EN
Menšia veľkosť už dnes na trhu elektroniky nie je totožná s nižším výkonom. Výrobcovia, a to od nositeľných zariadení a smartfónov až po lekársky prístroje a priemyselné riadiace systémy, musia ponúkať kompaktné výrobky s vyššou rýchlosťou, väčšou stabilitou a širším sortimentom funkcií ako kedykoľvek predtým. Tento požiadavok priniesol výrobu HDI dosiek plošných spojov do popredia pokročilého návrhu a výroby obvodov. Určitým spôsobom sú HDI dosky plošných spojov kľúčovým faktorom, ktorý určuje, ako efektívne miniaturizované elektronické zariadenia fungujú, pretože umožňujú vyššiu hustotu zapojenia, lepšiu integritu signálu a zlepšené tepelné riadenie.
Pochopenie výroby elektroniky s HDI doskami plošných spojov
HDI je skratka pre High-Density Interconnect, čo je termín opisujúci tlačené dosky s plošnými spojmi vybavené vlastnosťami, ako sú mikroviery, slepé a zakryté viery, jemné šírky tratí a viacvrstvové usporiadanie. Na rozdiel od bežných DPS umožňujú HDI dosky umiestniť komponenty husto v kompaktnom priestore bez poškodenia elektrickej spoľahlivosti.
Výroba elektroniky s HDI DPS nie je len o zmenšovaní základnej dosky, ale zahŕňa aj presné inžinierstvo, prísnu kontrolu procesov a použitie špeciálneho vybavenia na zabezpečenie bezchybných prepojení aj za najnáročnejších prevádzkových podmienok.
Dosiahnutie vyššej hustoty obvodu pre menšie zariadenia
Jednou z hlavných výhod výroby elektroniky s HDI doskami je možnosť dosiahnuť veľmi vysokú hustotu obvodu. Namiesto tradičných prechodových dierok sa používajú mikrodierky, čo poskytuje návrhárom voľnosť presnejšieho vedenia signálov medzi vrstvami. To teda znamená:
- Komponenty môžu byť umiestnené tesnejšie k sebe
- Krátke signálne dráhy vedú k nižším elektrickým stratám
- Čím menšia veľkosť dosky, tým jednoduchšie je vytvoriť kompaktný dizajn produktu
Pre mikroskopické zariadenia majú malé jednotky, ako milimetre, skutočný význam. Vďaka HDI doskám je možné umiestniť na jednu malú dosku množstvo rôznych funkcií – spracovanie, komunikáciu, snímanie a riadenie napájania – bez akéhokoľvek poklesu výkonu.
Lepšia integrita signálu a elektrický výkon
Integrita signálu je jednou z prvých vecí, ktoré sú ohrozené, keď sa snažíme zmenšiť veľkosť zariadení a zároveň zvýšiť ich rýchlosť. Dlhá spojnica a príliš veľa prechodov môže spôsobiť odraz signálu, preliezanie signálov a elektromagnetické rušenie. Výroba elektroniky s HDI doskami plošných spojov tieto problémy rieši použitím:
- Kratších a priamejších trás vedenia
- Návrhu s riadenou impedanciou
- Zníženej parazitickej kapacity a indukčnosti
Vyššie uvedené vylepšenia sú najdôležitejšie pre vysokorýchlostné digitálne signály, RF aplikácie a dátovo náročnú elektroniku, ktorá neustále vyžaduje čisté prenosové signály. HDI dosky umožňujú miniaturizovaným zariadeniam pracovať pri vyšších rýchlostiach a s lepšou spoľahlivosťou.
Riadenie tepla je kritické pri miniaturizácii
Miniaturizácia je väčšinou synonymom pre zvýšenú hustotu tepla. Príliš veľa tepla negatívne ovplyvňuje výkon produktu alebo môže skrátiť životnosť produktu. Výroba elektroniky HDI DPS ponúka riešenia na riadenie tepla, ako sú:
- Vrstvené štruktúry optimalizované z hľadiska odvádzania tepla
- Umiestnenie tepelných prechodov vedľa komponentov, ktoré generujú najviac tepla
- Lepšie rozloženie medi na rozvádzanie a uvoľňovanie tepla
Vďaka efektívnemu riadeniu tepla umožňujú HDI DPS kompaktným zariadeniam zostať stabilnými aj pri nepretržitom alebo vysokom zaťažení.
Vyššia spoľahlivosť prostredníctvom moderných techník pripájania
V prípade lekárskych elektronických zariadení, automobilových systémov a priemyselnej automatizácie je spoľahlivosť vždy vážnym problémom. Jednou z ciest, ako výroba HDI dosiek plošných spojov prispieva k zvyšovaniu spoľahlivosti, je odstránenie zdrojov mechanického namáhania. Mikroprechody, v porovnaní s konvenčnými prechodmi, sú menšie a pevnejšie a viacvrstvové prepojenia dokážu odolávať vibráciám, zmenám teploty a dlhodobej prevádzke.
Spoločnosť King Field napríklad dodržiava prísne štandardy kontroly kvality počas všetkých fáz výrobného procesu HDI, od výberu materiálov až po konečnú kontrolu. Práve tým sa zabezpečuje, že každá HDI doska plošných spojov nielen spĺňa vysoké požiadavky na spoľahlivosť, ale tiež podporuje komplexné miniaturizované návrhy.
Povolenie pokročilých funkcií a integrácie
Existuje niekoľko spôsobov, ako výroba HDI dosiek plošných spojov môže pomôcť pri umožnení pokročilej integrácie, napríklad:
- Plne integrované systémové návrhy v balení (SiP)
- Podpora pre integrované obvody s vysokým počtom vývodov
- Integrácia zmiešaných signálov a vysokofrekvenčných signálov
Vďaka týmto vlastnostiam môžu navrhovatelia umiestniť rôzne subsystémy na jedinú dosku, čím eliminujú potrebu konektorov a dodatočného zapojenia. Výsledkom je produkt, ktorý je menší, ľahší, efektívnejší a obsahuje veľmi málo miest porúch.
Rozdiel robí odborné know-how továrne
Hoci technika HDI priamo prináša niekoľko výhod, jej úspech do značnej miery závisí od výrobnej odbornosti. Spoľahlivé HDI dosky sa dajú vyrobiť iba presným vŕtaním, presnou lamináciou a konzistentným naplátovaním. Spoločnosť King Field, skúsený výrobca, dobre ovláda všetky podrobnosti výrobných procesov elektroniky HDI dosiek a dokáže tak zákazníkom pomôcť pri rozhodovaní o kompromise medzi výkonom, nákladmi a škálovateľnosťou.
Spolupráca na rôznych stupňoch návrhu pomáha výrobcovi určiť optimálne štruktúry vrstiev, cez konfigurácie a voľbu materiálov, čo zase zvyšuje výkon miniaturizovaných zariadení.
Záverečné poznámky
Výroba HDI dosiek plošných spojov je kľúčovým faktorom, ktorý umožňuje vysoký výkon miniaturizovaných zariadení. Práve prostredníctvom vyššej hustoty obvodov, zlepšenej integrity signálu, lepšieho tepelného manažmentu a zvýšenej spoľahlivosti sa dnes elektronika stáva menšou, odolnejšou a výkonnejšou. Keďže odvetvie elektroniky neustále usiluje o prekonanie hraníc miniaturizácie, spolupráca s experťmi ako King Field zaručí, že najmodernejšie HDI technológie budú premenené na výkonné výhody v reálnom svete.
