ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

ما هو مؤشر التنمية البشرية؟

إن HDI، التي تشير إلى كثافة أسلاك أعلى لكل وحدة مساحة من لوحات الدوائر المطبوعة التقليدية، هي عبارة عن لوحة الدوائر المطبوعة تكنولوجيا (PCB) التي تحقق مستويات أعلى من تكامل المكونات الإلكترونية من خلال الأسلاك الدقيقة والبنى المجهرية عبر الأسلاك المجهرية والأسلاك الكثيفة. وتستخدم هذه الألواح أسلاكًا وفجوات أدق (≤ 100 ميكرومتر/ 0.10 مم)، وشقوقًا أصغر (150 ميكرومتر) ووسادات (400 ميكرومتر/ 0.40 مم)، وكثافة أعلى للوسادات (20 وسادة/سم2) مقارنةً بتقنية ثنائي الفينيل متعدد الكلور التقليدية.

الميزات الأساسية

• عرض/مسافة خط أدق/خط أدق:: عادةً ≤100 ميكرومتر (0.10 مم)، وهو أقل بكثير من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التقليدية (عادةً 150 ميكرومتر فأكثر).
• صغيرة عبر الثقوب:
• شرائح الليزر المضمنة بالليزر الأعمى:: <150 ميكرومتر في القطر، مثقوبة بالليزر للوصلات عالية الكثافة بين الطبقات.
• ثقوب مكدسة/متداخلة: تحسين استخدام المساحة الرأسية وتقليل متطلبات الطبقات.
• كثافة عالية للوسادة:: &gt؛ 20 وسادة/سم² لدعم الرقائق متعددة المسامير (مثل حزم BGA، CSP).
• المواد الرقيقة: استخدام ركائز ذات ثابت عازل كهربائي منخفض وثبات عالٍ (مثل FR4 والبولي إيميد).

الميزات الأساسية للوحات HDI (مقابل ثنائي الفينيل متعدد الكلور التقليدي)

1.تصميم ميكروفيا (يهيمن عليه الحفر بالليزر)

• اختيار التكنولوجيا: تستخدم لوحات HDI عادةً الحفر بالليزر (أقطار الثقب عادةً ≤150 ميكرومتر) بدلاً من الحفر الميكانيكي. وتشمل الأسباب ما يلي:
• حدود الحفر الميكانيكي: من السهل كسر إبر الحفر مقاس 0.15 مم، ولها متطلبات عالية في الدقيقة وكفاءة منخفضة، وعدم القدرة على تحقيق التحكم في العمق الثقوب المدفونة العمياء.
• ميزة الليزر: يمكن معالجة الثقوب الصغيرة (على سبيل المثال ， 50 ميكرومتر)، تدعم أي طبقة HDI، وليس له اتصال جسدي وعائد مرتفع.

2. تصاميم ميكروفيا وتصميمات حلقات الثقب عبر القطر ≤150 ميكرومتر

• فيا ≤150 ميكرومتر والوسادات (الوسادات) ≤250 ميكرومتر، مما يوفر مساحة تخطيطية من خلال تضييق الممر.
• مثال على ذلك: إذا تم تقليل قطر الفتحة من 0.30 مم إلى 0.10 مم (فيا ليزر)، يمكن تقليل قطر الوسادة من 0.60 مم إلى 0.35 مم, توفير 67% من المساحة.
• التثقيب المباشر للوسادة (عبر الوسادة):: يزيد من تحسين تخطيط مكونات BGA/SMD ويزيد من الكثافة.

3.كثافة وصلة لحام عالية (>130 وصلة/في²)

• تحدد كثافة وسادة اللحام تكامل المكونات. يحقق HDI وحدة متعددة الوظائف تجميع عالي الكثافة (مثل اللوحات الأم للهواتف المحمولة) من خلال ثقوب/أسلاك صغيرة جدًا.

4.كثافة أسلاك عالية (>117 سلك/في²)

• من أجل مطابقة الزيادة في المكونات، يجب زيادة كثافة الخطوط في نفس الوقت. يحقق HDI الأسلاك المعقدة من خلال أسلاك دقيقة (عرض الخط/المسافة بين الخطوط ≤100 ميكرومتر) و تكديس متعدد الطبقات.

5. خط رفيع (عرض الخط/المسافة ≤ 3 مل/75 ميكرومتر)

• المعيار النظري:: 75 ميكرومتر/75 ميكرومتر، ولكن يشيع استخدامها في الممارسة العملية 100 ميكرومتر/100 ميكرومتر. السبب
• تكلفة العملية:: عملية 75 ميكرومتر تتطلب معدات/مواد، وعائد منخفض، وعدد قليل من البائعين، وتكلفة عالية.
• توازن السعر/الأداء: يحقق حل 100 ميكرومتر التوازن بين الكثافة والتكلفة وهو مناسب لمعظم احتياجات الإلكترونيات الاستهلاكية.

الفوائد الأساسية لمبادرة التنمية البشرية

يعزز HDI التصغير والأداء العالي للمنتجات الإلكترونية من خلال الوصلات البينية الدقيقة والخطوط الدقيقة والوصلات البينية عالية الكثافةوهي تقنية رئيسية للجيل الخامس والذكاء الاصطناعي والأجهزة المحمولة.

ورقة المواصفات الفنية للوحة المواصفات الفنية HDI PCB

التطبيقات والمميزات الأساسية للوحات HDI

I.مجالات التطبيق الرئيسية للوحات مبادرة التنمية البشرية

مع تقدم تكنولوجيا أشباه الموصلات نحو التصغير والأداء العالي، أصبحت تكنولوجيا أشباه الموصلات عالية الدقة عاملاً تمكينياً حاسماً للإلكترونيات الحديثة، ولا سيما في المجالات التالية

• الاتصالات المتنقلة

• الهواتف الذكية (4G/5G): يدعم التوجيه عالي الكثافة الوحدات متعددة الكاميرات، وهوائيات الجيل الخامس، والمعالجات عالية السرعة (على سبيل المثال: الرقائق المعبأة في رقائق BGA).
• معدات المحطة القاعدية: يعتمد نقل الإشارات عالية التردد (مثل نطاقات الموجات المليمترية) على مواد HDI&8217&8217 منخفضة الخسارة (مثل روجرز).

• الإلكترونيات الاستهلاكية

• الأجهزة المحمولة: تتطلب التصاميم فائقة النحافة (مثل اللوحات الأم للهواتف الذكية القابلة للطي، وسماعات الأذن TWS) تكديس طبقة رقيقة من HDI&8217 (بنية 1+N+1).
• كاميرات رقمية/كاميرات رقمية/فيديو رقمي: تعتمد المستشعرات عالية الدقة والوحدات المصغرة على المستشعرات الدقيقة (75 ميكرومتر) وتقنية Via-in-Pad.

• إلكترونيات السيارات

• أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS): تتطلب أنظمة الرادار وأنظمة المعلومات والترفيه موثوقية عالية من HDI&8217&8217 (مقاومة الحرارة ومقاومة الاهتزازات).

• الحوسبة عالية الأداء

• خوادم الذكاء الاصطناعي/وحدات معالجة الرسومات: الموصلية العالية والتصميم الحراري يدعمان نقل التيار العالي (سمك النحاس ≥70 ميكرومتر).

II.مزايا تقنية مبادرة التنمية البشرية (HDI)

ثالثاً. توقعات السوق والبيانات الداعمة

• اتجاه النمو: في الفترة من 2000-2008، نما إنتاج ألواح دليل التنمية البشرية العالمي بمعدل نمو سنوي مركب قدره 14% (بيانات Prismark). وبحلول عام 2023، تجاوز حجم السوق 12 مليار دولار، مع معدل نمو سنوي مركب متوقع لعام 2030 بنسبة 8.3%.
• تطور التكنولوجيا: ستدفع تقنية الهياكل عالية الدقة الفائقة (التتبع/المساحة ≤40 ميكرومتر) وتكنولوجيا المكونات المدمجة إلى مزيد من تطوير إنترنت الأشياء والأجهزة القابلة للارتداء.

وبفضل خصائصها التي تتسم بـ “أربعة ارتفاعات وانخفاض واحد، تُعدّ تقنية HDI محركًا أساسيًا لتقدم صناعة الإلكترونيات، حيث تنطوي على إمكانات هائلة في اتصالات الجيل السادس والمركبات ذاتية القيادة والحوسبة الكمية.

تصنيف لوحات مبادرة التنمية البشرية

تُصنف ألواح HDI إلى ثلاثة أنواع رئيسية بناءً على طريقة التكديس وعدد التصفيح للوصلات العمياء:

(1) 1+ن+1 نوع 1+ن+1

• الهيكل: تتميز بطبقة تصفيح واحدة للوصلات البينية عالية الكثافة.
• الخصائص:
• الحل الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمبادرة التنمية البشرية
• مناسبة للتصميمات ذات التعقيد المعتدل
• التطبيقات النموذجية:الهواتف الذكية للمبتدئين، والإلكترونيات الاستهلاكية

(2) i+N+i (i≥2) النوع

• الهيكل: تتضمن طبقتين أو أكثر من طبقات التصفيح للوصلات البينية عالية الكثافة.
• الميزات الرئيسية:
• يدعم تكوينات الميكروفيا المتداخلة أو المكدسة
• غالبًا ما تستخدم التصميمات المتقدمة الميكروفونات المكدسة المملوءة بالنحاس
• يوفر كثافة توجيه محسّنة وسلامة إشارة محسّنة
• التطبيقات:
• أجهزة محمولة متوسطة إلى عالية المدى
• معدات الشبكات
• إلكترونيات السيارات

(3) نوع الوصلة البينية لأي طبقة (ELIC)

• الهيكل: تستخدم جميع الطبقات وصلات بينية عالية الكثافة مع وصلات بينية عالية الكثافة مع ميكروفيات مملوءة بالنحاس المكدس.
• المزايا:
• تمكين حرية التصميم الكاملة للتوصيلات البينية بين الطبقات
• الحل الأمثل للمكونات ذات العدد الكبير جداً من المسامير (مثل وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات)
• تعظيم الاستفادة من المساحة في التصميمات المدمجة
• حالات الاستخدام النموذجي:
• الهواتف الذكية الرائدة
• الحوسبة عالية الأداء
• الأجهزة المتقدمة القابلة للارتداء

المقارنة التقنية

ويساعد نظام التصنيف هذا المصممين على اختيار تقنية HDI المناسبة بناءً على متطلبات الأداء والتعقيد واعتبارات التكلفة.ويمثل التطور من 1+N+1 إلى ELIC قدرات متزايدة لدعم التطبيقات الإلكترونية الأكثر تقدماً.

متطلبات أداء مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI/BUM PCB

لطالما ركز تطوير المواد المستخدمة في لوحات الدوائر المطبوعة ذات البنية التحتية العالية على تلبية متطلبات "أربعة ارتفاعات وواحد منخفض" (الكثافة العالية والتردد العالي والتوصيل العالي والموثوقية العالية والتكلفة المنخفضة). ويتم تلبية احتياجات التصغير المتزايدة واحتياجات الأداء المتزايدة للوحات الدوائر المطبوعة من خلال تحسين الخصائص مثل مقاومة الترحيل الكهربائي وثبات الأبعاد.

1.مواد ما قبل التشحيم (PP)

• التركيب: الراتنج + المواد المقواة (عادةً الألياف الزجاجية)
• المزايا:
• منخفضة التكلفة
• صلابة ميكانيكية جيدة
• قابلية التطبيق على نطاق واسع
• القيود:
• موثوقية معتدلة (مقاومة CAF أضعف)
• قوة تقشير أقل للوسادة (غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب اختبار السقوط)
• التطبيقات النموذجية: الإلكترونيات الاستهلاكية المتوسطة إلى المنخفضة الجودة (مثل ， الهواتف الذكية ذات الميزانية المحدودة)

2.مواد النحاس المطلي بالراتنج (RCC)

• الأنواع:

1. فيلم PI الممعدن
2. غشاء PI + رقائق نحاسية مغلفة بمادة لاصقة (“PI&8221;)
3. فيلم PI المصبوب (PI السائل المعالج على رقائق النحاس)

• المزايا:
• قابلية تصنيع ممتازة
• موثوقية عالية
• قوة تقشير فائقة للوسادة (مثالية لتطبيقات اختبار السقوط)
• تقنية الحفر بالليزر الميكروفيلمي الممكّنة
• القيود:
• تكلفة أعلى
• صلابة إجمالية أقل (مشاكل التواء محتملة)
• التأثير: الريادة في الانتقال من التغليف باستخدام SMT إلى التغليف باستخدام CSP

3.مواد ما قبل الحفر بالليزر القابلة للحفر بالليزر (LDP)

• التموضع: التوازن بين التكلفة والأداء بين PP و RCC
• المزايا:
• مقاومة CAF أفضل من PP
• تحسين توحيد الطبقة العازلة
• يفي/يتجاوز المعايير الدولية لقوة تقشير الوسادة
• التطبيقات: الأجهزة المحمولة والإلكترونيات من المتوسطة إلى الراقية

4. مواد البوليمر البلوري السائل (LCP)

• الخصائص الرئيسية:
• ثابت عازل كهربائي منخفض للغاية (Dk=2.8 @ 1 جيجا هرتز)
• ظل الفقد الأدنى (0.0025)
• مثبطات اللهب المتأصلة (خالية من الهالوجين)
• ثبات أبعاد فائق
• المزايا:
• مثالية للتصاميم عالية التردد/عالية السرعة
• صديقة للبيئة
• تحدي الهيمنة التقليدية للمحقق الشخصي
• التطبيقات: دوائر الترددات اللاسلكية/الموجات الدقيقة المتطورة، التغليف المتقدم

دليل اختيار المواد

الفرق في عملية تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بين الألواح المحتوية على قلب والألواح الخالية من القلب

I.عملية التصنيع المستندة إلى مبادرة التنمية البشرية الأساسية

1. خصائص المجلس الأساسية

• التصميم الإنشائي:
• يستخدم الهياكل المدفونة/المعمية/المختلطة ذات الثقوب أو الهياكل الهجينة المدفونة/المعمية/المختلطة (عادةً 4-6 طبقات)
• بنية أساسية معدنية اختيارية (تبديد حراري محسّن)

المعلمات الفنية:

2. وظائف المجلس الأساسية

• الدعم الميكانيكي (يضمن الصلابة)
• جسر الربط الكهربائي البيني بين طبقات التراكم
• الإدارة الحرارية (خاصة للألواح ذات النواة المعدنية)

3. عمليات المعالجة المسبقة الرئيسية

• عن طريق العلاج: عن طريق الحشو + تسطيح السطح
• معالجة السطح: الطلاء بالنحاس غير الكهربائي + الطلاء الكهربائي (بسماكة 1-3 ميكرومتر)
• نقل النمط:التصوير المباشر بالليزر LDI (دقة ± 5 ميكرومتر)

II. تقنية HDI المتطورة الخالية من النواة

1. التقنيات التمثيلية

• أليفه (أي ثقب بيني بيني بيني بين الطبقات)
• B²IT (تقنية الربط البيني المطمورة المدفونة)

2. المزايا الثورية

3. ابتكارات العمليات الأساسية

• الربط البيني للطبقات:
• يستبدل النحاس غير المكهرب بعجينة موصلة أو نتوءات النحاس
• الاستئصال بالليزر لأي طبقة مجهرية (قطر ≤50 ميكرومتر)
• ضمان الموثوقية:
• تخشين السطح النانوي (Ra≤0.5 ميكرومتر)
• المواد العازلة منخفضة المعالجة (Tg≥200 ℃)

الملاحظات الختامية

وبفضل التقدم في الحفر بالليزر وعلوم المواد والتكديس متعدد الطبقات، تمثل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات البنية التحتية العالية الدقة أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا التصغير والإلكترونيات عالية الأداء. ستستمر تقنية HDI في التطور مع استمرار تطور الأجهزة التي تتطلب سرعات أعلى ووقت استجابة أقل وموثوقية أعلى، مما يدفع حدود تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.