloin, kun käytetään puolilisääviä prosesseja.
  • Nämä monikerroksrakenteet mahdollistavat BGA-reitin jo .4 mm:n piitchillä komponenteilla, mikä mahdollistaa sähköiset kytkennät ilman, että tarvittaisiin ylimääräisiä levykerroksia.

Esimerkkitaulukko: Reititysetujen vertailu monikerrosrakenteittain

Vias rakenteet, asettelutarkkuus ja valmistettavuus

• • Epäkeskot mikroreikien asettelu: Siirtymä vierekkäisillä kerroksilla parantaakseen mekaanista luotettavuutta ja tuottavuutta – parempi vaihtoehto autoteollisuudessa (erityisesti värähtelyn ja lämpötilan vaihtelun alaisena).
  • Pinottu mikrorei'ät: Tarjoaa korkeimman tiheyden, käytetään erittäin suuren piirilevyn liitinmäärän BGA-pakkauksissa, mutta vaativat tarkempaa kohdistusta ja pinnoitusta.
  • Kohdistus (porauskohdistus): Valmistettavuuden ylläpitämiseksi HDI-levyjen valmistajat käyttävät optisia ja laseriohjattuja järjestelmiä takaamaan rei'än ja johdinratojen tarkan kohdistuksen useilla kerroksilla, mikä on kriittistä .4 mm:n välistöllä tai tiukemmissa rakenteissa.

Paras käytäntö: Ota mukaan HDI-PCB-toimittajasi kerroksen suunnittelija ja DFM-insinöörit projektin alussa, erityisesti kun vaaditaan korkeaa monimutkaisuutta, hienoviivoitusta tai tiukkoja ympäristövaatimuksia.

Tulevaisuuden trendit autoteollisuuden HDI-levytekniikassa

Kun ajoneuvot etenevät kohti korkeampia automaatio-, sähköistymis- ja digitaalisen yhteyden tasoja, niiden asettamat vaatimukset autoteollisuuden HDI-levyille muuttuvat nopeasti. Huomisen ajoneuvot vaativat entistä kehittyneempiä korkean tiheyden yhdisteissä (HDI) ratkaisuja – työntäen kerrosten monimutkaisuuden, miniatyrisoinnin, signaalien eheyden ja valmistettavuuden rajoja.

Edistyneet rei'itysteknologiat ja kerrosrakennetekniikat

Tulevaisuuden haasteet

• • Ylläpitäminen porausten rekisteröintitarkkuus (±0,5 mil tai parempi), kun kerrosten määrä kasvaa 12:een tai useampaan ja mikroviapitiheydet nousevat jyrkästi.
  • Lämmön hajottaminen erittäin ohuilla laminaateilla ja pinotuilla viaverkoilla.
  • Kenttäluotettavuuden varmistaminen tiheämmillä, ohuimmilla ja joustavammilla levyrakenteilla, jotka ovat alttiina voimakkaille värähtelyille ja mekaanisille iskuille.