Na co należy zwracać uwagę przy wyborze producenta płytek HDI?

Zrozumienie technologii płytek HDI

Czym jest płyta wielkiej gęstości połączeń (HDI)?

Płytki wielkiej gęstości połączeń (HDI), czyli HDI PCBs , to jedna z najbardziej zaawansowanych form technologii płytek obwodów drukowanych, umożliwiająca rozwój nowoczesnej elektroniki samochodowej. W przeciwieństwie do tradycyjnych płytek drukowanych, płytki HDI zawierają mikroprzejścia , nadzwyczaj cienkie ścieżki i odstępy oraz złożone struktury przejść, takie jak wiasy ślepe i wiasy ukryte , które znacząco zwiększają gęstość montażu elementów i elastyczność trasyowania.

Podstawową cechą technologii HDI jest wyższa gęstość prowadzenia —więcej przewodników na jednostkę powierzchni—i możliwość obsługi bardzo cienkich śladów oraz minimalnych odstępów między nimi. Te cechy pozwalają projektantom wykorzystującym płytki HDI na:

• Umieszczenie większej liczby komponentów na ograniczonej przestrzeni, co jest kluczowe w nowoczesnych zastosowaniach motoryzacyjnych, gdzie miejsce jest szczególnie cenne.
• Trasowanie komponentów o dużej liczbie wyprowadzeń, takich jak obudowy BGA o skoku 0,4 mm i FPGA, bez konieczności stosowania nadmiarowych warstw lub skomplikowanych strategii wyprowadzania.
• Osiągnięcie lepszej wydajności elektrycznej, z ulepszonym integralność sygnału i zminimalizowanym elektromagnetyczne Pomieszanie (EMI) .

Kluczowe cechy technologii PCB HDI

Ewolucja technologii HDI w kontekście produkcji płytek PCB dla przemysłu motoryzacyjnego

Presja zmierzająca ku miniaturyzacji i zwiększaniu funkcjonalności w pojazdach—takich jak moduły rozrywki, ADAS i systemy zarządzania baterią—prowadzi do wprowadzania HDI w zastosowaniach motoryzacyjnych. Zaawansowana, zwarta struktura warstw możliwa dzięki technologii HDI nie tylko zmniejsza powierzchnię i wagę elektroniki samochodowej, ale również zwiększa niezawodność, umożliwiając krótsze ścieżki sygnałowe o kontrolowanej impedancji, które są kluczowe dla szybkiej transmisji danych.

Zalety płytek HDI w projektowaniu motoryzacyjnym

Przypadek badawczy: Moduł radarowy samochodowy

Technologia PCB HDI w skrócie

• Elastyczność warstwowania: Łatwo dostosować do zastosowania (1-N-1, 2-N-2, warstwowania hybrydowe, bezrdzeniowe).
• Złożone struktury przelotek: Umożliwiają wysoką wydajność produkcji przy małych rozstawach i cienkich ścieżkach.
• Zaawansowane techniki wiercenia:  Wiertło laserowe ofruje niezrównaną dokładność (±1 mil), niezbędną dla mikroprzelotek i płytek o dużej liczbie warstw.
• Szybkie prototypowanie : Sposobne do realizacji partii próbnych w ciągu 24 godziny do pilnej weryfikacji projektu.
• Gotowość do produkcji seryjnej : Płynny przejście od NPI do produkcji masowej, z skalowalnym oprzyrządowaniem i kontrolą procesu.
• Zintegrowana logistyka : Wewnętrzne lub blisko zarządzane kompleksowe przesyłki, aby zminimalizować ryzyko uszkodzeń i opóźnienia celne.
• Wypełnienie otworów przewodzących: Zastosowanie przewodzącego epoksydu lub pasty miedzianej dla optymalnego połączenia elektrycznego oraz lepszego odprowadzania ciepła; szczególnie przydatne w modułach wysokoprądowych i wysokiej niezawodności.
• Wypełnienie otworów nieprzewodzących (NCF): Stosowane, gdy kluczowe jest proste izolowanie lub minimalne przenikanie do pól; niższy koszt i szeroko stosowane w sieciach sygnałowych.
• Dopuszczalne odchyłki rozmieszczenia komponentów: Przekazuj wymagania, szczególnie w przypadku układów szybkich i drobnozębatych.
• Wycięcie maski lutowniczej: Określ małe wycięcie dla obszarów o dużej gęstości.
• Wybór śladu i przestrzeni: Mniejsze ślady i odstępy zwiększają gęstość, ale podnoszą koszty obróbki i inspekcji.
• Gęstość mikrowiązań i warstwowych wąskich przejść: Liczba cykli laminowania sekwencyjnego bezpośrednio wpływa na koszt płytki drukowanej — minimalizuj nakładanie się przejść, o ile to możliwe.
• Typ wypełnienia otworu: Wybierz między wykonujące i nieprzewodzące (NCF) wypełnienia zależne od wymagań montażu i cykli lutowania powierzchniowego.
•  

Gęstość trasy vs. liczba warstw: Optymalizuj rozwidlenie sygnału i ścieżkę zwrotną za pomocą narzędzi takich jak projektanci warstw; większa liczba warstw pozwala często na czystsze i bardziej niezawodne trasy o mniejszym sprzężeniu wzajemnym.

Typy i zastosowania płytek HDI do zastosowań motoryzacyjnych

Przegląd typów płytek PCB do zastosowań motoryzacyjnych

Nie wszystkie płytki PCB w pojazdach są typu HDI — jednak HDI jest niezbędne w złożonych, kompaktowych konstrukcjach. Motoryzacja wymaga różnych typów płytek PCB, a nowoczesne pojazdy wykorzystują:

Typowe płytki PCB w przemyśle motoryzacyjnym

• • • Płytki jedno- i dwustronne: Stosowane w starszych obwodach zasilania i systemach oświetleniowych, jednak stopniowo zastępowane przez wielowarstwowe lub rozwiązania HDI wraz ze wzrostem złożoności systemów.
    • Płytki wielowarstwowe: (4–12+ warstw) Do dystrybucji sygnałów, zasilania i masy w ECU średniej klasy oraz systemach rozrywki.
    • Płytki sztywne: Zapewnia stabilność strukturalną w trudnych warunkach motoryzacyjnych.
    • Płytki giętkie i sztywno-giętke: Niezbędne w ciasnych przestrzeniach, takich jak kolumny kierownicowe lub zespoły oświetleniowe.
    • Płytki HDI: Dla wszystkich elektronik motoryzacyjnych z surowymi wymaganiami dotyczącymi gęstości, miniaturyzacji i szybkich sygnałów.

Na co należy zwrócić uwagę przy wyborze producenta płytek HDI

Klasyfikacja płytek HDI dla zastosowań motoryzacyjnych

Typowe zastosowania płytek HDI w przemyśle motoryzacyjnym

Zaawansowane systemy wspomagania kierowcy (adas)

• • • Przetwarzanie w czasie rzeczywistym dla utrzymywania pasa ruchu, wykrywania obiektów, tempomatu i unikania kolizji
    • Wymaga bardzo cienkich ścieżek (do 1 mil z procesami półdodatku) oraz stopniowych mikrowiązań do trasyfikacji gęsto upakowanych układów BGA.

Moduły rozrywki i teleinformatyki

• • • Złożone przetwarzanie multimediów, komunikacja bezprzewodowa, sterowanie ekranem dotykowym.
    • HDI o dowolnej warstwie do łączenia SoC, pamięci DDR i modułów radiowych przy jednoczesnym zachowaniu Redukcja EMI .

Jednostki sterujące silnikiem (ecus)

• • • Wielowarstwowe płytki HDI o wysokiej niezawodności z większą liczbą warstw wspierają precyzyjną kontrolę silnika i fuzję danych z czujników.

Zarządzanie baterią i elektronika mocy

• • • Wbudowane czujniki, wyrównywanie napięć ogniw, obwody ochronne o wysokiej dokładności ścieżka i odstęp wymagania poprawiają ogólną wydajność systemu.

Moduły czujników i kamery

• • • Miniaturyzowane kamery o wysokiej rozdzielczości oraz jednostki radarowe/lidarowe opierają się na bezrdzeniowych płytach PCB HDI lub z wnękami, aby zapewnić niski profil i niezawodną integralność sygnału.

Filtry EMI i trasy wysokiej szybkości

• • • Płytki zaprojektowane tak, aby zminimalizować EMI i umożliwić impedancja sterowana łączą wrażliwe obwody analogowe i radiowe w jednym zwartym formacie.

Określenie wymagań dotyczących płytek HDI do zastosowań motoryzacyjnych

Podstawowe parametry techniczne

Podając specyfikację płytek HDI do zastosowań motoryzacyjnych, należy od początku zdefiniować kilka kluczowych wymagań. Te parametry wpływają bezpośrednio na wybór warstw, strukturę przelotek, możliwość produkcji oraz koszt płytki drukowanej:

• • Docelowa liczba warstw i układ warstw: Większość płytek HDI do zastosowań motoryzacyjnych wykorzystuje od 4 do 10+ warstw wyższa liczba warstw pozwala na większą liczbę funkcji i gęstsze trasy, ale zwiększa liczbę cykli laminowania sekwencyjnego, koszt oraz złożoność rejestracji.
  • Minimalna ścieżka i odstęp: Podaj zamierzoną minimalną szerokość ścieżki i odstęp (np. 2 mil / 50 µm lub nawet 1 mil do rozwodzenia cienkolinejnych BGA). Ma to wpływ zarówno na wydajność sygnału, jak i na możliwości procesowe producenta HDI.
  • Skok BGA i komponentów: Zdefiniuj najmniejszy skok BGA (.4 mm jest typowy dla nowoczesnych układów scalonych). Mniejsze skoki wymagają mikrowiązań, wiasów w polu lutowniczym oraz zaawansowanych rozwiązań warstwowania.
  • Struktura wiasów: Wskaż, gdzie wymagasz mikroprzejścia , wiasy ślepe , wiasy ukryte , oraz dowolne ścieżka w polu potrzeb. Na przykład, ułożone na sobie mikrowiązy są obowiązkowe przy bardzo wysokiej gęstości trasy.
  • Rozmiar pól lutowniczych i tolerancje wiercenia: Określ średnice pól zgodnie ze standardami IPC/JEDEC oraz preferowaną dokładność wiercenia (±1 mil jest możliwa przy zastosowaniu zaawansowanego wiercenia laserowego).
  • Grubość płytki i grubość po wytłoczeniu: Zdefiniuj gotową grubość oraz grubość po wytłoczeniu, co wpływa na wytrzymałość mechaniczną i kompatybilność z łącznikami i obudowami.
  • Wykończenie powierzchni: ENIG, OSP, srebro zanurzeniowe lub inne specjalne wymagania, ponieważ wpływają one na niezawodność i procesy montażu dalszego stopnia.

Tabela: Przykładowy arkusz specyfikacji dla płytki HDI do zastosowań motoryzacyjnych

Lista kontrolna: Co podać przy żądaniu oferty od producentów samochodowych PCB HDI

• • Pliki Gerber/dane z widoczną warstwą stackup, otworami i powierzchniami lutowniczymi wyraźnie oznaczonymi
  • Rysunki schematyczne z oznaczonymi sieciami o kontrolowanej impedancji oraz kluczowymi ścieżkami sygnałowymi
  • Oczekiwana ilość (prototyp, wstępna produkcja, seria produkcji)
  • Wymagania dotyczące niezawodności i środowiska pracy
  • Żądania certyfikatów zgodności
  • Wykończenie powierzchni, kolor maski lutowniczej, specjalne powłoki lub oznaczenia
  • Wymagania dotyczące etapów montażu, jeśli zamawiany jest kompletny montaż

Kluczowe standardy produkcji i jakości

Wybieranie producenta płytek HDI dla pojazdów samochodowych Producenta płytek HDI to nie tylko kwestia technologii — to kwestia zaufania. Stawki w elektronice motoryzacyjnej są wysokie: awarie mogą mieć konsekwencje dla bezpieczeństwa, prowadzić do kosztownych wycofań produktów i szkodzić renomie marek. Dlatego wiodący producenci inwestują znaczne środki w certyfikaty jakości, zaawansowane kontrole procesów oraz systemy ciągłej poprawy na każdym etapie Hdi pcb procesu wytwarzania, od platerowania mikrowiaderek po laminowanie sekwencyjne i montaż końcowy.

Wymagane certyfikaty producenta dla wielowarstwowych płytek PCB HDI do zastosowań motoryzacyjnych

Wybór partnera posiadającego odpowiednie certyfikaty branżowe jest bezwzględnie konieczny w sektorze motoryzacyjnym. Te certyfikaty gwarantują przestrzeganie rygorystycznych standardów zarządzania jakością, śledzenia produktu i kontroli procesów. Oto czego należy szukać:

Tabela obowiązkowych certyfikatów

Zasady kontroli jakości w produkcji płytek HDI

Motoryzacja HDI PCBs muszą spełniać rygorystyczne standardy dotyczące śledzenia, powtarzalności i zapobiegania wadom. Najlepsi producenci stosują wielowarstwowe, kompleksowe podejście:

Inspekcja materiałów przychodzących

Wszystkie materiały podstawowe (FR-4, wysoka temperatura szklenia, bezhalogenowe, folia miedziana) są sprawdzane pod kątem zgodności i możliwości śledzenia przed rozpoczęciem produkcji.

Monitorowanie w Trakcie Procesu

Automatyczna inspekcja optyczna (AOI): Każda warstwa jest skanowana przy użyciu AOI w celu wykrycia zwarcia, przerw i problemów z śladami.

Sprawdzanie rejestracji wiercenia: Microvia oraz wiertło laserowe dokładność weryfikowana do ±1 mil, aby zapobiec nieprawidłowemu dopasowaniu, co jest szczególnie ważne w przypadku przesunięte i układu mikrowiastych warstwowych struktury.

Monitorowanie grubości powłoki galwanicznej: Zapewnia jednolite powlekanie miedzią w mikrowiadrami dla niezawodnej przewodności i trwałości.

Kontrola Statystycznego Procesu: Kluczowe etapy (laminowanie, wiercenie, cykle powlekania) są monitorowane pod kątem zmienności; serie spoza specyfikacji są natychmiast zatrzymywane i analizowane.

Test końcowy i test ostateczny

• • Testowanie elektryczne: Wykrywa przerwania/zwarcia we wszystkich sieciach, zazwyczaj za pomocą testerów z ruchomym sondowaniem lub testerów stacjonarnych.
  • Inspekcja rentgenowska: Stosowane do weryfikacji ukrytych wiaser, wypełnień wiaser w polu lutowniczym oraz rejestracji warstw wewnętrznych w złożonych strukturach warstwowych.
  • Analiza przekroju poprzecznego: Losowe próbki są cięte i badane pod mikroskopem w celu sprawdzenia wypełnienia wiaser, integralności powłoki oraz zgodności współczynnika aspektowego.

Testy niezawodności i oddziaływania środowiska

• • Projekty wysokiej klasy motoryzacyjnej wymagają przyspieszonych testów cykli termicznych, wibracji oraz odporności chemicznej/wilgoci – często odpowiadających pełnym testom na poziomie systemowym.

Śledzenie i Dokumentacja

• • Śledzenie numerów seryjnych według partii, pełne kodowanie kreskowe dla każdego cyklu laminowania oraz szczegółowe dzienniki procesu dla każdego etapu.

Dostawy terminowe i możliwości kompleksowe

Dostawa PCB HDI wpływa na cały łańcuch produkcji samochodów. Wiodący producent PCB HDI oferuje:

Standardy produkcji dla etapów procesu PCB HDI

Aby zapewnić Wykonalność produkcji płytek PCB oraz niezawodne działanie przez cały cykl życia pojazdu – te standardy muszą być wbudowane w proces produkcyjny producenta:

1. Laminowanie sekwencyjne i spójność warstw

• • Dokładna kontrola cykli laminowania i grubości wyżymaków, aby odpowiadały zamierzeniom projektowym.
  • Weryfikacja układów hybrydowych pod kątem niezawodności, szczególnie w konstrukcjach wielocyklowych.

2. Wiercenie i struktura przelotek

• • Najnowocześniejszy wiertło laserowe dla mikroprzelotek, osiągając spójny stosunek wysokości do średnicy oraz dokładność pionową.
  • Sterowany wiercenie mechaniczne dla otworów przelotowych, zoptymalizowane pod kątem trwałości i zużycia wierteł (zmniejszenie kosztów).

3. Jakość mikroprzelotek i przelotek warstwowych

• • Procesy galwaniczne zapewniające odpowiednie wypełnienie i integralność strukturalną dla obu typów wykonujące i wypełnienie nieprzewodzące (NCF) wymagania.
  • Śledzenie wszystkich cykli galwanicznych oraz okresowe niszczące testy próbek w celu zapewnienia długoterminowej niezawodności.

4. Rejestracja i wyrównanie

• • Optyczne systemy wyrównania o wysokiej rozdzielczości, które precyzyjnie pozycjonują każdą przelotkę — nawet w płytach 10+ warstwowych i po wielu etapach laminowania.
  • Korekta rejestracji dane wyeksportowane w celu śledzenia i ciągłego doskonalenia.

Wybór materiału i testowanie niezawodności

Dlaczego wybór materiału ma znaczenie w płytach HDI

Materiały w wysokogęstościowe połączenia Płytach PCB muszą zapewniać równowagę między trzema głównymi aspektami: wydajnością elektryczną, odpornością mechaniczną i kosztem. Podejmowane tutaj decyzje wpływają na każdy etap produkcji – oddziaływując na układka , niezawodność mikroprzejść, spójność powłok oraz ostatecznie całkowity Koszt płytki drukowanej .

Kluczowe cechy materiałów w płytach HDI

• • Temperatura szklenia (Tg): FR-4 o wysokiej temperaturze szklenia (Tg ≥170 °C) jest standardem; wyższe wartości lub specjalne poliimidy są stosowane w układach pod maską lub systemach zasilania.
  • Przewodność cieplna: Wzmocnione dla płytek zarządzających większym ciepłem, takich jak sterowniki LED lub inwertery.
  • Współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE): Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE) zapewnia, że podczas cykli termicznych — takich jak powtarzające się uruchomienia silnika — mikroprzejścia a zaślepione przejściówki zachowują swoje strukturalne połączenia.
  • Opcje bezhalogenowe i bezolowiowe: Wymagane dla systemów zgodnych z RoHS i WEEE, co jest kluczowe dla globalnych łańcuchów dostaw motoryzacyjnych.
  • Właściwości dielektryczne: Materiały o wąskich stała dielektryczna (Dk) i współczynnik strat dielektrycznych (Df) tolerancjach zapewniają stabilność impedancja sterowana dla sygnałów wysokiej szybkości.

Tabela typowych materiałów

Testy niezawodności dla samochodowych PCB HDI

Niezawodność jest warunkiem w sektorze motoryzacyjnym. Wiodący dostawcy płytek HDI oferują szereg testów – zarówno podczas doboru materiałów, jak i po wytworzeniu płytki – aby zapewnić trwałą wydajność przez cały okres użytkowania pojazdu.

Kluczowe testy niezawodności

Cykling temperatury

Symuluje cykle uruchamiania/wyłączania oraz codzienne wahania temperatury (-40°C do +125°C lub więcej).

Ocenia powstawanie pęknięć/pustek w mikrowiadrowach, wiadrowych ślepych , oraz obróbki .

Wstrząs cieplny

Szybkie nagrzewanie i chłodzenie w celu sprawdzenia uszkodzeń spowodowanych niezgodnością współczynnika rozszerzalności cieplnej (CTE) – kluczowe dla wielowarstwowych mikrowiadr.

Wilgotność i rezystancja izolacji

Niezbędne dla płytek narażonych na kondensat lub wilgoć, takich jak moduły drzwiowe.

Wibracje/Mechaniczne wstrząsy

Odtwarza naprężenia wynikające z jazdy po drogach i wibracji silnika.

Weryfikuje przyczepność poprzez wypełnienie materiału, połączeń lutowniczych oraz ogólnej odporności konstrukcji warstwowej.

Lutowalność i cykle lutowania ponownego

Ocenia odporność wykonujące i wypełnienia nieprzewodzącego otworów (NCF), szczególnie przy wielokrotnym lutowaniu ponownym na linii montażowej.

Analiza mikroprzekroju (przekrój poprzeczny)

Badanie warstw wewnętrznych, grubości powłoki miedzi oraz wykrywanie pustych przelotek lub odwarstwień w wielowarstwowych konstrukcjach HDI.

Przykładowy protokół testów niezawodności

Specjalne technologie stosowane w nowoczesnych PCB HDI

Mikroprzelotki: fundament PCB HDI

Mikroprzejścia to maleńkie otwory wywiercone laserem (zazwyczaj <150 µm średnicy ), które łączą elektrycznie gęsto rozmieszczone warstwy bez wad dużych otworów przelotowych. Ich mała wielkość jest kluczowa dla obsługi komponentów o małym skoku takie jak BGAs 0,4 mm i maksymalizacja gęstości trasy .

Parametry mikrowiązań

Tabela: Typy przejściowych i ich zastosowanie

Laminat sekwencyjny i zaawansowane układy

Wartość, dostawa i obsługa klienta

Wybór najlepszego producent PCB HDI dla samochodów w przypadku, gdy wprowadzono nowe rozwiązania, należy również rozważyć czynniki, które wpływają na Koszt płytki drukowanej , niezawodność dostawy i jakość bieżącego wsparcia, które otrzymasz. W projektach motoryzacyjnych błąd w którymkolwiek z tych obszarów może spowodować kosztowne opóźnienia, zniszczony budżet i problemy z jakością.

Co wpływa na koszty PCB HDI?

Struktura kosztów Produkcja PCB HDI jest bardziej złożony niż tradycyjne PCB ze względu na zaawansowanie techniczne procesów takich jak: wiertło laserowe , sekwencyjna laminacja i zaawansowane poprzez wytwarzanie struktury. Poniżej przedstawiono podział głównych czynników kosztów:

Przykład: Tabela wpływu kosztów

Jak porównywać i wybierać dostawców płytek HDI

Proces doboru odpowiedniego producent PCB HDI dla samochodów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia zarówno krótkoterminowego sukcesu projektu, jak i długoterminowej niezawodności pojazdu. Ze względu na dużą liczbę dostawców twierdzących, że oferują zaawansowane możliwości HDI, ważne jest, aby spojrzeć poza marketingowe deklaracje i oceniać potencjalnych partnerów za pomocą rygorystycznej, wielowymiarowej listy kontrolnej.

Doświadczenie i możliwości

Dostawca historia działalności sprawy—szczególnie w motoryzacji, gdzie niezawodność jest warunkiem bezkompromisowym.

• • Lata działalności: Wybieraj sprawdzone firmy z historią dostarczania płytek HDI do wymagających sektorów (motoryzacja, lotnictwo, medycyna).
  • Specjalizacja branżowa: Czy dostawca obsługuje wiodące producentów OEM lub dostawców Tier 1? Jaki procent jego działalności dotyczy specjalistycznie branży motoryzacyjnej?
  • Portfolio wykonanych projektów: Zapoznaj się z przypadkami studyjnymi i opisami sukcesów dotyczącymi podobnych modułów — systemy ADAS, zarządzanie baterią, systemy rozrywki, płytki PCB do radarów lub kamer.
  • Zakres technologiczny: Upewnij się, że firma posiada kompetencje we wszystkich wymaganych technologiach, takich jak wiertło laserowe , mikrowiadra, wiadra ślepe/ukryte, struktury warstw bez rdzenia oraz możliwość wykonywania cienkich ścieżek (np. linia/przerwa 1 mil).

Tabela: Porównanie dwóch dostawców płytek HDI (przykład)

Technologia i innowacje

Sprawdź, czy dostawcy pozostają przy aktualnych rozwiązaniach, czy pchają granice:

• Wdrożenie zaawansowanych procesów: Czy stosują półdodatnią technikę do cienkich ścieżek ? Czy potrafią wykazać się udanymi realizacjami z mikrowiajami układanymi warstwowo/schodkowo w złożonych układach warstw?
• Niestandardowe warstwy i opcje materiałów: Dostęp do bezrdzeniowych, hybrydowych lub specjalnych materiałów o wysokiej temperaturze szklenia (high-Tg) dla ekstremalnych warunków środowiskowych.
• Procesy wewnętrzne vs. zewnętrzne: Niezawodni dostawcy utrzymują wiercenie laserowe, cykle powlekania, i testowanie we własnym zakresie, zapewniając pełną kontrolę i śledzenie.

Typowe warstwy i technologie płytek HDI

Głównym elementem każdej wysokiej jakości płytki HDI do zastosowań motoryzacyjnych jest struktura warstw (stackup) — wielowarstwowa konstrukcja płytki, która określa jakość sygnału, wytrzymałość mechaniczną, odporność termiczną oraz możliwość produkcji. Prawidłowa Warstwica HDI gwarantuje również optymalną gęstość trasy dla komponentów o małym skoku, jednocześnie kontrolując koszty i ryzyko procesowe. Zastosowania samochodowe często wymagają bardziej złożonych warstwic niż urządzenia komercyjne ze względu na wymagania dotyczące odporności, wyprowadzenia ciasnych BGA, impedancji sterowanej oraz długoterminowej niezawodności.

Typy warstwic HDI do zastosowań samochodowych

warstwica 1-N-1

• • Konfiguracja: Jedna warstwa dodatkowa (HDI) po obu stronach centralnego rdzenia.
  • Przypadek użycia: Proste moduły, BGA o niskiej liczbie wyprowadzeń, czujniki krawędziowe.
  • Zalety: Początkowy poziom kosztów HDI, mniejsza złożoność procesowa, wystarczające dla wielu aplikacji niekrytycznych.

warstwica 2-N-2

• • Konfiguracja: Dwie warstwy dodatkowe po każdej stronie; często stosowane dla wyprowadzeń BGA o małym skoku (.4 mm).
  • Przypadek użycia: Rozrywka pokładowa, złożone jednostki sterujące (ECU), systemy ADAS, moduły z urządzeniami o dużej liczbie pinów.
  • Zalety: Umożliwia gęste trasy, więcej mikrowiązań i ukrytych via, lepszą wydajność EMI oraz struktury z kontrolowaną impedancją.
  • Typowe technologie: Stosowane mikrowiązania, przesunięte mikrowiązania, via w polu lutowniczym, hybrydowe warstwy (łączenie tradycyjnych i warstw HDI).

3-N-3 lub powyżej

• • Konfiguracja: Trzy lub więcej warstw nawarstwiania po każdej stronie, często z rdzeniem beztlenowym lub hybrydowym.
  • Przypadek użycia: Komputery wysokiej szybkości, radary/systemy wizyjne samochodowe, telematyka wymagająca dużych przepustowości danych.
  • Zalety: Obsługuje ogromną gęstość pinów, zaawansowane zarządzanie integralnością sygnału, kluczowe dla elektroniki następnej generacji systemów jazdy autonomicznej.

Strategie projektowania warstw

Laminowanie sekwencyjne i cykle laminowania

• • Laminacja sekwencyjna : Kolejne nakładanie i prasowanie warstw HDI w celu umożliwienia połączeń mikrowia między wybranymi warstwami.
  • Każdy cykl wprowadza większy zgodności poziom trudności (utrzymywanie dokładności wiercenia ±1 mil), a dodatkowe cykle laminowania zwiększają zarówno złożoność, jak i koszt.
  • Cykle powlekania : Dodatkowe warstwy przejściowe ułożone lub ukryte wymagają większej liczby etapów powlekania miedzią, co wpływa na możliwość produkcji oraz całkowity czas realizacji.

Warstwice hybrydowe i bezrdzeniowe

• • Warstwice hybrydowe : Łączą zaawansowane warstwy HDI z konwencjonalnymi wielowarstwowymi w celu zoptymalizowania kosztów i wydajności (np. dystrybucja mocy na warstwach standardowych, sygnały szybkie na warstwach HDI).
  • Warstwice bezrdzeniowe : Usunięcie centralnego sztywnego materiału pozwala uzyskać cieńsze i lżejsze moduły o jeszcze gęstszej trasówce, przeznaczone np. do kamer lub czujników wbudowanych w kabinie.

Stosunek otworu do średnicy i konstrukcja mikroprzejść

• • Stosunek otworu do średnicy mikroprzejścia : Powinien wynosić maksymalnie 0,75:1 w celu zoptymalizowania jakości wypełniania i powlekania — kluczowe dla odporności na drgania samochodowe lub cykle termiczne.
  • Rozmiar padu i grubość dielektryka : Starannie dobrane, aby zapewnić kontrolowaną impedancję i integralność sygnału, bez ryzyka pęknięcia via lub padu w trudnych warunkach.

Możliwość realizacji cienkich ścieżek i gęstość trasowania

• • Technologia cienkich ścieżek (szerokość linii/przestrzeń 1–2 mila) staje się coraz powszechniejsza w wysokiej klasy warstwach, szczególnie tam, gdzie stosowane są pół-addytywne procesy.
  • Te układki umożliwiają Wyjście z BGA nawet przy urządzeniach o skoku poniżej 0,4 mm, co pozwala na połączenia elektryczne, które inaczej wymagałyby dodatkowych warstw płytki.

Przykładowa tabela: Korzyści trasowania w zależności od układki

Struktury przelotek, rozmieszczenie i możliwość produkcji

• • Przelotki mikro w układzie szachownicy: Przesunięcie na sąsiednich warstwach dla zwiększenia niezawodności mechanicznej i wydajności — lepsze dla przemysłu motoryzacyjnego (szczególnie przy drganiach/cyklingu termicznym).
  • Stosowane mikroprzejścia: Zapewniają najwyższą gęstość, stosowane pod BGA o bardzo dużej liczbie wyprowadzeń, wymagają jednak bardziej precyzyjnego dopasowania i warstwowania.
  • Rejestracja (wyrównanie wierteł): W celu zachowania możliwości produkcji, producenci PCB HDI wykorzystują optyczne systemy prowadzenia i lasery, aby zagwarantować dokładne wyrównanie przejść i ścieżek na wielu warstwach, co jest krytyczne dla projektów o skoku 0,4 mm lub ciaśniejszych.

Najlepsze praktyki: Zaangażuj projektanta układu warstw i inżynierów DFM dostawcy płytek HDI już na początku projektu, szczególnie w przypadku dużego stopnia złożoności, trudnych trasowań ścieżek lub surowych wymagań środowiskowych.

Przyszłe trendy w technologii płytek HDI dla przemysłu motoryzacyjnego

W miarę jak pojazdy przyspieszają w kierunku wyższych poziomów automatyzacji, elektryfikacji i cyfrowego łączenia, rosną wymagania stawiane płytkom HDI dla przemysłu motoryzacyjnego dynamicznie ewoluują. Pojazdy jutra będą wymagały jeszcze bardziej zaawansowanych wysokogęstościowe połączenia rozwiązań (HDI) — poszerzając granice złożoności warstw, miniaturyzacji, integralności sygnału i możliwości produkcji.

Zaawansowane technologie przejść i struktury warstw

Przyszłe wyzwania

• • Utrzymanie dokładność rejestracji wiercenia (±0,5 mil lub lepiej), gdy liczba warstw przekracza 12 i gęstość mikrowiaderek szybko rośnie.
  • Zarządzanie odprowadzaniem ciepła przy użyciu ultra cienkich laminatów i sieci wiaderek warstwowych.
  • Zapewnienie niezawodności w terenie przy gęstszych, cieńszych i bardziej elastycznych konstrukcjach płytek narażonych na intensywne drgania i wstrząsy mechaniczne.