HDIs – High Density Interconnect Boards
Die HDI-Technologie (High-Dichte Injection) entwickelt sich rasant und kann zu Problemen mit verdeckten oder vergrabenen Durchkontaktierungen führen. Die Mikro-Durchkontaktierungen der HDI-Platinen haben einen Durchmesser von 0,006 Zoll oder weniger. Die Schaltungen auf diesen Platinen sind enger beieinander.
HDI steht für High-Density Interconnector Board (Hochdichte Verbindungsplatine) und ist eine Art von gedruckt Leiterplatten mit höherer Leiterbahndichte als herkömmliche Leiterplatten (6 Arten von HDI-Platinen: Oberflächen-zu-Oberfläche mit Durchgangsvias, vergrabene Vias und Durchgangsvias, 2 oder mehr HDI-Schichten mit Durchgangsvias, passives Substrat ohne elektrische Verbindung, kernlose Konstruktion mit Lagenpaaren oder alternative Konstruktionen).
Hochdichte Verbindungsleiterplatte – HDI
Leiterplatte (PCB) Basierend auf High-Density Interconnect (HDI)
Verbraucherorientierte Technologie
Die Via-in-Pad-Technologie ermöglicht mehr Technologie auf weniger Schichten – wie man so schön sagt: größer ist nicht immer besser. Dann kamen die späten 80er-Jahre, und plötzlich schrumpften Videokameras von der Größe eines Romans auf die Größe einer Handfläche! Alles verlagerte sich in Richtung mobiles Computing. Das Arbeiten von zu Hause aus trieb die Technologie voran, Computer schneller und leichter zu machen, damit der Verbraucher im Büro, von zu Hause oder von überall aus arbeiten konnte.
Der Hauptgrund für diese Veränderungen ist die HDI-Technologie. Immer mehr Produkte leisten mehr, wiegen weniger und sind kompakter. Kleine Spezialgeräte, miniaturisierte Bauteile und dünnere Materialien ermöglichen es, dass Elektronikgeräte trotz geringer Größe mit modernster Technologie, hoher Qualität und Geschwindigkeit überzeugen.
Wichtigste Vorteile des HDI
Mit den sich wandelnden Verbraucherbedürfnissen muss sich auch die Technologie weiterentwickeln. Entwickler haben nun stets die Möglichkeit zur HDI-Verbindung (High Density Interconnection) und können größere Datenmengen realisieren. Bauteile auf beiden Seiten der Rohplatine. Techniken wie Mehrfach-Via-Verfahren (z. B. Durchkontaktierungen und Blind-Via-Technologie) bieten Designern mehr Platz auf der Leiterplatte, um kleine Bauteile enger beieinander zu platzieren. Kleinere Geometrien ermöglichen kleinere und dünnere Bauteile, die mehr Ein-/Ausgänge ansteuern. Dadurch wird das Signal schneller ausgegeben, sodass Signalverluste und Laufzeitverzögerungen vernachlässigbar sind.
Via-in-Pad-Prozess
Die Synchronisation von Oberflächenmontagetechnologien ab den späten 1980er Jahren wurde so konzipiert, dass sie mit BGAs, COBs und CSPs auf immer kleineren Flächen die Grenzen des Machbaren überwand. Ein Via-in-Pad-Verfahren ermöglicht die Platzierung von Durchkontaktierungen direkt in den Leiterplattenflächen. Die Durchkontaktierung wird mit Informationen beschichtet, anschließend mit leitfähigem oder nichtleitendem Epoxidharz verfüllt, abgedeckt und erneut beschichtet – wodurch sie vollständig unsichtbar wird.
Es klingt zwar einfach, umfasst aber im Durchschnitt ganze acht weitere Schritte in diesem einzigartigen Verfahren. Spezialausrüstung und geschulte Techniker überwachen den Prozess genau, um die perfekte verdeckte Durchkontaktierung zu erzielen.
Über Füllarten
Vereinfacht gesagt gibt es verschiedene Arten von Durchkontaktierungsfüllmaterialien: nichtleitendes Epoxidharz, leitfähiges, kupfergefülltes, silbergefülltes und elektrochemisch galvanisiertes Harz. All dies führt zu einer ebenen Fläche mit einer Durchkontaktierung, die wie normale Lötflächen verlötet wird. Durchkontaktierungen und Mikro-Durchkontaktierungen werden gebohrt, entweder blind oder vergraben, gefüllt, galvanisiert und anschließend unter SMT-Lötflächen verborgen. Das Vergraben von Durchkontaktierungen ist aufwendig und zeitintensiv. Letztendlich verlängert das Hinzufügen dieser vier Bohrzyklen und das Bohren bis zu einer kontrollierten Tiefe die Prozesszeit.
Kosteneffektives HDI
Während einige Konsumprodukte immer kleiner werden, gehen Verbraucher – neben den Kosten – davon aus, dass die Qualität auch bei kleineren Verpackungen gleich bleibt. Die Verkleinerung wird bereits im Designprozess durch die HDI-Technologie ermöglicht: von einer 8-lagigen TH-Leiterplatte hin zu einer kompakten 4-lagigen HDI-Mikrovia-Leiterplatte. Eine fachgerecht gefertigte 4-lagige HDI-Leiterplatte kann eine Alternative zu einer herkömmlichen 8-lagigen Leiterplatte darstellen und bietet gleichwertige oder sogar bessere Routing-Möglichkeiten.
Man muss bedenken, dass das Microvia-Verfahren die Kosten der HDI-Leiterplatte erhöht, aber solange der Designansatz und die Schaltungsdichte stimmen, übersteigen die eingesparten Materialquadratzoll und Schaltungslagen die zusätzlichen Kosten der Verarbeitung innerhalb der HDI-Leiterplatte bei weitem.
Als Nächstes fertigen Sie Up Apron HDI Boards an.
Die Herstellung von HDI-Leiterplatten erfordert spezielle Anlagen und Verfahren wie Laserbohren, -stecken, Laser-Direktbelichtung und sequentielle Laminierungszyklen. * HDI-Leiterplatten zeichnen sich durch dünnere Leiterbahnen, engere Rasterung und engere Ringabstände sowie dünneres Spezialmaterial aus. Diese alternative Leiterplattenart ist mit höheren Herstellungskosten verbunden, benötigt mehr Zeit und erfordert eine erhebliche Investition.
Laserbohrtechnologie
Es nutzt die Möglichkeiten eines Mikrowellenfahrzeugs, um kleinste Mikro-Vias zu bohren und die Technologie auf einer Leiterplattenoberfläche optimal zu positionieren. Die Submikron-Vias oder Blind-Vias können dann mit diesem 20 Mikrometer (1 mil) durchmessenden Lichtstrahl geschnitten werden, der sogar Metall und Glas durchdringen kann. Neue Produkte wie gleichmäßige Glasmaterialien, verlustarme Laminate mit niedriger Dielektrizitätskonstante weisen eine deutlich höhere Hitzebeständigkeit für bleifreie Montage auf und können daher diese kleineren Bohrungen nutzen.
HDI-Platinen Laminierung & Materialien
Im Gegensatz zu einlagigen Leiterplatten ermöglicht die moderne Mehrlagentechnologie das Hinzufügen weiterer Lagenpaare zur Herstellung einer mehrlagigen Leiterplatte. Ripple verwendet ein einzigartiges Vierfachpressverfahren, bei dem die inneren Lagen vor dem Zusammenpressen beschichtet und belichtet werden. Dies ist möglich, da die Löcher per Laser gebohrt werden. Dieser Prozess des schrittweisen Aufbaus wird als sequenzieller Aufbau bezeichnet. Die SBU-Fertigung verwendet vollflächig gefüllte Leiterplatten. Durchkontaktierungen, die zu einer besseren Wärmeleitfähigkeit beitragen Management, stärkere Vernetzung und verbesserte Zuverlässigkeit des Boards.
Harzbeschichtetes Kupfer wurde für Leiterplatten mit geringer Lochqualität, längeren Bohrzeiten und dünneren Leiterplatten entwickelt. RCC zeichnet sich durch ultraleichtes Gewicht, extrem flaches Profil und ultradünne Kupferfolie aus, die mit mikroskopisch kleinen Noppen in die Leiterplattenoberfläche eingelassen ist. Die Technologie für dünnste und feinste Leiterbahnen und -abstände wird chemisch behandelt und anschließend grundiert.
In diesem Beispiel wird ein Inline-Chemikalienverfahren eingesetzt, um den Trockenresist auf den Laminatkern aufzutragen. Dieses bewährte Verfahren empfiehlt, das Werkstückmaterial vor dem Laminieren auf die gewünschte Temperatur zu erwärmen. Durch die Erwärmung des Materials wird ein gleichmäßigerer Auftrag des Trockenresists auf die Laminatoberfläche ermöglicht, da das Material weniger Wärme von den Heizwalzen aufnimmt (wodurch gleichmäßige, stabile Austrittstemperaturen beim Laminat entstehen). – Der konstante Temperaturwechsel beim Ein- und Austritt reduziert den Lufteinschluss unter dem Film, was für die Wiedergabe feiner Linien und Abstände wichtig ist.
LDI & Kontaktbilder
Obwohl es ein kostspieliges Unterfangen ist, ist die Fähigkeit, feinste Linien abzubilden und diese HDI-Bauteile in Reinräumen der Halbleiterklasse 100 zu verarbeiten, unerlässlich. Eng beieinanderliegende Ringstrukturen erfordern strengere Kontrollen. Bei kleineren Linien ist eine Nachbearbeitung oder Reparatur praktisch unmöglich. Drei wichtige Parameter für die Fotowerkzeugqualität, die Laminatvorbereitung und die Bildgebung: Prozessfehler werden im Reinraum festgestellt. Hinweis: Trockenfilmresist ist nach wie vor das Verfahren der Wahl für alle Leiterplatten.
Selbst dann ist die Rückverfolgbarkeit der Produktion bis zu einer Dicke von 1 mil weiterhin gegeben. Beispielsweise ist Laser Direct Imaging (LDI) für diese kleinen Strukturen eine deutlich bessere Lösung, da in diesem Kostenbereich des Produktionszyklus die Kontaktbelichtung immer noch die gängigste Methode ist. Ein SC100-Raum mit Kontaktbelichtung ist in vielen Fabriken nach wie vor die Arbeitspferde. Und mit steigender Nachfrage gewinnen Laserbohren und Laser Direct Imaging zunehmend an Bedeutung. In jeder HDI-Anlage setzt Epec modernste Technologie ein, um diese fortschrittlichen Leiterplatten herzustellen.
Kameras, Laptops, Scanner, Handys – diese Geräte werden die Technologie auch weiterhin in Richtung kleinerer, leichterer Alltagsgeräte lenken. Ein durchschnittliches Handy wog 1992 zwischen 220 und 250 Gramm und hatte nur eine einzige Funktion: Man konnte damit telefonieren. Heute hingegen können wir telefonieren, SMS schreiben, im Internet surfen, unsere Lieblingsmusik oder -spiele hören und Fotos und Videos mit einem einzigen schlanken, ausbalancierten Gerät von nur 151 Gramm (die neuesten Modelle) aufnehmen! Die HDI-Technologie ist zwar nur ein kleiner Teil der Epec-Welt, aber sie ist vorhanden, und mit der Weiterentwicklung unserer Kultur wird auch die HDI-Technologie weiter vorangetrieben. Epec wird auch weiterhin für seine Kunden da sein und deren Bedürfnisse erfüllen.