HDI PCB kartların laminasyon yapısı nedir?

HDI PCB Laminasyon Yapısı

Akıllı telefonlar giderek incelirken, akıllı saatler giderek daha güçlü hale geliyor. HDI (Yüksek Yoğunluklu Ara Bağlantı) PCB teknolojisi bu trendin merkezinde yer almaktadır. Geleneksel PCB'lerle karşılaştırıldığında, HDI laminasyon yapısı tasarımı daha karmaşık devrelerin daha küçük bir alana yerleştirilmesini sağlar.

Topfast, 17 yıllık deneyime sahip bir PCB üreticisi olarak, uygun olmayan HDI laminasyon yapılarının seçilmesi nedeniyle maliyet aşımlarına veya performans arızalarına yol açan çok sayıda projenin başarısız olduğuna tanık olmuştur. Bu nedenle HDI PCB'lerin çeşitli laminasyon yapılarını anlamak çok önemlidir.

1. HDI PCB Laminasyon Temelleri

HDI kartlarının özü, aşağıdakiler aracılığıyla yüksek yoğunluklu yönlendirme elde etmekte yatar birikim süreçlerigeleneksel PCB üretiminden temelde farklıdır. Geleneksel PCB'ler sandviç yapmaya benzer - tüm katmanlar bir kerede lamine edilir - HDI kartları ise katmanlı yapı gerektiren gökdelenler inşa etmeye benzer.

Temel Süreç Karşılaştırmaları:

• Lazer Delme: Çapı 0,05 mm'ye kadar küçük mikro vialar oluşturur (insan saçı ≈ 0,07 mm)
• Pulse Kaplama: Mikro vialarda eşit bakır kalınlığı sağlar (<10% varyasyon)
• Sıralı Laminasyon: Tipik parametreler-170°C±2°C, 25kg/cm² basınç, katman katman birikme

Üzerinde çalıştığım bir akıllı saat projesinde, geleneksel 6 katmanlı PCB'den (5 cm²) HDI (1+4+1) yapısına geçiş, kalp atış hızı izleme özelliği eklerken kart boyutunu 1,5 cm²'ye düşürdü ve HDI'ın sihrini gösterdi.

Ücretsiz HDI Tasarım İncelemesi →

2. Ana Akım HDI Laminasyon Yapılarının Detaylı Analizi

1. Basit Tek Laminasyon (1+N+1)

Tipik Örnek: (1+4+1) 6 katmanlı pano

Özellikler:

• İç katmanlarda gömülü vialar yok, tek laminasyon
• Dış katmanlarda lazer delme ile oluşturulan kör yollar
• En uygun maliyetli HDI çözümü

Uygulamalar:

• Giriş seviyesi akıllı telefonlar
• IoT uç nokta cihazları
• Kısıtlı alana sahip tüketici elektroniği

Örnek Olay İncelemesi: Bir Bluetooth kulaklık markası, Bluetooth 5.0, dokunmatik kontrol ve pil yönetimini 8 mm çapında bir alana entegre eden (1 + 4 + 1) tasarımını benimsemiştir.

2. Standart Tek Laminasyonlu HDI (Gömülü Vialar ile)

Tipik Örnek: (1+4+1) 6 katmanlı pano (L2-5'te gömülü vialar)

Özellikler:

• İç katmanlardaki gömülü vialar iki laminasyon gerektirir
• Kör ve gömülü viaları birleştirir
• Dengeli maliyet ve performans

Tasarım Tuzağı: Yanlış gömülü via yerleşimi, bir projede 15% empedans sapmasına neden oldu ve yeniden tasarım gerektirdi.

3. Standart Çift Laminasyonlu HDI

Tipik Örnek: (1+1+4+1+1) 8 katmanlı pano

Süreç Özellikleri:

• Üç laminasyon adımı (çekirdek + birinci birikim + ikinci birikim)
• Karmaşık ara bağlantı mimarilerine olanak sağlar
• 3 adımlı kör viaları destekler

Performans Avantajları:

• GHz+ yüksek hızlı sinyaller için uygundur
• Daha iyi güç bütünlüğü (özel güç katmanları)
• 30% geliştirilmiş termal performans

4. Optimize Edilmiş Çift Laminasyon Yapısı

Yenilikçi Tasarım: (1++1+4+1+1) 8 katmanlı pano

Önemli İyileştirmeler:

• Gömülü viaları L3-6'dan L2-7'ye kaydırır
• Bir laminasyon adımını ortadan kaldırır
• 15% maliyet azaltma

Test Verileri: Bu yapıyı kullanan bir 5G modülü elde edildi:

• 0,3dB/cm ekleme kaybı @10GHz
• 12% geleneksel yapılara göre daha düşük üretim maliyeti
• 8% daha yüksek verim

3. Gelişmiş HDI Laminasyon Yapısı Tasarımları

1. Skip-Via Tasarım

Teknik Zorluklar:

• L1'den L3'e kör yollar, L2'yi atlayarak
• 100% artırılmış lazer delme derinliği
• Önemli ölçüde daha sert kaplama

Çözümler:

• Kombine UV+CO₂ lazer delme
• Derin vialar için özel kaplama katkıları
• Geliştirilmiş optik hizalama (doğruluk <25μm)

Çıkarılan Dersler: Bir drone uçuş kontrolörü partisi, atlama-via kaplama sorunları nedeniyle başarısız oldu ve $50k yeniden işleme maliyetine neden oldu.

2. Yığılmış Via Tasarımı

Özellikler:

• Doğrudan gömülü viaların üzerine istiflenmiş kör vialar
• Daha kısa dikey ara bağlantılar
• Azaltılmış sinyal yansıma noktaları

Tasarım Temelleri:

• Sıkı katman hizalama kontrolü (<25μm hata)
• Hava ceplerini önlemek için reçine tıkama
• Ek termal stres testi (260°C, 10s, 5 döngü)

4. HDI Laminasyon Yapısı Seçimi

1. Temel Seçim Faktörleri

2. Sektöre Özel Tavsiyeler

Tüketici Elektroniği:

• Tercih edilen: (1+4+1)
• İz / Boşluk: 3/3mil
• Kör geçiş: 0,1 mm

Otomotiv Elektroniği:

• Önerilen: (1+1+4+1+1)
• Malzeme TG≥170°C
• Ek termal yollar

Tıbbi Cihazlar:

• En yüksek güvenilirlik gereksinimleri
• Düşük boşluklu reçine tıkanması
• 100% mikro kesit incelemesi

5. Pratik HDI Tasarım Teknikleri

1. Optimizasyon Prensipleri ile

• ≤3 Yüksek hızlı sinyal yollarında vialar
• Bitişik via aralığı ≥5× via çapı
• Çift güç yolu

2. Stack-Up Altın Kuralları

• Toprak düzlemlerine bitişik sinyal katmanları
• Yüksek hızlı sinyalleri dahili olarak yönlendirin (radyasyonu azaltır)
• Sıkı güç-toprak düzlemi kuplajı

3. Güvenilirlik İyileştirmeleri

• 0,1 mm termal geçiş dizileri ekleyin
• Kritik sinyaller için yer korumaları
• Kart kenarlarında 0,5 mm frezesiz bölge

6. Gelecek Trendleri

Gelişen Teknolojiler:

• Modifiye Yarı Katkılı Süreç (mSAP): 20/20μm iz/uzay
• Düşük Sıcaklıkta Birlikte Ateşlenen Seramik (LTCC): Ultra yüksek frekans
• Gömülü Bileşenler: Kartların içindeki dirençler/kapasitörler

Malzeme Atılımları:

• Modifiye Poliimid: Dk=3.0, Df=0.002
• Nano-gümüş İletken Yapıştırıcı: Kaplamaya alternatif
• Termal Grafen: 5 kat daha iyi ısı iletimi

Bir laboratuvar, gelecekte daha da kompakt cihazların habercisi olan 16 katmanlı 3D ara bağlantılı bir HDI (1 mm kalınlığında, 1024 kanal) prototipini başarıyla gerçekleştirdi.

Anında HDI Teklifi Alın →

Topfast Önerileri

Uygun HDI laminat yapısını seçerken, kablo yoğunluğu, sinyal bütünlüğü, üretim maliyeti ve güvenilirlik arasında optimum dengeyi bulmak gerekir. En basit yapı genellikle en yüksek verim oranını ve en düşük maliyeti sağlar.