A l'arquitectura bàsica dels dispositius electrònics, les plaques de circuits impresos són com xarxes neuronals complexes, que transporten la transmissió del senyal i el subministrament d'energia entre components electrònics. Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia electrònica cap a la miniaturització i l'alt rendiment, ha sorgit un tipus més avançat de plaques de circuit imprès - HDI. Hi ha diferències significatives entreTaulers HDIi plaques de circuit imprès ordinàries en molts aspectes, que afecten profundament el rendiment i la direcció de desenvolupament dels dispositius electrònics.
Definició i diferències estructurals
Una PCB normal és una placa de circuit imprès que forma connexions punt{0}}a-punt i components impresos sobre un substrat aïllant segons un disseny predeterminat. La seva estructura és relativament simple, generalment feta de laminats-revestits de coure mitjançant perforació, gravat de circuits, galvanoplastia i altres processos. El disseny del circuit i els paràmetres de via són relativament convencionals, adequats per a dispositius electrònics amb baixos requisits d'espai i rendiment.
I la placa HDI posa èmfasi en la interconnexió d'alta-densitat. Utilitza tecnologia microporosa i mètodes avançats com ara la perforació làser per aconseguir més connexions elèctriques en un espai més reduït. Les plaques HDI solen tenir substrats més prims i circuits més fins, amb relativament més capes, que poden integrar més funcions en un espai limitat i millorar molt la integració de dispositius electrònics.
Comparació de processos de producció
Procés de perforació
La perforació de PCB habitual utilitza sovint un mètode de perforació mecànica, on la broca gira sobre el tauler-revestit de coure per perforar el diàmetre del forat necessari. Tot i que aquest mètode té un cost més baix, l'obertura és relativament gran, generalment per sobre de 0,3 mm, i per a la perforació d'alta-precisió de taulers de múltiples-capes, és probable que es produeixin desviacions.
Les plaques HDI utilitzen àmpliament la tecnologia de perforació làser, que utilitza raigs làser d'alta{0}}densitat d'energia per fondre o vaporitzar instantàniament el tauler per formar microporus, amb mides de porus tan petites com 0,1 mm o fins i tot més petites. La perforació làser té una precisió extremadament alta i pot aconseguir tipus de forats especials, com ara forats cecs (només connecten les capes exteriors i interiors) i forats enterrats (connecten les capes interiors i interiors), millorant considerablement la flexibilitat i la densitat de les connexions del circuit.
Procés de gravat en línia
Les plaques de circuit imprès normals tenen un control limitat sobre l'amplada i l'espaiat de la línia quan es gravan els circuits, amb una amplada/espai de línia típica d'uns 0,2 mm/0,2 mm. Durant el procés de gravat, és fàcil trobar problemes com ara vores aspres i línies desiguals del circuit, que poden afectar la qualitat de la transmissió del senyal.
La producció de plaques HDI requereix una precisió extremadament alta en el gravat de circuits, i les línies de producció de plaques HDI avançades poden aconseguir línies amb una amplada/espaiat de línia tan baixos com 0,05 mm/0,05 mm o fins i tot circuits més fins. Mitjançant l'ús d'equips d'exposició i processos de gravat més precisos, ens assegurem que les vores del circuit siguin netes i que l'amplada de la línia sigui uniforme, complint els estrictes requisits de qualitat del circuit en transmissió de senyals d'alta-velocitat i-freqüència.
Procés de laminació
El procés de laminació de PCB normal consisteix principalment a unir diverses capes de laminats-revestits de coure mitjançant premsat en calent, amb l'objectiu d'assegurar la fermesa bàsica de la connexió entre cada capa. Durant el procés de laminació, el requisit de precisió d'alineació entre capes és relativament baix.
A causa de les seves múltiples capes i estructura complexa, les plaques HDI requereixen processos de laminació extremadament estrictes. No només hem de garantir un ajustament ajustat entre cada capa, sinó que també hem d'assegurar una alineació entre capes d'alta-precisió per aconseguir una connexió precisa entre microforats i circuits. Durant el procés de laminació, és necessari controlar amb precisió paràmetres com la temperatura, la pressió i el temps per evitar defectes com ara el desplaçament entre capes i les bombolles, garantint el rendiment global de les plaques HDI.
Diferències en les característiques de rendiment
Rendiment elèctric
Les plaques de circuit imprès normals tenen certes limitacions en la velocitat i freqüència de transmissió del senyal. A mesura que la freqüència del senyal augmenta, problemes com l'atenuació del senyal i la diafonia esdevenen més importants. Això es deu al fet que el seu circuit relativament gruixut i els seus forats més grans generaran resistència, inductància i capacitat més grans, afectant la integritat del senyal.
Les plaques HDI, amb el seu complex disseny de circuits i microforats, redueixen molt la resistència, la inductància i la capacitat del circuit, reduint eficaçment les pèrdues i les interferències durant la transmissió del senyal. Funciona excel·lentment en la transmissió de senyals d'alta-velocitat i alta-freqüència, i pot complir els requisits extremadament alts de qualitat de transmissió de senyal en escenaris d'aplicació com la comunicació 5G i l'emmagatzematge de dades d'alta-velocitat.
propietats mecàniques
La resistència mecànica de les plaques de circuit imprès ordinàries depèn principalment del material i el gruix del substrat, i hi ha certs colls d'ampolla en la miniaturització i l'aprimament. A causa de la seva estructura relativament simple, és propens a problemes com la deformació de la placa i l'esquerda de la soldadura quan està sotmès a tensions complexes.
Les plaques HDI utilitzen substrats més prims, lleugers i resistents, alhora que optimitzen el disseny estructural de diverses capes per millorar l'estabilitat mecànica general. Tot i que garanteix un pes lleuger, pot suportar un cert grau d'estrès mecànic, com ara vibracions i impactes, el que el fa adequat per a camps com els dispositius electrònics mòbils que tenen requisits estrictes de volum i pes del dispositiu.
Diferents camps d'aplicació
A causa del seu baix cost i del seu procés de fabricació relativament senzill, les plaques de circuit imprès normals s'utilitzen àmpliament en dispositius electrònics que no requereixen un alt rendiment i espai, com ara electrodomèstics (com ara televisors i rentadores), productes d'electrònica de consum -de gamma baixa (com ràdios normals i comandaments a distància simples) i parts de circuits no centrals en alguns equips de control industrial.
Les plaques HDI s'utilitzen principalment en el camp dels dispositius electrònics d'alta-gama a causa del seu excel·lent rendiment i les seves capacitats d'integració d'alta-densitat. Per exemple, als telèfons intel·ligents, s'han d'integrar un gran nombre de funcions en un espai reduït i les plaques HDI poden satisfer les seves necessitats de transmissió de senyals d'alta-velocitat, miniaturització i primesa; En l'àmbit dels ordinadors, les plaques HDI s'utilitzen àmpliament per a components com ara plaques base de servidor i targetes gràfiques-de gamma alta que requereixen un alt rendiment per garantir un processament i transmissió de dades d'alta-velocitat; A més, les plaques HDI tenen un paper crucial en camps d'alta-precisió, com ara l'equipament aeroespacial i mèdic, donant suport per al funcionament estable de sistemes electrònics complexos.