Placas de circuito impresso de alta densidade são como centros de transporte precisos, conectando vários componentes eletrônicos para garantir transmissão de sinal eficiente e operação estável do equipamento. Seu surgimento é resultado inevitável da busca contínua pela miniaturização e alto desempenho da tecnologia eletrônica, fornecendo sólido suporte para o desenvolvimento de inúmeras-tecnologias de ponta.
1, Rastreabilidade do Desenvolvimento: Nascida em Resposta às Necessidades, Evoluída Continuamente
O desenvolvimento das placas HDI remonta à década de 1960. Desde então, com o rápido desenvolvimento da digitalização, informatização e inteligência dos produtos eletrônicos, os requisitos de tamanho, peso, consumo de energia e desempenho das placas de circuito tornaram-se cada vez mais elevados. A tecnologia HDI tem sido gradualmente amplamente utilizada. Ao aumentar o número de camadas da placa, reduzir o espaçamento dos componentes e adotar tecnologia de alta-precisão, mais componentes do circuito, linhas de sinal e linhas de energia são densamente organizados na placa de circuito, melhorando significativamente o desempenho da placa de circuito e reduzindo seu tamanho. No século 21, a tecnologia HDI se desenvolveu rapidamente em formas mais avançadas e eficientes, como placas de camadas cruzadas ultra-finas, perfuração de camada interna e tecnologia de micro/buraco cego, melhorando significativamente a densidade-tridimensional e o nível de desempenho das placas de circuito.
2, Características técnicas: Rompendo a tradição, liderando a mudança
(1) Fiação de alta densidade
Em comparação com as placas de circuito impresso tradicionais, as placas HDI aumentaram significativamente a densidade da fiação. Ele pode organizar mais circuitos em um espaço limitado e conseguir conexões de circuitos mais complexas. Isso se deve à redução contínua da largura e do espaçamento entre linhas. Hoje em dia, as placas HDI avançadas podem atingir largura e espaçamento entre linhas de 25 mícrons ou até menores, permitindo que as placas de circuito realizem mais funções e atendam aos altos requisitos de integração de dispositivos eletrônicos.
(2) Tecnologia microporosa
Microporos são uma das principais características das placas HDI, normalmente referindo-se a poros com diâmetro inferior a 150um. Através da tecnologia microporosa, as placas HDI conseguem conexões elétricas mais estreitas entre as camadas, encurtando efetivamente os caminhos de transmissão do sinal, reduzindo o atraso e a interferência do sinal e melhorando a velocidade e a qualidade da transmissão do sinal. Ao mesmo tempo, a aplicação de microporos também aumenta a densidade de montagem das placas de circuito, melhora o aproveitamento do espaço e cria condições para a miniaturização de produtos eletrônicos.
(3) Projeto de furo cego e furo enterrado
As placas HDI utilizam amplamente tecnologias de furo cego e furo enterrado. Furos cegos são furos que se estendem da superfície de uma placa de circuito até uma determinada camada interna, enquanto furos enterrados são buracos completamente escondidos dentro da placa de circuito e conectam camadas intermediárias. O uso desses furos especiais reduz o número de furos na superfície da placa de circuito, liberando mais espaço para fiação e aumentando ainda mais a densidade da fiação. Ao mesmo tempo, também ajudam a melhorar o desempenho elétrico das placas de circuito, reduzindo a reflexão do sinal e a diafonia.
(4) Bom desempenho elétrico
Para atender aos requisitos elétricos de sinais de alta-velocidade, as placas HDI consideram totalmente as características da CA no processo de projeto e fabricação. Ao adotar estruturas apropriadas, como Stripline e Microstrip, e usar materiais de isolamento com baixa constante dielétrica e baixa taxa de atenuação, as placas HDI têm excelente controle de impedância e capacidade de transmissão de alta-frequência, o que pode efetivamente reduzir a radiação desnecessária, garantir transmissão estável de sinais de alta-velocidade e atender aos rigorosos requisitos de dispositivos eletrônicos modernos para alto desempenho.
3, processo de fabricação: artesanato requintado, alcançando qualidade
(1) Seleção de materiais
A fabricação de placas HDI possui requisitos de materiais extremamente rígidos. Normalmente, substratos de baixa perda e alta resistência ao calor, como FR-4 e poliimida, são selecionados para garantir desempenho estável de placas de circuito em diferentes ambientes de trabalho. A estabilidade dimensional e a consistência da constante dielétrica dos materiais não podem ser ignoradas, pois têm um impacto significativo na precisão e estabilidade da transmissão do sinal. Além disso, a espessura, planicidade e qualidade da película adesiva da folha de cobre são fatores-chave que afetam a qualidade do produto final.
(2) Produção de camada interna
A produção da camada interna é o processo central da fabricação de placas HDI. Em primeiro lugar, o padrão de design é transferido com precisão para a folha de cobre usando imagem direta a laser ou tecnologia de fotolitografia e, em seguida, o excesso de material de cobre é removido por meio de gravação química para formar um padrão de circuito fino. Esta etapa envolve várias etapas, como transferência do padrão da camada interna, gravação, revestimento de cobre, etc. Cada etapa requer controle rigoroso dos parâmetros do processo para garantir a precisão e a qualidade do circuito da camada interna.
(3) Camadas e Perfuração
Para construir uma estrutura de múltiplas-camadas, diversas camadas internas precisam ser alinhadas com precisão e pressionadas juntas com material isolante pré-impregnado sob alta temperatura e alta pressão. Depois, uma furadeira CNC de alta-precisão é usada em conjunto com uma pequena broca para fazer furos em posições predeterminadas para obter conexões elétricas entre cada camada. A precisão da perfuração está diretamente relacionada ao desempenho da placa de circuito e qualquer desvio pode levar a conexões elétricas ruins. Após a perfuração, é necessário um tratamento de revestimento de cobre, incluindo etapas como revestimento químico de cobre, galvanoplastia de cobre e níquel-ouro, para preencher os poros e formar caminhos condutores, garantindo uma boa continuidade elétrica.
(4) Tratamento e testes de superfície
O tratamento de superfície é crucial para a confiabilidade-de longo prazo das placas HDI. Os métodos de processamento comuns incluem OSP, pulverização de estanho, banho de ouro, etc., que podem ser selecionados de acordo com as necessidades específicas da aplicação. Depois de concluir o tratamento de superfície, uma série de testes elétricos rigorosos, como teste de pino voador, AOI e TIC, precisam ser realizados na placa HDI para testar de forma abrangente o desempenho elétrico da placa de circuito, garantindo que cada placa HDI atenda aos padrões de projeto e não tenha defeitos, como curtos-circuitos ou circuitos abertos.
(5) Processo Especial
Com o desenvolvimento de placas HDI para estruturas de maior densidade e mais complexas, os métodos tradicionais de detecção não são mais capazes de atender aos requisitos de controle de qualidade. Portanto, tecnologias de detecção de alta-precisão, como inspeção-por raios X e inspeção óptica automática, são amplamente utilizadas em processos especiais. Essas tecnologias podem detectar defeitos extremamente pequenos, como microfissuras e discrepâncias de abertura, garantindo efetivamente a qualidade das placas HDI e garantindo que cada produto atenda aos requisitos de projeto.
4, campo de aplicação: Amplamente penetrado, indispensável
(1) Equipamento de comunicação
Na era da comunicação 5G, os equipamentos da estação base precisam lidar com a transmissão massiva de dados e o processamento de sinal em alta-velocidade. A placa HDI, com fiação de alta-densidade, bom desempenho elétrico e capacidade de transmissão de sinal de alta-velocidade, tornou-se uma escolha ideal para componentes importantes, como módulos RF de estação base 5G e unidades de processamento de banda base, fornecendo forte suporte para a operação eficiente e estável de redes 5G. Ao mesmo tempo, as placas HDI também são uma tecnologia essencial para alcançar leveza e alto-desempenho em dispositivos terminais móveis, como smartphones. Eles podem integrar módulos mais funcionais, como módulos de comunicação 5G, processadores de alto-desempenho, módulos de câmera etc., para atender às necessidades cada vez mais diversas dos usuários em termos de funções de dispositivos móveis.
(2) Equipamento médico
Equipamentos médicos exigem confiabilidade e desempenho extremamente altos. A placa HDI é amplamente utilizada em equipamentos de imagens médicas, equipamentos de monitoramento, equipamentos de diagnóstico in vitro, etc. Suas características de interconexão de alta-densidade permitem que dispositivos médicos obtenham designs menores, garantindo a precisão e a estabilidade da transmissão do sinal, fornecendo suporte de dados confiável para diagnóstico e tratamento médico. Por exemplo, em dispositivos médicos portáteis, as placas HDI podem integrar múltiplas funções num espaço limitado, melhorando a portabilidade e a usabilidade do dispositivo e satisfazendo as necessidades de modelos médicos emergentes, como cuidados de saúde remotos e cuidados de saúde ao domicílio.
(3) Aeroespacial
A indústria aeroespacial tem requisitos extremamente rígidos quanto ao peso, volume e confiabilidade dos equipamentos eletrônicos. As placas HDI desempenham um papel importante nos sistemas eletrônicos aeroespaciais devido às suas características leves, compactas e de alta confiabilidade. Desde o sistema de navegação, sistema de controle de vôo até o sistema de comunicação da aeronave, a placa HDI oferece garantias para alcançar alto desempenho e confiabilidade do equipamento. Por exemplo, os dispositivos eletrónicos instalados em satélites necessitam de desempenhar funções complexas num espaço limitado e com restrições de peso rigorosas. A aplicação de placas HDI permite que dispositivos eletrônicos de satélite atendam a esses requisitos, melhorando ao mesmo tempo a vida útil e a estabilidade operacional do satélite.
(4) Computação de alto desempenho
Com o rápido desenvolvimento de tecnologias como inteligência artificial e big data, a demanda por poder computacional em computação de alto-desempenho está crescendo exponencialmente. As placas HDI são indispensáveis em dispositivos de computação de alto-desempenho, como servidores e supercomputadores. Ele pode suportar transmissão de dados em alta-velocidade e computação paralela em-grande escala, atendendo às necessidades de um grande número de interconexões de sinal de alta-velocidade dentro e entre chips de IA, garantindo a integridade do sinal, reduzindo a latência e fornecendo uma base de hardware poderosa para computação de alto-desempenho. Por exemplo, em servidores de IA, as placas HDI precisam estar conectadas a vários chips GPU de alto-desempenho para obter transmissão e processamento rápidos de dados, a fim de atender às necessidades computacionais de treinamento e inferência de modelos de IA complexos.