Все категории

На что следует обращать внимание при выборе производителя HDI-печатных плат?

Dec 19, 2025

Понимание технологии HDI-печатных плат

Что такое печатные платы с высокой плотностью межсоединений (HDI)?

Печатные платы с высокой плотностью межсоединений или HDI PCBs , представляют собой одну из самых передовых форм технологий печатных плат, обеспечивающих современную электронику для автомобилей. В отличие от обычных печатных плат, HDI-платы включают микропереходные отверстия , сверхтонкие трассы и зазоры, а также сложные структуры переходных отверстий, такие как слепые виа-отверстия и закрытые виа-отверстия , чтобы значительно повысить плотность компонентов и гибкость трассировки.

В основе своей технология HDI характеризуется более высокой плотностью разводки —больше проводников на единицу площади—и возможность поддерживать чрезвычайно тонкие трассы и минимальное расстояние между ними. Эти характеристики позволяют разработчикам, использующим HDI печатные платы,:

  • Размещать большее количество компонентов на компактной площади, что имеет важнейшее значение для современных автомобильных применений, где место ограничено.
  • Прокладывать соединения высокоплотных компонентов, таких как корпуса BGA и FPGA с шагом 0,4 мм, без необходимости использования избыточного количества слоёв или сложных стратегий разводки.
  • Достигать превосходных электрических характеристик с улучшенными целостность сигнала и минимизированными электромагнитные Помехи (ЭМИ) .

Ключевые особенности технологии HDI печатных плат

Особенность

Описание

Технология микроотверстий

Сквозные отверстия малого диаметра (<150 мкм), выполненные с использованием точного лазерное бурение .

Скрытые и внутренние переходные отверстия

Позволяют прокладывать соединения между выбранными слоями, исключая необходимость в лишних сквозных отверстиях.

Последовательное ламинирование

Позволяет создавать сложные многослойные структуры с несколькими циклами ламинирования и переходными отверстиями.

Возможность формирования тонких линий

Ширина проводника и зазор до 1 мила, обеспечивает плотную трассировку.

Структуры переходных отверстий

Включают сквозные отверстия, соединённые микропереходные отверстия, ступенчатые микропереходные отверстия, переходные отверстия в контактной площадке.

Передовое металлизирование

Высоконадежных покрытие для заполнения микропереходных отверстий и осаждения меди.

Эволюция HDI для производимости автомобильных печатных плат

Стремление к миниатюризации и расширению функциональности в транспортных средствах — таких как модули мультимедиа, системы ADAS и управление батареями — способствовало внедрению HDI в автомобильных приложениях. Компактная, передовая многослойная структура, обеспечиваемая технологией HDI, не только уменьшает габариты и вес электроники автомобилей, но и повышает надежность за счет более коротких сигнальных путей с контролируемым импедансом, что имеет решающее значение для высокоскоростной передачи данных.

Преимущества HDI-печатных плат в автомобильном проектировании

Тип переходного отверстия

Описание

Типичный вариант использования

Посредством отверстия

Сверление от поверхности до поверхности; все слои

Питание/земля, устаревшие компоненты

Слепое переходное отверстие

Соединяет внешний слой с одним или несколькими внутренними слоями, но не проходит через всю плату

Вывод BGA, плотная трассировка

Закрытое переходное отверстие

Соединяет только внутренние слои; не виден снаружи

Плотное многослойное соединение

Микропереходное отверстие

Сверление лазером, очень малый диаметр (<150 мкм), как правило, для HDI-структур

Компоненты с мелким шагом выводов, целостность сигнала

Каскадные микропереходы

Микропереходные отверстия, расположенные непосредственно друг над другом через несколько слоев

3+ цикла ламинирования, самые плотные платы

Ступенчатые микропереходы

Микропереходные отверстия смещены относительно друг друга на последующих слоях

Повышенная надежность и технологичность

Пример из практики: модуль автомобильного радара

Технология HDI PCB в кратком обзоре

  • Гибкость структуры слоев: Легко настраивается под применение (1-N-1, 2-N-2, гибридные структуры, безкорпусные).
  • Сложные структуры переходных отверстий: Обеспечивают высокий выход годных изделий при малом шаге и тонких проводниках.
  • Передовые методы сверления:  Лазерное бурение обеспечивает беспрецедентную точность (±1 мил), что особенно важно для микропереходных отверстий и многослойных плат.
  • Прототипирование с быстрым циклом : Способен выполнять пробные партии в течение 24 часа для срочной проверки проекта.
  • Готовность к массовому производству : Плавный переход от НПИ к серийному производству благодаря масштабируемой оснастке и контролю процессов.
  • Интегрированная логистика : Внутренняя или тесно контролируемая доставка «от двери до двери» для минимизации рисков при обработке грузов и задержек на таможне.
  • Заполнение проводящими материалами отверстий: Используется проводящий эпоксидный компаунд или медная паста для оптимального электрического соединения и улучшенного отвода тепла; применяется в модулях с высоким током и повышенной надежностью.
  • Заполнение непроводящими материалами отверстий (NCF): Применяется, когда ключевое значение имеет простая изоляция или минимальное пропитывание контактных площадок; более низкая стоимость и широкое применение для сигнальных цепей.
  • Допуски размещения компонентов: Согласуйте требования, особенно для высокоскоростных микросхем с мелким шагом выводов.
  • Зазор маски паяльной пасты: Укажите минимальный зазор для участков с высокой плотностью.
  • Выбор ширины проводников и зазоров: Более узкие проводники и зазоры повышают плотность, но увеличивают затраты на обработку и контроль.
  • Плотность микропереходных и многоярусных переходных отверстий: Количество циклов последовательного прессования напрямую влияет на стоимость печатной платы — по возможности минимизируйте многоярусные переходные отверстия.
  • Тип заполнения переходных отверстий: Выберите между проводящий и непроводящий (NCF) заполнение в зависимости от требований к сборке и циклов оплавления.
  •  

Плотность трассировки против количества слоев: Оптимизируйте выход сигнала и обратный путь с помощью таких инструментов, как проектирование многослойной структуры; большое количество слоёв часто позволяет выполнить более чистую и надёжную трассировку с меньшим уровнем перекрёстных наводок.

Типы автомобильных HDI печатных плат и их применение

Обзор типов автомобильных печатных плат

Не все автомобильные печатные платы являются HDI, однако HDI необходимы для сложных компактных конструкций. В автомобилях используются различные типы печатных плат, в современных транспортных средствах применяются:

Распространённые типы автомобильных печатных плат

      • Односторонние и двусторонние печатные платы: Используются в устаревших силовых цепях и системах освещения, но по мере увеличения сложности систем всё чаще заменяются многослойными или HDI-решениями.
      • Многослойные печатные платы: (4–12+ слоёв) Для распределения сигналов, питания и заземления в ЭБУ среднего класса и системах информирования и развлечения.
      • Жёсткие печатные платы: Обеспечивает стабильность конструкции в суровых автомобильных условиях.
      • Гибкие и жесткогибкие ПХБ: Необходимо для узких помещений, таких как внутри рулевых колонн или осветительных установок.
      • ПХБ с высоким содержанием диоксида: Для всех автомобильных электроники с строгими плотностью, миниатюризации, и высокоскоростной сигнальной требования.

配图1.jpg

Что вы должны искать при выборе производителя HDI PCB

Классификация ПКБ HDI для автомобильных применений

Тип ПХДИ

Ключевые характеристики и технологии

Распространённые случаи использования в автомобилестроении

Прозрачный ИПД

Комбинирует сквозные отверстия и микросквозные отверстия

Распределение питания, датчики

Последовательное наращивание (SBU)

Слой за слоем последовательное ламинирование , микросквозные отверстия, тонкие линии

Мультимедийные системы, центральная обработка систем помощи водителю (ADAS), электронные блоки управления (ECU)

Жестко-гибкие HDI

Сочетание жестких слоев с гибкими цепями, зачастую с использованием микросквозных отверстий

Модули проекционного дисплея, складные дисплеи, датчики

HDI любого слоя

Микропереходы между всеми соседними слоями («HDI любого слоя»)

Критически важные электронные блоки управления, радары, автомобильные камеры

Многослойная сборка (без основы)

Сверхтонкие пакеты, микропереходы, специальная толщина прессования

Миниатюрные модули, брелоки для ключей, компактные беспроводные устройства

HDI на основе полостей

Полости в плате для установки чипов, индивидуальные пакеты слоёв

Модули камер, радарные/ультразвуковые датчики, блоки LiDAR

Типичные сферы применения HDI печатных плат в автомобилестроении

Продвинутые системы помощи водителю (ADAS)

      • Обработка в реальном времени для удержания полосы движения, обнаружения объектов, круиз-контроля и предотвращения столкновений
      • Требуются сверхтонкие линии (до 1 мил с полудобавочными процессами) и ступенчатые микропереходные отверстия для трассировки высокоплотных BGA-чипов.

Модули информационно-развлекательных систем и телематики

      • Сложная многомедийная обработка, беспроводная связь, управление сенсорным экраном.
      • HDI любого слоя для соединения SoC, DDR и радиомодулей с сохранением Снижение ЭМИ .

Устройства управления двигателем (ecus)

      • Многослойные HDI-платы повышенной надежности с увеличенным количеством слоев обеспечивают точное управление двигателем и объединение данных с датчиков.

Управление аккумулятором и силовая электроника

      • Встроенные датчики, балансировка элементов, защитные цепи с жесткими след и зазор требования повышают общую эффективность системы.

Модули датчиков и камеры

      • Миниатюрные камеры с высоким разрешением и блоки радара/лидара используют безъядерные или HDI-печатные платы с полостями для обеспечения низкого профиля и надежной целостности сигнала.

Фильтрация ЭМИ и высокоскоростная трассировка

      • Платы разработаны для минимизации ЭМИ и обеспечения контролируемого импеданса объединяют чувствительные аналоговые и радиочастотные цепи в одном компактном форм-факторе.

Определение требований к многослойным печатным платам HDI для автомобильной промышленности

Основные технические характеристики

При определении параметров печатных плат HDI для автомобильных применений необходимо заранее чётко сформулировать несколько ключевых требований. Эти параметры напрямую повлияют на выбор структуры слоёв, конструкцию переходных отверстий, технологичность и стоимость печатной платы:

    • Требуемое количество слоёв и структура многослойной платы: Большинство автомобильных HDI-плат используют от 4 до 10 и более слоёв . Большее количество слоёв позволяет разместить больше функций и повысить плотность трассировки, но также увеличивает число циклов последовательного ламинирования, стоимость и сложность совмещения слоёв.
    • Минимальная ширина проводников и зазоров: Укажите предполагаемую минимальную ширину проводников и зазоры между ними (например, 2 мил / 50 мкм или даже 1 мил для разводки мелкошаговых BGA). Это влияет как на характеристики сигнала, так и на технологические возможности производителя HDI.
    • Шаг BGA и компонентов: Укажите минимальный шаг шариков BGA (.4 мм — распространённое значение для современных чипсетов). Более плотные шаги требуют применения микропереходных отверстий, переходных отверстий в площадках и передовых схем многослойной структуры.
    • Структура переходных отверстий: Укажите, где вы требуете микропереходные отверстия слепые виа-отверстия закрытые виа-отверстия , и любые сквозное отверстие в контактной площадке необходимости. Например, каскадные микропереходные отверстия обязательны при сверхвысокой плотности трассировки.
    • Размеры контактных площадок и допуски сверления: Укажите диаметры контактных площадок в соответствии со стандартами IPC/JEDEC и предпочтительные точность сверления (±1 мил достижимо при использовании передовой лазерной технологии сверления).
    • Толщина платы и вырезка: Определите конечную и вырезанную толщину, что влияет на механическую прочность и совместимость с разъемами и корпусами.
    • Поверхностная отделка: ENIG, OSP, иммерсионное серебро или любые специальные требования, поскольку это влияет на надежность и последующую сборку.

Таблица: Пример спецификации для автомобильной HDI-печатной платы

Параметры

Типичное значение / диапазон

Примечания

Слои печатной платы

6–12

Определяются сложностью конструкции

Минимальный проводник/зазор

2 мил (50 мкм) / 1 мил (25 мкм возможно)

ПОЛУАДДИТИВНЫЙ для сверхтонких линий

Наименьший шаг BGA

0,4 мм или менее

Требует микропереходных отверстий, переходных отверстий в площадке

Соотношение сторон микроотверстий

≤ 0,75:1

Обеспечивает надежное металлическое покрытие

Фактическая толщина платы

1,0–1,6 мм

Настройка в зависимости от применения

Структура переходных отверстий

Зависит от конструкции слоев (см. ниже)

Складывается, сдвигается, пробивается

Материал Tg

> 170°C (FR-4 с высоким Tg, полимид)

Для тепловой надежности

Контролируемого импеданса

Да, обычно ± 10%

Необходимо для высокоскоростных сигналов

Согласие

RoHS, ОЭЭС, автомобильная промышленность (IATF)

Должно быть сообщено

Контрольный список: что предложить при запросе предложения от производителей автомобильных ПКЖ с высоким содержанием

    • Gerber/файлы данных со схемой слоев, отверстий и контактных площадок, четко обозначенными
    • Схематические чертежи с указанием сетей контролируемого импеданса и критических сигнальных путей
    • Ожидаемое количество (прототип, предсерийное, серийное производство)
    • Требования к надежности и эксплуатации в различных условиях
    • Запросы на сертификацию соответствия
    • Покрытие поверхности, цвет паяльной маски, специальные покрытия или маркировка
    • Требования к этапам сборки, если запрашивается полная сборка

Ключевые стандарты производства и качества

Выбор автомобильного Производителя HDI PCB речь идет не только о технологиях — речь идет о доверии. Ставки в автомобильной электронике очень высоки: сбои могут повлиять на безопасность, привести к дорогостоящим отзывам автомобилей и нанести ущерб репутации бренда. Именно поэтому ведущие производители серьезно инвестируют в сертификаты качества, передовые системы контроля процессов и непрерывного совершенствования на каждом этапе Hdi плс производственного процесса — от металлизации микроотверстий до последовательного прессования и окончательной сборки.

Требуемые сертификаты производителей для автомобильных HDI печатных плат

Выбор партнера с нужными отраслевые сертификаты в автомобильной отрасли является обязательным условием. Эти сертификаты гарантируют соблюдение строгих стандартов управления качеством, прослеживаемости и контроля процессов. На что следует обратить внимание:

Таблица основных сертификатов

Сертификация

Описание и значимость

Важность для автомобильной отрасли

IATF 16949

Система менеджмента качества для автомобильной отрасли (на основе ISO9001)

Обязательно для автопроизводителей

ISO 9001:2015

Глобальный стандарт качества высшего уровня

Обеспечивает дисциплину процессов

AS9100D

Качество для аэрокосмической и оборонной промышленности

Дополнительная строгость (по желанию)

Сертификация UL

Соответствие требованиям безопасности и воспламеняемости

Необходимо для легальной продажи

RoHS и WEEE

Ограничения на вредные вещества, экологические требования

Регуляторные требования ЕС/Азии

ISO 13485

Фокус на медицинские устройства (полезно для автомобильных медицинских подсистем)

Нишевый, повышает доверие

Методы контроля качества при производстве HDI печатных плат

Автомобильная промышленность HDI PCBs должны соответствовать строгим стандартам прослеживаемости, воспроизводимости и предотвращения дефектов. Лучшие производители применяют многоуровневый подход, охватывающий весь процесс от начала до конца:

Приемочный контроль материалов

Все исходные материалы (FR-4, с высокой температурой стеклования, безгалогенные, медная фольга) проверяются на соответствие и прослеживаемость перед началом производства.

Мониторинг Процесса

Автоматический оптический контроль (AOI): Каждый слой сканируется с помощью автоматической оптической инспекции (AOI) для выявления коротких замыканий, обрывов и проблем с трассировкой.

Проверка совмещения отверстий: Microvia и лазерное бурение точность подтверждается с допуском ±1 мил для предотвращения смещения, особенно важным при ступенчатые и каскадные микропереходы структуры.

Контроль толщины гальванических покрытий: Обеспечивает равномерное медное покрытие в микропереходах для надежной проводимости и долговечности.

Статистический контроль процесса: Ключевые этапы (ламинирование, сверление, циклы металлизации) контролируются на предмет отклонений; при выходе за пределы допусков производство останавливается и проводится немедленное расследование.

Испытания на выходе и окончательный контроль

    • Электрическое тестирование: Выявляет обрывы и короткие замыкания во всех цепях, как правило, с помощью щупа-летающей пробки или стационарных испытательных устройств.
    • Рентгеновская инспекция: Используется для проверки скрытых переходов, заполнения переходов в контактных площадках и совмещения внутренних слоев в сложных многослойных конструкциях.
    • Анализ поперечного сечения: Случайные контрольные образцы вырезаются и исследуются под микроскопом для проверки заполнения переходов, целостности металлизации и соответствия соотношению сторон.

Испытания на надежность и устойчивость к внешним воздействиям

    • Для высококачественных автомобильных проектов требуются ускоренные испытания на термоциклы, вибрацию, а также на устойчивость к химическим веществам и влаге — часто по методикам, аналогичным квалификационным испытаниям всей системы.

Отслеживаемость и Документация

    • Отслеживание серийных номеров по партиям, полная штрих-кодировка каждого цикла ламинирования и подробные журналы процесса для каждого этапа.

Своевременная доставка и сквозные возможности

Поставка HDI печатных плат влияет на всю цепочку автомобильного производства. Ведущий производитель HDI печатных плат обеспечивает:

Производственные стандарты для этапов процесса HDI печатных плат

Для обеспечения Производимость печатных плат и надежная работа на протяжении всего жизненного цикла транспортного средства; эти стандарты должны быть внедрены в рабочие процессы производителя:

1. Последовательное ламинирование и согласованность структуры слоёв

    • Точное управление циклами ламинирования и толщиной выходного прессования в соответствии с проектными требованиями.
    • Проверка гибридных структур на надежность, особенно при многократных циклах производства.

2. Сверление и структура переходных отверстий

    • Современный лазерное бурение для микропереходов, обеспечивая постоянное соотношение глубины к диаметру и вертикальную точность.
    • Контролируемый механическое сверление для сквозных отверстий, оптимизированных по сроку службы и износу сверла (снижение затрат).

3. Качество микропереходов и металлизированных переходных отверстий

    • Процессы металлизации, обеспечивающие полное заполнение и структурную целостность как для проводящий и заполнения непроводящих отверстий (NCF) требования.
    • Контроль всех циклов металлизации и периодическое разрушающее тестирование образцов для обеспечения долгосрочной надежности.

4. Регистрация и выравнивание

    • Оптические системы высокой четкости для выравнивания, обеспечивающие точную привязку каждого переходного отверстия — даже при более чем 10 слоях и нескольких этапах ламинирования.
    • Корректировка регистрации данные экспортируются для прослеживаемости и непрерывного совершенствования.

配图2.jpg

Выбор материала и испытания на надежность

Почему важен выбор материала в HDI-печатных платах

Материалы в высокоплотной коммутации Печатные платы должны обеспечивать баланс между тремя основными требованиями: электрическими характеристиками, механической прочностью и стоимостью. Принятые здесь решения влияют на каждый этап производства — воздействуя на многослойная структура , надежность микропереходов, равномерность металлизации и в конечном итоге на общую Стоимость печатной платы .

Ключевые характеристики материалов для HDI-печатных плат

    • Температура стеклования (Tg): FR-4 с высокой температурой стеклования (≥170 °C) является стандартным; более высокие значения или специализированные полиимиды используются для компонентов под капотом или силовых систем.
    • Теплопроводность: Улучшенные показатели для плат, управляющих большим тепловыделением, таких как драйверы светодиодов или инверторы.
    • Коэффициент теплового расширения (КТР): Низкий коэффициент термического расширения обеспечивает сохранение структурных связей при термоциклировании — например, при многократных пусках двигателя — микропереходные отверстия и глухие переходные отверстия сохраняют свои структурные соединения.
    • Безгалогеновые и бессвинцовые варианты: Требуются для систем, соответствующих директивам RoHS и WEEE, что имеет важное значение для глобальных автомобильных цепочек поставок.
    • Диэлектрические свойства: Материалы с жёсткими диэлектрическая проницаемость (Dk) и коэффициент рассеяния (Df) допусками обеспечивают стабильность контролируемого импеданса для высокоскоростных сигналов.

Таблица типичных материалов

Тип материала

Атрибуты

Применение в автомобилестроении

FR-4 с высокой температурой стеклования

Экономичный, Tg >170 °C

ЭБУ, мультимедиа, датчики

Полиимид

Высокая температура, гибкость, надежность

Жестко-гибкие платы, моторный отсек, светодиодные модули

Галогенсвободный эпоксид

RoHS/WEEE, хорошее соответствие по КТР

Приборные панели, внутреннее освещение

Гибрид с керамическим наполнителем

Наилучшая теплопроводность

Управление питанием, инверторы, платы аккумуляторов

Тестирование надежности автомобильных HDI печатных плат

Надежность в автомобильной отрасли является обязательным требованием. Ведущие поставщики HDI печатных плат проводят комплекс испытаний — как на этапе выбора материалов, так и после изготовления плат — чтобы обеспечить надежную работу на протяжении всего срока службы транспортного средства.

Основные испытания на надежность

Циклические испытания на температуру

Моделирует циклы запуска/остановки и ежедневные колебания температуры (-40 °C до +125 °C и выше).

Оценивает образование трещин/пустот в микропереходах, слепых переходах , и покрытие .

Тепловой удар

Быстрый нагрев и охлаждение для проверки на отказы из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения — критически важно для многослойных микропереходов.

Влагостойкость и сопротивление изоляции

Необходимо для плат, подверженных воздействию конденсата или влажности, например, модулей дверей.

Вибрация/механический удар

Воссоздаёт нагрузки, возникающие при движении по дороге и вибрации двигателя.

Проверяет адгезию через заполнение материала, паяных соединений и общей устойчивости многослойной структуры.

Паяемость и циклы повторного плавления

Оценивает надёжность проводящий и заполнения непроводящих отверстий (NCF), особенно при многократном прохождении пайки на линии сборки.

Анализ микросечения (поперечного сечения)

Инспекция внутренних слоев, толщины медного покрытия, а также выявление пустот в переходных отверстиях или расслоения в многослойных HDI-конструкциях.

Пример протокола испытаний на надежность

Тестовое название

Метод

Типовые критерии приемки

Температурные циклы

−40 °C до +125 °C, 1000 циклов

сдвиг электрических параметров менее 5%

Тепловой удар

−55 °C до +125 °C, 300 циклов

Отсутствие видимых трещин, разомкнутых цепей

Паяемость

3–5 циклов оплавления, IPC/JEDEC J-STD

Отсутствие отслоения подушек, отсутствие экструзии заполнения переходного отверстия

Поперечное сечение

Металлографический анализ

Отсутствие пустот более 5%, заполнение более 95% в микропереходных отверстиях

Вибрация

Варьируется, стандарты ISO/IEC

Целостность пайки и структуры слоёв, отсутствие трещин

Специальные технологии, используемые в современных высокоплотных печатных платах (HDI PCBs)

Микропереходные отверстия: основа HDI

Микропереходные отверстия это крошечные отверстия, просверленные лазером (обычно <150 мкм диаметром ), которые обеспечивают электрическое соединение плотно проложенных слоёв без недостатков крупных сквозных отверстий. Их малый размер имеет важнейшее значение для поддержки компонентов с малым шагом выводов например, 0,4 мм BGAs и максимизация плотности трассировки .

Параметры микропереходных отверстий

Параметры

Типичное значение

Актуальность для автомобильных печатных плат

Диаметр сверла

≤ 0,15 мм (150 мкм)

Позволяет использовать тонкие контактные площадки/переходные отверстия в площадке для BGA 0,4 мм

Соотношение сторон

< 0,75:1

Повышает целостность металлизации, надежность

Размер подложки

≥ 0,25 мм

Обеспечивает точность позиционирования и надежное пайку

Таблица: Типы переходных отверстий и их использование

Тип переходного отверстия

Метод бурения

Типичное использование

Достоинства

Недостатки

Сквозное переходное отверстие

Механический

Питание/земля, устаревшие технологии

Простота, более низкая стоимость

Занимает больше места

Слепое переходное отверстие

Лазер

Разводка BGA, компактные модули

Освобождает поверхность

Более сложное производство

Закрытое переходное отверстие

Лазерная/механическая

Многослойная трассировка

Поверхность не теряется

Сложнее проверять

Микропереходное отверстие

Лазер

Слои высокой плотности

Высокая плотность, надежность

Ограничения по соотношению сторон

Ступенчатые микропереходы

Лазер

Надежность, плотная компоновка слоев

Меньше напряжения, высокий выход годных

Сложная маркировка

Каскадные микропереходы

Лазер

Корпуса BGA с сверхвысоким количеством выводов

Максимизирует плотность

Больше этапов ламинирования/металлизации

Последовательное ламинирование и усовершенствованные структуры

Тип структуры

Описание

Использование в автомобилестроении

1-N-1

Один слой нанесения с каждой стороны

HDI начального уровня, датчики

2-N-2

Два слоя нанесения с каждой стороны

BGA, информационно-развлекательные системы

3-N-3

Три слоя накопления с каждой стороны, иногда без основы

Радар, вычисления, телематика

Гибридная структура слоев

Сочетание различных материалов/структур слоев

Силовые и сигнальные, усиленные электронные блоки управления

Соображения стоимости, доставки и клиентской поддержки

Выбор лучшего производитель автомобильных HDI печатных плат означает выход за рамки только технологий и возможностей — необходимо также учитывать факторы, определяющие общую Стоимость печатной платы , надежность поставок и качество постоянной поддержки, которую вы получите. В автомобильных проектах ошибка в любой из этих областей может привести к дорогостоящим задержкам, превышению бюджета и проблемам с качеством на последующих этапах.

Что влияет на стоимость HDI-печатных плат?

Структура затрат Производства HDI-печатных плат является более сложной по сравнению с традиционными печатными платами из-за высокой технической сложности таких процессов, как лазерное бурение , последовательное ламинирование и изготовление передовых структур переходных отверстий. Ниже приведены основные факторы, влияющие на стоимость:

Пример: Таблица влияния стоимости

Многослойность и особенности

Оценочное влияние на стоимость (%)

Простая конструкция 1-N-1

Базовый вариант (без увеличения)

структура 2-N-2

+25–30%

3-N-3 со стекированными микропереходами

+40–60%

Тонкие линии (SAP, 1 мил)

+20–35%

Проводящий переход в площадку

+15–25%

Высокотемпературный бессвинцовый материал (High-Tg HAL-free)

+10–15%

Как сравнивать и выбирать поставщиков HDI-печатных плат

Процесс выбора подходящего производитель автомобильных HDI печатных плат имеет решающее значение для обеспечения как краткосрочного успеха проекта, так и долгосрочной надежности транспортного средства. Учитывая, что многие поставщики заявляют о своих передовых возможностях в производстве HDI-плат, крайне важно не поддаваться маркетинговым обещаниям и оценивать потенциальных партнёров с помощью строгого многокритериального чек-листа.

Опыт и возможности

У поставщика репутация вопросы — особенно в автомобильной отрасли, где надежность является обязательным требованием.

    • Лет на рынке: Выбирайте проверенные компании с опытом поставки HDI-печатных плат для сложных отраслей (автомобильной, аэрокосмической, медицинской).
    • Отраслевой фокус: Поставляет ли поставщик продукцию ведущим автопроизводителям или компаниям первого эшелона? Какой процент его бизнеса приходится на автомобильную отрасль?
    • Портфель выполненных проектов: Ознакомьтесь с примерами кейсов и успешных проектов по аналогичным модулям — печатным платам для систем ADAS, управления батареями, мультимедийных систем, радаров или камер.
    • Технические возможности: Убедитесь в компетентности по всем необходимым технологиям, таким как лазерное бурение микропереходные отверстия, скрытые/заглубленные переходные отверстия, многослойные конструкции без основы и возможность изготовления тонких проводников (например, линия/пробел 1 мил).

Таблица: Сравнение двух поставщиков HDI-печатных плат (пример)

Особенность

Поставщик A (специализируется на автомобильной промышленности)

Поставщик B (универсальная мастерская печатных плат)

Годы работы

25

7

Сертификат IATF 16949

Да

Нет

Конструкция слоёв/возможности сверления

3-N-3, ступенчатые микропереходные отверстия, SAP

1-N-1, только сквозные отверстия

Автомобильные клиенты

8 Tier 1, 2 OEM

Несколько, в основном потребительские

Время изготовления прототипа

3 дня

10 дней

Инженерная поддержка

Специализированная команда по DFM/пакетной структуре

Только электронная почта, общие рекомендации

Прозрачность затрат

Полный детализированный и понятный NRE/DFM

Фиксированная сумма, неясные факторы стоимости

Технологии и инновации

Проверьте, остаются ли поставщики на текущем уровне или выходят за его пределы:

  • Использование передовых технологий: Используют ли они полуаддитивный метод для тонкой трассировки ? Могут ли они продемонстрировать успешное изготовление с использованием многослойных/ступенчатых микропереходов в сложных пакетных структурах?
  • Пользовательские варианты структуры и материалов: Доступ к безосновным, гибридным или специальным материалам с высокой температурой стеклования (high-Tg) для экстремальных условий.
  • Внутренние и аутсорсинговые процессы: Надёжные поставщики сохраняют лазерное сверление, циклы металлизации, и тестирование на месте для полного контроля и прослеживаемости.

配图3.jpg

Типовые конструкции и технологии HDI печатных плат

Ключевой элемент любой высококачественной автомобильной HDI печатной платы — это конструкция многослойной структуры (stackup), которая определяет характеристики сигнала, механическую прочность, термостойкость и технологичность. Правильный Многослойная структура HDI также обеспечивает оптимальную плотность трассировки для компонентов с малым шагом, одновременно контролируя стоимость и технологические риски. Автомобильные приложения зачастую требуют более сложных многослойных структур по сравнению с коммерческими устройствами из-за требований к надежности, пробою BGA с малым шагом, контролируемому импедансу и долгосрочной надежности.

Типы многослойных структур HDI для автомобильных применений

структура 1-N-1

    • Конфигурация: Один слой наращивания (HDI) с обеих сторон центрального основания.
    • Сфера применения: Простые модули, BGA с низким количеством выводов, датчики по краю платы.
    • Преимущества: Базовая стоимость HDI, меньшая сложность процесса, достаточно для многих некритических применений.

структура 2-N-2

    • Конфигурация: Два слоя наращивания с каждой стороны; часто используется для пробоя BGA с мелким шагом (0,4 мм).
    • Сфера применения: Мультимедийные системы, сложные электронные блоки управления, системы ADAS, модули с большим количеством выводов.
    • Преимущества: Обеспечивает плотную трассировку, увеличенное количество микропереходных отверстий и скрытых переходных отверстий, улучшенные характеристики ЭМС и структуры с контролируемым импедансом.
    • Типичные технологии: Сложенные микропереходные отверстия, чередующиеся микропереходные отверстия, переходные отверстия в контактной площадке, гибридные конструкции (сочетание традиционных и HDI-слоев).

3-N-3 или выше

    • Конфигурация: Три или более слоев послойного наращивания с каждой стороны, зачастую с бескаркасной или гибридной основой.
    • Сфера применения: Высокоскоростные вычисления, автомобильные радары/системы видеонаблюдения, телематика с интенсивной передачей данных.
    • Преимущества: Поддерживает высокую плотность выводов, передовые методы управления целостностью сигналов, критически важен для электроники следующего поколения автономного вождения.

Тип структуры

Типичное количество слоев

Ключевые особенности

Пример использования в автомобилестроении

1-N-1

4–6

Начальный уровень HDI, одиночные микропереходные отверстия

Датчики, не относящиеся к системам безопасности, электронные блоки управления

2-N-2

8–10

Многослойные микроотверстия, скрытые переходные отверстия

Корпуса с большим количеством выводов, информационно-развлекательные системы, системы ADAS

3-N-3

>10

Безосновные, гибридные, процесс SAP

Радар, телематика, вычислительные электронные блоки управления

Стратегии проектирования многослойной структуры

Последовательное прессование и циклы ламинации

    • Последовательное ламинирование : Последовательное наращивание и прессование слоев HDI для обеспечения соединения микроотверстий между выбранными слоями.
    • Каждый цикл добавляет больше сверки сложности (необходимость поддерживать точность сверления ±1 мил), а увеличение числа циклов ламинации повышает как сложность, так и стоимость.
    • Циклы металлизации : Дополнительные многоуровневые/скрытые переходные отверстия требуют больше этапов меднения, что влияет на технологичность и общее время изготовления.

Гибридные и бескаркасные конструкции многослойных плат

    • Гибридные конструкции : Сочетают передовые HDI-слои с традиционными многослойными структурами для оптимизации стоимости и производительности (например, распределение питания на стандартных слоях, высокоскоростные сигналы — на HDI-слоях).
    • Бескаркасные конструкции : Удаление центрального жесткого материала позволяет создавать более тонкие и легкие модули с еще более плотной трассировкой для таких областей, как камеры или датчики в салоне.

Соотношение сторон и конструкция микроотверстий

    • Соотношение сторон микроотверстий : Предпочтительно значение 0,75:1 или меньше для оптимизации качества заполнения и металлизации — это критически важно для устойчивости к вибрациям и температурным циклам в автомобильной технике.
    • Размер контактной площадки и толщина диэлектрика : Тщательно подобраны для обеспечения контролируемого импеданса и целостности сигнала без риска растрескивания переходного отверстия или площадки в жестких условиях эксплуатации.

Возможность формирования тонких проводников и плотность трассировки

    • Технология тонких проводников (ширина линии/расстояние между линиями 1–2 мил) становится все более распространенной в премиальных многослойных структурах, особенно при использовании полуаддитивных процессов.
    • Такие многослойные структуры позволяют осуществлять Выход из-под корпуса BGA даже для компонентов с шагом выводов 0,4 мм, что делает возможными электрические соединения, которые в противном случае потребовали бы дополнительных слоев платы.

Пример таблицы: Преимущества трассировки в зависимости от многослойной структуры

Многослойная структура

Минимальный проводник/зазор

Поддерживаемый шаг BGA

Маршрутизируемые BGA I/O (на 1000 выводов)

Циклы ламинирования

1-N-1

4/4 мил

0,65 мм

600–700

2–3

2-N-2

2/2 мил

0.4 мм

850–900

4–5

3-N-3+

1/1–2/2 мил

<0,4 мм

>950

6+

Конструкции переходных отверстий, точность позиционирования и технологичность

    • Ступенчатые микропереходные отверстия: Смещение на соседних слоях для повышения механической надежности и выхода годных изделий — лучше подходит для автомобильной промышленности (особенно при вибрации/термоциклировании).
    • Многоуровневые микропереходы: Обеспечивают максимальную плотность, используются под корпусами BGA с очень высоким количеством выводов, но требуют более точного выравнивания и металлизации.
    • Регистрация (выравнивание сверления): Для обеспечения технологичности производители HDI-печатных плат используют оптические и лазерные системы наведения, гарантируя точное совмещение переходных отверстий и проводников на множестве слоев — критически важно для конструкций с шагом 0,4 мм и более плотных.

Рекомендуемая практика: Привлекайте конструктора по многослойной структуре и инженеров по технологичности (DFM) поставщика HDI-печатных плат уже на начальном этапе проекта, особенно при высокой сложности, трассировке тонких линий или жестких эксплуатационных требованиях.

Будущие тенденции в технологии автомобильных HDI печатных плат

По мере того как транспортные средства ускоряются к более высоким уровням автоматизации, электрификации и цифровой подключаемости, требования к автомобильным HDI PCB быстро меняются. Транспортные средства будущего потребуют еще более передовых высокоплотной коммутации (HDI) решений — расширяя границы сложности многослойной структуры, миниатюризации, целостности сигнала и технологичности производства.

Передовые технологии переходных отверстий и многослойной структуры

Тенденция

Описание

Преимущества для автомобилей

Бескаркасные конструкции

Отсутствие жесткого внутреннего сердечника; легче, более гибкие

Модули камер, датчики батарей EV

Ультратонкие линии SAP

маршрутизация с шагом 1 мил, повышенная плотность

Более компактные модули, умные панели

Встроенные пассивные компоненты

RC-компоненты, интегрированные в слои

Улучшение ЭМС и целостности сигнала

HDI с полостью

Точная вырезка платы для установки кристаллов в стек или MEMS

Более тонкие радары, улучшенная упаковка

Будущие вызовы

    • Поддерживать точность совмещения сверления (±0,5 мил или лучше), когда количество слоев достигает 12 и более, а плотность микропереходов резко возрастает.
    • Управление рассеиванием тепла с использованием ультратонких пленок и сетей многослойных переходов.
    • Обеспечение надежности в полевых условиях при более плотных, тонких и гибких конструкциях плат, подверженных сильной вибрации и механическим ударам.

Получить бесплатное предложение

Наш представитель свяжется с вами в ближайшее время.
Электронная почта
Имя
Название компании
Сообщение
0/1000