Na čo si dať pozor pri výbere výrobcu HDI dosiek plošných spojov?

Pochopenie technológie HDI dosiek plošných spojov

Čo je doska plošných spojov s vysokou hustotou prepojení (HDI)?

Dosky plošných spojov s vysokou hustotou prepojení, alebo HDI PCB , predstavujú jednu z najpokročilejších foriem technológie dosiek plošných spojov, ktorá umožňuje najmodernejšiu automobilovú elektroniku dneška. Na rozdiel od bežných tlačených dosiek plošných spojov HDI dosky plošných spojov obsahujú mikroviery , ultrajemné stopy a priestory a komplexné štruktúry prechodiek, ako napríklad slepé vodiace otvory smykové zabudované vodiace otvory , čím výrazne zvyšujú hustotu súčiastok a flexibilitu zapojenia.

V podstate je technológia HDI definovaná jej vyššou hustotou zapojenia —viac vodičov na jednotku plochy— a schopnosť podporovať extrémne jemné šírky tratí a minimálne medzery medzi nimi. Tieto vlastnosti umožňujú dizajnérom používajúcim HDI dosky DPS:

• Umiestniť väčší počet komponentov do kompaktného priestoru, čo je nevyhnutné pre moderné automobilové aplikácie, kde je priestor veľmi obmedzený.
• Riadiť pripojenia komponentov s vysokým počtom vývodov, ako napríklad BGAs s roztečou 0,4 mm a FPGAs, bez potreby nadmerného počtu vrstiev alebo zložitých stratégií vývodu.
• Dosiahnuť lepší elektrický výkon s vylepšeným integrita signálu a minimalizovaným elektromagnetická interferencia (EMI) .

Kľúčové vlastnosti technológie HDI dosiek DPS

Vývoj HDI pre výrobnú realizovateľnosť automobilových DPS

Tlak smerujúci k miniaturizácii a zvýšenej funkčnosti vo vozidlách – ako napríklad infotainment moduly, ADAS a riadenie batérie – podnietil prijatie HDI v automobilových aplikáciách. Kompaktné pokročilé vrstvenie umožnené technológiou HDI nielen znižuje plochu a hmotnosť elektroniky vo vozidlách, ale tiež zvyšuje spoľahlivosť tým, že umožňuje kratšie signálne cesty s riadenou impedanciou, ktoré sú rozhodujúce pre prenos dát vysokou rýchlosťou.

Výhody DPS s HDI vo vývoji automobilov

Prípadová štúdia: Automobilový radarový modul

HDI technológia dosiek pohľad zhruba

• Flexibilita vrstvenia: Ľahko prispôsobiteľné aplikácii (1-N-1, 2-N-2, hybridné vrstvenie, bezjadrové).
• Komplexné štruktúry prechodiek: Umožňujú vysoké výrobné výťaže pri malých roztečiach a jemných vedeniach.
• Pokročilé techniky vŕtania:  Laserové vŕtanie ponúka nevyhnutnú presnosť (±1 mil), ktorá je nevyhnutná pre mikroviazne a dosky s veľkým počtom vrstiev.
• Prototypizáciu na rýchlo schopnosť dodávať vzorové série v rámci 24 hodín pre urgentné overenie návrhu.
• Pripravenosť na sériovú výrobu bezproblémový prechod od NPI k objemovej výrobe s škálovateľným nástrojmi a kontrolou procesov.
• Integrovaná logistika doprava zodpovedaná interným tímom alebo úzko riadená „z konce do konce“, aby sa minimalizovali riziká manipulácie a colné oneskorenia.
• Vodivé zaplnenie otvorov: Používa vodivý epoxid alebo mediakovú pastu pre optimálne elektrické spojenie a zlepšené odvádzanie tepla; vhodné pre moduly s vysokým prúdom a vysokou spoľahlivosťou.
• Nevodivé zaplnenie otvorov (NCF): Používa sa, keď je kľúčová jednoduchá izolácia alebo minimálne presakovanie do plôšok; nižšia cena a bežne používané pre signálne siete.
• Tolerance umiestnenia súčiastok: Komunikujte požiadavky, najmä pre čipy s vysokou rýchlosťou a jemným rozstupom.
• Vzdialenosť od laku odolného voči spájkovaniu: Uveďte malé vzdialenosti pre vysokej hustoty oblasti.
• Voľba šírky spojov a medzier: Úzkejšie spoje a medzery zvyšujú hustotu, ale zvyšujú aj náklady na obrábanie a kontrolu.
• Hustota mikrodiriek a navrstvených diriek: Počet sekvenčných lamináciových cyklov priamo ovplyvňuje náklady na dosku plošných spojov – minimalizujte vsunutie diriek, ak je to možné.
• Typ výplne diriek: Vyberte si medzi vodič smykové nevodivá (NCF) výplne na základe požiadaviek montáže a cyklov reflow spájkovania.
•  

Hustota smerovania vs. počet vrstiev: Optimalizujte vývod signálu a spätnú cestu pomocou nástrojov, ako sú návrhári vrstvenia; viac vrstiev často umožňuje čistejšie a robustnejšie smerovanie s menším preliezavaním.

Typy automobilových HDI dosiek plošných spojov a ich aplikácie

Prehľad typov automobilových dosiek plošných spojov

Nie všetky vozidlá používajú PCB s HDI – avšak HDI je nevyhnutné pre zložité, kompaktné konštrukcie. Automobilový priemysel vyžaduje rôzne typy dosiek plošných spojov, pričom moderné vozidlá využívajú:

Bežné typy automobilových dosiek plošných spojov

• • • Jednostranné a dvojstranné dosky plošných spojov: Používané v starších výkonových obvodoch a osvetľovacích systémoch, no postupne ich nahradzujú viacvrstvové alebo HDI alternatívy so zvyšujúcou sa zložitosťou systémov.
    • Viaceré vrstvy PCB: (4–12+ vrstiev) Na distribúciu signálov, napájania a uzemnenia v strednej triede elektronických riadiacich jednotiek (ECU) a infotainment systémoch.
    • Tuhe PCB: Zabezpečujú štrukturálnu stabilitu v náročných automobilových prostrediach.
    • Flexibilné a tuho-flexibilné PCB: Nevyhnutné pre tesné priestory, ako napríklad vo vnútri riadenia alebo svetelných zostavách.
    • HDI PCB: Pre všetku automobilovú elektroniku s prísnymi požiadavkami na hustotu, miniaturizáciu a vysokorýchlostné signály.

Na čo si dať pozor pri výbere výrobcu HDI dosiek plošných spojov

Klasifikácia HDI PCB pre automobilové aplikácie

Typické automobilové aplikácie pre HDI dosky plošných spojov

Pokročilé systémy asistencie vodiča (ADAS)

• • • Spracovanie v reálnom čase pre udržiavanie jazdnej pruh, detekciu objektov, tempomat a zabránenie zrážkam.
    • Vyžaduje extrémne jemné dráhy (až do 1 mil s polodoplnými procesmi) a stupňovité mikroviery pre smerovanie vysoko-denzitných BGA čipov.

Infotainment a telematické moduly

• • • Zložité spracovanie multimédií, bezdrôtové komunikácie, ovládanie dotykových obrazoviek.
    • HDI akéhokoľvek vrstvy pre prepojenie SoC, DDR a rádiových modulov pri zachovaní Zníženia EMI .

Blokové jednotky riadenia motora (ECUs)

• • • Vysokozotavostné viacvrstvové HDI dosky s vyšším počtom vrstiev podporujú presnú kontrolu motora a fúziu snímačov.

Riadenie batérie a výkonová elektronika

• • • Vstavanej senzory, vyrovnávanie článkov, ochranné obvody s prísnymi trasovaním a priestorom požiadavkami zlepšujú celkovú účinnosť systému.

Moduly snímačov a kamery

• • • Miniatúrne kamery s vysokým rozlíšením a jednotky radaru/lidaru sa spoliehajú na bezjadrové alebo dutinové HDI dosky plošných spojov pre nízky profil a odolnú integritu signálu.

Odstránenie EMI a vysokorýchlostné trasovanie

• • • Dosky navrhnuté tak, aby minimalizovali EMI a umožnili kontrolovaná impedancia spojte citlivé analógové a rádiové obvody v jednom kompaktnom formátovom faktore.

Definovanie požiadaviek na vaše automobilové HDI dosky plošných spojov

Hlavné technické špecifikácie

Pri určovaní HDI dosiek plošných spojov pre automobilové aplikácie je potrebné vopred definovať niekoľko kľúčových požiadaviek. Tieto parametre priamo ovplyvnia voľbu vrstvenia, štruktúru prechodiek, výrobnosť a náklady na DPS:

• • Požadovaný počet vrstiev a vrstvenie: Väčšina automobilových HDI DPS využíva 4 až 10+ vrstiev vyšší počet vrstiev umožňuje integrovať viac funkcií a vyššiu hustotu smerovania, ale zvyšuje počet sekvenčných laminácií, náklady a zložitosť registrácie.
  • Minimálna šírka trasy a medzera: Uveďte požadovanú minimálnu šírku trasy a medzeru (napr. 2-mil / 50 µm ani 1-mil pre jemné BGA spoje). To ovplyvňuje nielen výkon signálu, ale aj procesnú schopnosť výrobcu HDI.
  • BGA a rozstup komponentov: Uveďte najmenší rozstup BGA (.4 mm je bežný pre moderné čipy). Menšie rozstupy vyžadujú mikrodiry, diry v kontakte a pokročilé metódy vrstvenia.
  • Štruktúra diry: Uveďte, kde požadujete mikroviery , slepé vodiace otvory , zabudované vodiace otvory , a akékoľvek viac v padu požiadavky. Napríklad stohované mikrodiry sú povinné pre ultra vysokú hustotu zapojenia.
  • Veľkosť kontaktu a tolerancie vŕtania: Špecifikujte priemery plôšok podľa noriem IPC/JEDEC a uprednostňované presnosť vŕtania (±1 mil je možné pri pokročilom laserovom vŕtaní).
  • Hrúbka dosky a presná hrúbka po odtlaku: Definujte finálnu hrúbku a hrúbku po odtlaku, ktorá ovplyvňuje mechanickú pevnosť a kompatibilitu s konektormi a skriňami.
  • Povrchová úprava: ENIG, OSP, strieborná ponorová úprava alebo akékoľvek špeciálne požiadavky, pretože to ovplyvňuje spoľahlivosť a následné montážne procesy.

Tabuľka: Príklad technickej špecifikácie pre automobilový HDI PCB

Kontrolný zoznam: Čo poskytnúť pri požiadavke na cenovú ponuku od výrobcov automobilových HDI dosiek plošných spojov

• • Gerber/dátové súbory so zreteľne označenou vrstvou uskladnenia, vrstvou pre vŕtanie a vrstvou pre plôšky
  • Schématické výkresy s označenými sieťami s riadenou impedanciou a kritickými cestami signálov
  • Očakávané množstvo (prototyp, predvýroba, sériová výroba)
  • Požiadavky na spoľahlivosť a prostredie
  • Žiadosti o certifikáciu zhody
  • Úprava povrchu, farba laku, akékoľvek špeciálne povlaky alebo označenia
  • Požiadavky na kroky montáže, ak je požadovaná kompletná montáž

Kľúčové výrobné a kvalitatívne normy

Výber automobilovej Výrobca HDI dosiek nie je len o technológii – ide o dôveru. Riziká spojené s elektronikou v automobiloch sú vysoké: poruchy môžu mať bezpečnostné dôsledky, viesť k nákladným spätným odvolaniam a poškodiť renomé značky. Preto vedúci výrobcovia veľmi investujú do certifikácií kvality, pokročilých systémov kontroly procesov a systémov na neustále zlepšovanie každého kroku Hdi pcb výrobného procesu, od platie mikrovývrtov cez postupné laminovanie až po konečnú montáž.

Požadované certifikácie výrobcov pre automobilové HDI dosky

Výber partnera s príslušnou odborné certifikáty je nepredstaviteľný v automobilovom priemysle. Tieto certifikáty zaručujú dodržiavanie prísnych noriem riadenia kvality, stopovateľnosti a kontroly procesov. Tu je to, čo by ste mali hľadať:

Tabuľka nevyhnutných certifikácií

Postupy kontroly kvality pri výrobe HDI dosiek plošných spojov

Automobilový priemysel HDI PCB musia spĺňať prísne štandardy pre stopovateľnosť, opakovateľnosť a prevenciu chýb. Najlepší výrobcovia uplatňujú viacvrstvový, komplexný prístup:

Inspekcia prichádzajúcich materiálov

Všetky základné materiály (FR-4, high-Tg, bezhalogénové, mediene fólie) sú skontrolované na zhodu a stopovateľnosť pred začiatkom výroby.

Monitorovanie V Procese

Automatická optická kontrola (AOI): Každá vrstva je skenovaná pomocou AOI na detekciu skratov, prerušení a problémov so stopami.

Kontroly polohy vŕtania: Microvia a laserové vŕtanie presnosť overená na ±1 mil, aby sa predišlo nesprávnemu zarovnaniu, čo je obzvlášť dôležité pri posunuté smykové nasledujúce mikrodiry štruktúry.

Monitorovanie hrúbky povlaku: Zabezpečuje rovnomerné medené povlaky vo vnútorných prechodoch pre spoľahlivú vodivosť a trvanlivosť.

Štatistická kontrola procesu: Kľúčové kroky (laminácia, vŕtanie, cykly povlakov) sa sledujú z hľadiska odchýlok; výroba mimo špecifikácií sa okamžite zastaví a analyzuje.

Kontrola na konci výrobného procesu a finálna skúška

• • Elektrické testovanie: Detekuje prerušenia/kratšie spojenia naprieč všetkými sieťami, zvyčajne pomocou preletnej sondy alebo testovacích prístrojov s prípravkom.
  • Rentgenová kontrola: Používa sa na overenie skrytých prechodov, vyplnenia prechodov v kontaktných plôškach a registrácie vnútorných vrstiev pri zložitých vrstvených štruktúrach.
  • Analýza prierezu: Náhodné kupóny sú orezané a skontrolované pod mikroskopom, aby sa overila výplň cez otvory, integrita povlaku a zhoda pomeru strán.

Overovanie spoľahlivosti a environmentálnych podmienok

• • Projekty vysokej triedy vyžadujú zrýchlené testovanie tepelného cyklovania, vibrácií a odolnosti voči chemikáliám/vlhkosťi – často podľa kvalifikácie na úrovni celého systému.

Stopovateľnosť a dokumentácia

• • Sledovanie sériových čísel podľa šarže, úplné čiarové kódy pre každý lamináciu a podrobné záznamy procesov pre každý krok.

Dodávky včas a komplexné možnosti

Dodávka HDI dosiek plošných spojov ovplyvňuje celý automobilový výrobný reťazec. Najlepší výrobca HDI dosiek plošných spojov poskytuje:

Výrobné normy pre kroky procesu HDI dosiek plošných spojov

Na zabezpečenie Vyrobitel'nosť dosky plošných spojov a robustný prevádzkový chod počas celého životného cyklu vozidla, tieto normy musia byť zabudované do pracovného postupu výrobcu:

1. Postupné laminovanie a konzistencia vrstvenia

• • Presné riadenie cyklov laminácie a hrúbky vytlačenia podľa návrhu.
  • Overenie hybridných štruktúr pre spoľahlivosť, najmä pri viacnásobných cykloch výroby.

2. Vŕtanie a štruktúra vodičových prechodov

• • Najnovších technológií laserové vŕtanie pre mikroprechody, dosiahnutie konzistentného pomeru strán a zvislej presnosti.
  • Riadený mechanické vŕtanie pre cezotvory, optimalizované pre životnosť a opotrebenie vrtáka (zníženie nákladov).

3. Kvalita mikroprechodov a plátovaných prechodov

• • Plátovacie procesy, ktoré zabezpečujú správne vyplnenie a štrukturálnu pevnosť pre obidva typy vodič smykové vyplnenie neprevodivých otvorov (NCF) požiadavky.
  • Sledovanie všetkých procesov povlakovania a pravidelné deštruktívne testovanie vzoriek na zabezpečenie dlhodobej spoľahlivosti.

4. Registrácia a zarovnanie

• • Systémy optického zarovnania vysokého rozlíšenia, ktoré zabezpečujú presné zarovnanie každého prechodu – aj naprieč viac ako 10 vrstvami a viacerými lamináciami.
  • Korekcia registrácie dáta exportované na sledovateľnosť a neustále zlepšovanie.

Výber materiálu a testovanie spoľahlivosti

Prečo je výber materiálu dôležitý pri HDI doskách plošných spojov

Materiály v hustej medzivrstvovej komunikácii Doskách plošných spojov musia vyvažovať tri hlavné požiadavky: elektrický výkon, mechanickú pevnosť a náklady. Voľba, ktorú urobíte tu, ovplyvňuje každý krok výroby – a tým aj štruktúra , spoľahlivosť mikrodiriek, konzistencia povlakovania a nakoniec celková Náklady na dosku plošných spojov .

Kľúčové vlastnosti materiálu pre HDI dosky plošných spojov

• • Teplota skelného prechodu (Tg): FR-4 s vysokou teplotou skelného prechodu (Tg ≥170 °C) je štandardný; vyššie hodnoty alebo špeciálne polyimidy sa používajú pre komponenty umiestnené pod kapotou alebo pre výkonové systémy.
  • Tepelná vodivosť: Vylepšené pre dosky riadiace väčšie teplo, ako napríklad ovládače LED alebo meniče.
  • Súčiniteľ tepelnej rozťažnosti (CTE): Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE) zabezpečuje, že počas tepelného cyklovania – napríklad opakovaného spúšťania motora – mikroviery a zapustené diry zachovávajú svoje štrukturálne spojenia.
  • Bezhalogénové a bezolovnaté možnosti: Vyžadované pre systémy v súlade s RoHS a WEEE, čo je nevyhnutné pre globálne automobilové dodávateľské reťazce.
  • Dielektrické vlastnosti: Materiály s pevným dielektrická konštanta (Dk) smykové činiteľ straty (Df) tolerancie poskytujú stabilné kontrolovaná impedancia pre vysokorýchlostné signály.

Tabuľka typických materiálov

Skúšky spoľahlivosti pre PCB HDI pre automobilové vozidlá

V automobilovom sektore nie je možné o spoľahlivosti vyjednávať. Najlepší dodávatelia HDI PCB ponúkajú sériu testovako pri výbere materiálu, tak aj po výrobe dosky, aby sa zabezpečila robustná výkonnosť počas celej životnosti vozidla.

Kľúčové testy spoľahlivosti

Tepelný cyklus

Simuluje start/stop a denné prevádzkové výkyvy (-40 °C až +125 °C alebo viac).

Vyhodnocuje tvorbu trhlín/prázdnych miest v mikroprechodoch, slepých prechodoch a povrchová úprava .

Tepelný šok

Rýchle ohrievanie a chladenie na testovanie zlyhania spôsobeného nesúladom CTE – kritické pre nasadené mikroprechody.

Vlhkosť a odolnosť proti izolácii

Nevyhnutné pre dosky vystavené kondenzácii alebo vlhkosti, ako sú moduly dverí.

Vibrácie/Mechanický náraz

Simuluje namáhanie spôsobené jazdou po cestách a vibráciami motora.

Overuje adhéziu výplne prechodov materiálu, spojov cínovej zliatiny a celkovej odolnosti vrstvenia.

Spájkovateľnosť a režimy ovlivnenia

Vyhodnocuje odolnosť vodič smykové výplne neprevodných otvorov (NCF), najmä pri opakovanom prechode reflow pecou na montážnej linke.

Analýza mikroprierezov (priečneho rezania)

Skúmanie vnútorných vrstiev, hrúbky mediálneho povlaku a vyhľadávanie dutín vo vodičoch alebo odlupovania pri sekvenčných lamináciách HDI konštrukcií.

Príklad protokolu testovania spoľahlivosti

Špeciálne technológie používané v moderných HDI doskách plošných spojov

Mikrootvory: Základ HDI

Mikroviery sú malé, laserom vyvŕtané otvory (typicky <150 µm priemer ), ktoré elektricky spájajú husto vedené vrstvy bez nevýhod veľkých priechodných otvorov. Ich malá veľkosť je nevyhnutná pre podporu komponentov s malou roztečou ako napr. BGAs s 0,4 mm roztečou a maximalizáciu hustoty vedenia .

Parametre mikrovií

Tabuľka: Typy prechodových kontaktov a ich použitie

Sekvenčné laminovanie a pokročilé vrstvenia

Zváženie nákladov, dodania a podpory zákazníkom

Výber Najlepšieho výrobca automobilových HDI dosiek plošných spojov znamená pozerať sa ďaleko za samotnú technológiu a kapacitu – musíte tiež zvážiť faktory, ktoré ovplyvňujú celkové Náklady na dosku plošných spojov , spoľahlivosť dodania a kvalitu nepretržitej podpory, ktorú dostanete. V automobilových projektoch môže omyl v ktorejkoľvek z týchto oblastí spôsobiť drahé oneskorenia, prekročenie rozpočtu a kvalitné problémy v neskorších fázach.

Čo ovplyvňuje náklady na HDI dosky plošných spojov?

Štruktúra nákladov pri Výrobe HDI dosiek plošných spojov je zložitejšia ako pri tradičných doskách plošných spojov kvôli technickej sofistikovanosti procesov, ako sú laserové vŕtanie , sekvenčné laminovanie a pokročilá výroba štruktúry prechodieb. Tu je rozbor hlavných faktorov nákladov:

Príklad: Tabuľka vplyvu nákladov

Ako porovnávať a vyberať dodávateľov HDI dosiek plošných spojov

Proces výberu správneho výrobca automobilových HDI dosiek plošných spojov je kritický pre zabezpečenie úspechu projektu na krátko i dlhšie hodnoty a spoľahlivosti vozidla. Keďže mnoho dodávateľov propaguje pokročilé možnosti HDI, je dôležité pozerať sa za marketingové tvrdenia a posudzovať potenciálnych partnerov pomocou prísnej, viacrozmernej kontrolej zoznamy.

Skúsenosti a kapacity

U dodávateľa záleží história na skúsenostiach – najmä v automobilovom priemysle, kde je spoľahlivosť nepredmetom dohody.

• • Počet rokov na trhu: Hľadajte overené spoločnosti s históriou dodávania HDI dosiek plošných spojov pre náročné odvetvia (automobilový priemysel, letecký priemysel, medicína).
  • Zameranie na priemysel: Či dodávateľ obsluhuje popredných automobilových OEM alebo Tier 1 dodávateľov? Aký percentuálny podiel ich podnikania je špecificky zameraný na automobilový priemysel?
  • Portfólio minulých projektov: Prezrite si prípadové štúdie a úspešné príbehy s porovnateľnými modulmi – ADAS, riadenie batérií, infotainment, radar, alebo kamera s DPS.
  • Technická šírka: Overte odbornosť vo všetkých požadovaných technológiách, ako sú laserové vŕtanie , mikrovias, slepé/postránkové vias, bezjadrové stackupy, a jemná čiarová schopnosť (napr. 1-mil čiara/medzera).

Tabuľka: Porovnanie dvoch dodávateľov HDI DPS (príklad)

Technológia a inovácia

Skontrolujte, či dodávatelia zachovávajú aktuálny stav alebo posúvajú hranice:

• Priame používanie pokročilých procesov: Či používajú poloprídavné metódy pre jemné vedenie trás ? Dokážu predviesť úspešné realizácie s mikroviasami so zosunutím/vrstvením v komplexných štruktúrach?
• Vlastné štruktúry a možnosti materiálov: Prístup k bezjadrovým, hybridným alebo špeciálnym materiálom s vysokou teplotou skelného prechodu pre extrémne prostredia.
• Vlastné procesy vs. subdodávanie: Spoľahliví dodávatelia udržiavajú laserové vŕtanie, plátovacie cykly, a testovanie na mieste pre úplnú kontrolu a stopovateľnosť.

Bežné HDI usporiadania dosiek plošných spojov & technológie

Stredobodom každej vysokej kvality automobilový HDI DPS je usporiadanie – vrstvená štruktúra dosky, ktorá určuje vlastnosti signálu, mechanickú pevnosť, tepelnú odolnosť a výrobnú realizovateľnosť. Správne HDI usporiadanie tiež zabezpečuje optimálnu hustotu smerovania pre komponenty s malou roztečou, pričom zároveň riadi náklady a výrobné riziká. Automobilové aplikácie často vyžadujú zložitejšie usporiadania ako komerčné zariadenia kvôli požiadavkám na odolnosť, úzky vývod BGA, riadenú impedanciu a dlhodobú spoľahlivosť.

Typy HDI usporiadaní pre automobilové aplikácie

1-N-1 usporiadanie

• • Konfigurácia: Jedna vrstva nástavby (HDI) na oboch stranách centrálnych jadier.
  • Použitie: Jednoduché moduly, BGA s nižším počtom vývodov alebo okrajové snímače.
  • Výhody: Vstupná úroveň HDI nákladov, nižšia zložitosť procesu, vhodné pre mnohé necitlivé aplikácie.

2-N-2 usporiadanie

• • Konfigurácia: Dve vrstvy nástavby na každej strane; často používané pre BGA s jemným rozostupom (.4 mm).
  • Použitie: Infotainment, komplexné ECU, ADAS, moduly s veľkým počtom kontaktov.
  • Výhody: Umožňuje husté smerovanie, viac mikroprechodiek a skrytých prechodiek, lepší výkon pri EMI a štruktúry s riadenou impedanciou.
  • Typické technológie: Nasledujúce mikroprechodky, striedané mikroprechodky, prechodka vo vývode, hybridné usporiadania (kombinácia tradičných a HDI vrstiev).

3-N-3 alebo vyššie

• • Konfigurácia: Tri alebo viac vrstiev na každej strane, často s jadrom bez jadra alebo hybridným jadrom.
  • Použitie: Vysokorýchlostné počítanie, automobilový radar/vízia, dátovo náročná telematika.
  • Výhody: Podporuje vysokú hustotu vývodov, pokročilé riadenie integrity signálu, kritické pre elektroniku ďalšej generácie systémov autonómneho vedenia.

Stratégie návrhu vrstiev

Postupné laminovanie a cykly laminácie

• • Postupné vrstvenie : Postupné navyšovanie a lisovanie HDI vrstiev na umožnenie mikrospojenia medzi vybranými vrstvami.
  • Každý cyklus prináša viac regulácie náročnosti (udržanie presnosti vŕtania ±1 mil), a čím viac je cyklov laminácie, tým vyššia je zložitosť aj náklady.
  • Cykly platieťovania : Dodatočné stohované/pochované prechody vyžadujú viac krokov medeného platnieťovania, čo ovplyvňuje výrobnosť a celkovú dodaciu lehotu.

Hybridné a bezjadrové usporiadania vrstiev

• • Hybridné usporiadania vrstiev : Kombinujte pokročilé HDI vrstvy s konvenčnými viacvrstvovými doskami pre optimalizáciu nákladov a výkonu (napr. distribúcia napätia na štandardných vrstvách, signály s vysokou rýchlosťou na HDI vrstvách).
  • Bezjadrové usporiadania : Odstránenie centálneho tuhého materiálu zaisťuje tenšie a ľahšie moduly s ešte hustejším vedením, čo je vhodné pre oblasti ako kamery alebo snímačové clustre vo vnútri kabíny.

Pomer strán a konštrukcia mikrodiriek

• • Pomer strán mikrodiriek : Odporúča sa hodnota 0,75:1 alebo nižšia, aby sa optimalizovala kvalita zapĺňania a povlakovania – čo je nevyhnutné pre odolnosť voči automobilovým vibráciám alebo tepelným cyklom.
  • Veľkosť plošky a hrúbka dielektrika : Starostlivo vybrané tak, aby zabezpečili riadenú impedanciu a integritu signálu bez rizika prasknutia diriek alebo plošiek v náročných podmienkach.

Schopnosť jemného vedenia a hustota smerovania

• • Technológia jemného vedenia (šírka/vzdialenosť vodičov 1–2 mils) sa stáva čoraz bežnejšou v kvalitných usporiadaniach, najmä tam, kde sa uplatňujú polovične aditívne procesy.
  • Tieto štruktúry umožňujú Vývod BGA aj pri zariadeniach s roztečou .4 mm, čo umožňuje elektrické pripojenia, ktoré by inak vyžadovali ďalšie vrstvy dosky.

Príklad tabuľky: Výhody trásovania podľa štruktúry

Viacvrstvové prechody, registrácia a výrobná realizovateľnosť

• • Stupňovité mikroprechody: Posunuté na susedných vrstvách pre vyššiu mechanickú spoľahlivosť a výťažnosť – lepšie pre automobilový priemysel (najmä pri zaťažení vibráciami/tepelnými cyklami).
  • Nasledujúce mikroprechody: Zaberať najvyššiu hustotu, používajú sa pod BGAs s extrémne vysokým počtom vývodov, ale vyžadujú presnejšie zarovnanie a naplátovanie.
  • Registrácia (zarovnanie vŕtania): Na zachovanie výrobnej realizovateľnosti výrobcovia HDI používajú optické a laserové navigačné systémy na zabezpečenie presného zarovnania prechodov a spojov cez viacero vrstiev, čo je kritické pre .4mm rozteč alebo tesnejšie návrhy.

Odporúčaný postup: Zapojte dizajnéra vrstiev vašeho dodávateľa HDI dosiek plošných spojov a inžinierov DFM už na začiatku projektu, najmä ak sú požadované vysoká komplexnosť, jemné vedenie trás alebo prísne prevádzkové špecifikácie.

Budúce trendy v technológii automobilových HDI dosiek plošných spojov

Keďže vozidlá zrýchľujú smerom k vyšším úrovniam automatizácie, elektrifikácie a digitálnej pripojenosti, nároky kladené na automobilové HDI dosky plošných spojov sa rýchlo vyvíjajú. Budúce vozidlá budú vyžadovať ešte pokročilejšie hustej medzivrstvovej komunikácii (HDI) riešenia – posúvajú hranice zložitosti vrstvenia, miniaturizácie, integrity signálu a výrobnej spôsobilosti.

Pokročilé technológie prechodieb a vrstvenia

Budúce výzvy

• • Udržiavanie presnosť registrácie vŕtania (±0,5 mil alebo lepšia) pri náraste vrstiev na 12 a viac a prudkom náraste hustoty mikrovývrtov
  • Riadenie odvádzania tepla pomocou ultra tenkých laminátov a sietí napínaných vývrtov
  • Zabezpečenie spoľahlivosti v prevádzke pri hustších, tenších a ohebnejších konštrukciách dosiek vystavených intenzívnemu vibráciám a mechanickému nárazu