ما هي لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI

لوحة HDI هي عبارة عن لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة ذات وصلة بينية عالية الكثافة. وهي تستخدم وصلات صغيرة عمياء ومدفونة. تتميز هذه اللوحات بكثافة خطوط عالية. تحتوي على آثار طبقة داخلية وآثار طبقة خارجية. كما أنها تستخدم ثقوباً محفورة وثقوباً مطلية لربط الآثار بين الطبقات. نظرًا لأن المنتجات الإلكترونية أصبحت أصغر حجمًا وأكثر دقة، يطلب المصنعون لوحات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أكثر كثافة. وتتمثل أفضل طريقة لزيادة كثافة ثنائي الفينيل متعدد الكلور في تقليل عدد الثقوب العابرة وإضافة فتحات عمياء ومدفونة في مكان جيد. وقد أدت هذه الحاجة إلى لوحة HDI.

تعريف IPC

IPC-2226 يعطي قاعدة واضحة للوصلات العمياء والمدفونة:

• عبر أو مدفون عبر قطر ≤ 0.15 مم (0.00591 بوصة).

• قطر الحلقة الحلقي ≤ 0.35 مم (0.0138 بوصة).

• يمكن صنع هذه الفتحات عن طريق الحفر بالليزر أو الحفر الميكانيكي، أو عن طريق الحفر الجاف/الرطب، أو عن طريق نقل النمط. ثم يغطي الطلاء الموصل الثقب.
  ملحوظة: إذا كان قطر الثقب > 0.15 مم (0.00591 بوصة)، تعامل معه على أنه ثقب نافذ بموجب المعيار نفسه.

أحجام الحفر الشائعة لمبادرة التنمية البشرية

تتراوح الأحجام الشائعة عبر المقاسات الشائعة لمبادرة التنمية البشرية بين 3 و5 مل. غالبًا ما يستخدم المصممون 4 مل كقيمة متوسطة للتصميم والإنتاج.

معايير IPC الشائعة المستخدمة في مبادرة التنمية البشرية

تتضمن معايير IPC النموذجية لأعمال مبادرة التنمية البشرية ما يلي:

1. IPC/JPCA-2315 - دليل بنية الوصلة البينية عالية الكثافة وتصميم الوصلات البينية الدقيقة.

2. IPC-2226 - معيار تصميم لوحات الدارات المطبوعة عالية الكثافة (HDI).

3. IPC/JPCA-4104 - مواصفات التحقق من صحة المواد العازلة والأداء الخاص بالمواد العازلة لهياكل مبادرة التنمية البشرية.

4. IPC-6016 - مواصفات التأهيل والأداء لهياكل HDI.

توجيه مبادرة التنمية البشرية: التحديات والنصائح

ما الذي يعنيه توجيه HDI

ويعني توجيه HDI استخدام أحدث أفكار التصميم وأساليب التصنيع لعمل تخطيط أكثر كثافة دون تغيير وظيفة الدائرة. باختصار، تستخدم تقنية HDI طبقات توجيه أكثر وآثاراً أصغر وشقوقاً أصغر ووسادات أصغر ونوى أرق. يتيح لك ذلك إمكانية تركيب دوائر معقدة وعالية السرعة في كثير من الأحيان في مساحات لم تكن ممكنة من قبل.

مع تحسن طرق التصنيع، يظهر توجيه HDI في العديد من التصميمات. ستجد HDI في اللوحات الأم وبطاقات الرسومات والهواتف وغيرها من الأجهزة ذات المساحة الصغيرة. إذا قمت بإجراء HDI بشكل صحيح، يمكنك تقليص حجم اللوحة وتقليل مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي على لوحة الدارات المطبوعة. يعد خفض التكلفة هدفاً رئيسياً للعديد من الشركات. ويساعد توجيه HDI على تحقيق هذا الهدف.

توجيه HDI والميكروفيات الدقيقة

يعد توجيه HDI أكثر تعقيدًا من التوجيه العادي متعدد الطبقات. قد تعرف كيف تصمم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المكونة من 8 طبقات أو 16 طبقة. ومع ذلك، يقدم HDI أفكارًا جديدة يجب أن تتعلمها.

في لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور العادية، ننظر إلى اللوحة بأكملها كعنصر واحد ذي طبقات عديدة. أما في HDI، يجب على المصممين التفكير في العديد من الطبقات الرقيقة جداً المكدسة لتشكيل لوحة واحدة. إن المحرك الرئيسي لتوجيه HDI هو تقنية عبر. لم تعد Vias مجرد ثقوب مطلية يتم حفرها من خلال المكدس النهائي. تقلل الثقوب العابرة التقليدية من المساحة المتاحة للتوجيه على كل طبقة.

الشقوق التقليدية غير ملائمة لمبادرة التنمية البشرية عالية الدقة

في توجيه HDI، تُعد الطبقات الدقيقة هي المفتاح. فهي تتيح للعديد من الطبقات الكثيفة الاتصال ببعضها البعض. وللتوضيح، تبدو الفتحات الدقيقة مثل الفتحات العمياء أو المدفونة ولكنها تتبع طريقة مختلفة. يتم حفر الفتحات التقليدية بعد تكديس الطبقات. بينما تُحفر الميكروفيات الدقيقة بالليزر على الطبقات قبل التكديس. تسمح الفياسات الدقيقة المحفورة بالليزر بأصغر أحجام الثقوب وأحجام الوسائد بين الطبقات. وهذا يساعد في BGA تخطيطات المروحة حيث توضع الدبابيس في شبكة.

استراتيجيات توجيه مبادرة التنمية البشرية

باستخدام الميكروفيات، يمكن لمصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلور توجيه شبكات معقدة على عدة طبقات. ويطلق على هذه الطريقة أحياناً اسم “أي طبقة HDI” أو “التوصيل البيني لكل طبقة”. ولأن الميكروفيا توفر المساحة، يمكن للطبقات الخارجية أن تستضيف الأجزاء الكثيفة بينما يكون معظم التوجيه على الطبقات الداخلية.

تعد المستويات الأرضية ذات المعاوقة المنخفضة أمرًا حيويًا

عندما تصبح الأجزاء والآثار أكثر كثافة في اللوحة متعددة الطبقات، يزداد خطر التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي والاقتران المغناطيسي. لتصميم HDI يجب التأكد من أن المكدس يحتوي على البنية الصحيحة. توفير مستويات أرضية كافية لإعطاء مسارات عودة منخفضة المعاوقة.

ضع طبقات التوجيه الداخلية بين الطبقات الأرضية أو طبقات الطاقة لقطع الاقتران المتقاطع والحديث المتبادل. إبقاء مسارات الإشارة عالية السرعة قصيرة وإبقاء مسارات عودتها قصيرة أيضاً. قم بتخطيط الميكروفيات الدقيقة بحيث تقصر مسارات الإشارة على مساحة صغيرة. هذا يقلل من مخاطر التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي.

من أجل السلامة، استخدم أدوات المحاكاة المناسبة لنمذجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI قبل الإنتاج.

الفوائد الرئيسية لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI

يرغب العديد من الأشخاص في تقليل حجم المنتج. إحدى أفضل الطرق هي استخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI. عندما تحتاج إلى وزن أقل وحجم أصغر ولكن مع الحفاظ على الوظيفة والموثوقية، فإن HDI هو الحل الجيد.

المزايا الرئيسية:

• يسمح HDI باستخدام وسادة داخل وسادة وعبر الاستخدام الأعمى. وهذا يسمح للأجزاء بالجلوس بالقرب من بعضها البعض ويقلل من طول التتبع. وغالباً ما تعني الآثار الأقصر إشارات أسرع وأكثر موثوقية.

• يمكن لهذه اللوحات أن تعطي أداءً جيداً بتكلفة معقولة. تعد HDI خياراً ميسور التكلفة للأشخاص الذين يحتاجون إلى إلكترونيات موثوقة ومتينة.

• لتقرر ما إذا كان HDI يناسب مشروعك، تعرف على المزيد عنها وكيفية استخدامها. تعرّف على الفروق بين مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور العادية ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات البنية التحتية العالية.

حيث يتم استخدام مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI اليوم

ونظراً لفوائدها، تظهر مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI في العديد من المجالات.

1. الأجهزة الطبية - يجب أن تكون العديد من الأدوات الطبية صغيرة الحجم. وغالباً ما تحتاج معدات المختبرات والغرسات إلى ألواح صغيرة. يساعد HDI هنا. جهاز تنظيم ضربات القلب مثال جيد على ذلك. وتستخدم العديد من أدوات المراقبة والمسابر، مثل المناظير الداخلية، HDI أيضاً. في هذه الحالات، الأصغر هو الأفضل.

2. السيارات - تستخدم السيارات المساحة بشكل جيد. أصبحت بعض إلكترونيات السيارات أصغر حجماً. تساعد تقنية HDI على تقليل الحجم مع الحفاظ على الوظيفة.

3. الأجهزة المحمولة - تستخدم الأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة تقنية HDI. ولهذا السبب تصبح هذه الأجهزة أرق مع تطورها.

4. الفضاء والدفاع - تستخدم هذه المجالات تقنية HDI لموثوقيتها وصغر حجمها. وتظهر تقنية HDI بشكل أكبر لأن التصاميم الجديدة تحتاج إلى لوحات مدمجة وثابتة.

ستستخدم العديد من المجالات الأخرى المزيد من مؤشر التنمية البشرية في المستقبل.

ما الذي يجعل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة HDI ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الكثافة

تستخدم لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور HDI الطلاء الأعمى عبر التصفيح ثم خطوة تصفيح ثانية. يمكن أن تكون هذه الألواح من المستوى الأول والمستوى الثاني والمستوى الثالث وأعلى. يقوم الصانعون عادةً ببناء لوحات HDI بخطوات التصفيح. وكلما زاد عدد خطوات التصفيح، ارتفع المستوى التقني.

• غالبًا ما تستخدم ألواح HDI الأساسية خطوة تصفيح واحدة.

• يستخدم مؤشر التنمية البشرية عالي المستوى خطوتين أو أكثر من خطوات التصفيح.

• قد تستخدم تقنية HDI عالية المستوى وصلات مكدسة، ووصلات مملوءة مطليّة، والحفر المباشر بالليزر، وغيرها من الطرق المتقدمة.

نشرح الآن مكدسات الطبقات الشائعة وكيفية بناء المنتجين لها.

مؤشر HDI بسيط أحادي الصفيحة بسيط (مثال)

يمكن أن تكون لوحة HDI بسيطة أحادية الطبقة أحادية الطبقة عبارة عن لوحة من 6 طبقات مع مكدس 1+4+1. هذه اللوحة بسيطة. لا تحتوي اللوحة الداخلية متعددة الطبقات على فيايات مدفونة. تكتمل اللوحة بتصفيح واحد. يشبه التصنيع الألواح العادية متعددة الطبقات أحادية التصفيح متعددة الطبقات. ولكن بعد التصفيح ما زلت بحاجة إلى الحفر بالليزر من أجل الشقوق العمياء والخطوات الأخرى.

مؤشر HDI عادي أحادي الصفيحة (الحالة الشائعة)

يحتوي مؤشر HDI الشائع أحادي الطبقة على بنية (1 + N + 1) حيث N ≥ 2 و N زوجي. على سبيل المثال، يستخدم مؤشر HDI أحادي الطبقة المكون من 6 طبقات 1+4+1. هذا الهيكل هو التصميم السائد لمبادرة التنمية البشرية أحادية الطبقة. وغالباً ما تحتوي الطبقة الداخلية متعددة الطبقات على فيات مدفونة تتطلب خطوة تصفيح ثانية لإنهائها. وغالباً ما يحتوي هذا النوع أحادي الطبقة على فيا عمياء وفيات مدفونة. إذا تمكن المصممون من تغيير هذا النوع إلى الشكل البسيط أحادي الصفيحة أعلاه، سيستفيد كل من المشتري والمورد.

مؤشر HDI عادي مزدوج الصفائح المزدوج (الحالة الشائعة)

قد يكون مؤشر HDI مزدوج الصفائح المزدوج الشائع عبارة عن لوحة ذات 8 طبقات مع كومة 1+1+4+4+1+1+1. هذه الكومة هي (1+1+1+ن+1+1+1+1+1) مع N ≥ 2 وزوجي. هذا هو التصميم السائد في صناعة ثنائي الطبقات المزدوجة في صناعة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تحتوي الطبقة الداخلية متعددة الطبقات على فيات مدفونة تحتاج إلى ثلاث خطوات تصفيح. هذا النوع غالباً لا يحتوي هذا النوع على مداخن متداخلة عبر مداخن. إذا كان بإمكانك تغيير الفياسات المدفونة من الطبقات 3-6 إلى الطبقات 2-7، يمكنك تقليل خطوة تصفيح واحدة وخفض التكلفة.

مؤشر ضوئي عالي الكثافة مزدوج الصفائح المزدوج الشائع الآخر

يستخدم هذا النوع أيضًا (1+1+ن+1+ن+1+1+1). على الرغم من أنها بنية مزدوجة التصفيح، إلا أن الممر المدفون يقع في مكان مختلف - بين الطبقتين 2 و7. يمكن لهذا التغيير تقليل خطوات التصفيح من ثلاث إلى اثنتين. لكن هذا التصميم له نقطة واحدة صعبة: يمكن أن ينشئ فيا عمياء من الطبقات 1-3. يجب عليك تقسيم تلك إلى مجموعتين (1-2 و2-3) وجعل الفتحات العمياء الداخلية من 2-3 مع ملء عبر. تضيف التعبئة عن طريق التعبئة تكلفة وصعوبة. لذا أثناء التصميم، حاول أثناء التصميم، حاول تجنب الأجزاء المكدسة وتغيير 1-3 فيا عمياء إلى فيا عمياء متداخلة 1-2 و2-3 عمياء ومدفونة.

مبادرة HDI مزدوجة الصفائح المزدوجة غير الشائعة ذات الطبقات العمياء المتقاطعة

تستخدم إحدى لوحات HDI ذات 6 طبقات مزدوجة غير مألوفة ذات صفائح مزدوجة غير مألوفة (1+1+1+2+1+1+1). لا يزال يستخدم فكرة (1+1+1+N+1+1+1+1) مع N ≥ 2 وحتى. يحتوي هذا التصميم على فيا عمياء متقاطعة الطبقات. ينمو العمق الأعمى عبر - العمق 1-3 العمياء عبر هو ضعف عمق العمق العادي 1-2 العمياء عبر. الزبائن الذين يختارون هذا التصميم لديهم احتياجات محددة ولا يريدون أن يتم تقسيم الأعمى عبر فيا مكدسة. يصعب حفر هذه الطبقات العمياء المتقاطعة بالليزر. كما يصعب أيضًا ترسيب النحاس والطلاء على هذه الممرات العمياء العميقة.

تصميم أعمى مكدس عبر تصميم مزدوج التصفيح HDI

هناك نوع تحتاج فيه الشقوق المدفونة في الطبقات 2-7 إلى شقوق عمياء مكدسة فوقها. لا تزال هذه بنية (1+1+1+ن+1+1+1). تستخدم بعض ألواح HDI مزدوجة الطبقات هذه الطريقة. تحتوي الطبقات الداخلية متعددة الطبقات على فيات مدفونة وتحتاج إلى خطي تصفيح. المفتاح هو أن التصميم المكدس عبر تصميم مكدس يضيف صعوبة. ولكن وضع الفياسات المدفونة في الطبقات 2-7 يقلل من خطوة تصفيح واحدة ويوفر التكلفة.

تصميم الطبقات المتقاطعة العمياء عبر تصميم طبقات مزدوجة HDI

يتضمن تصميم آخر مزدوج الصفائح المزدوجة (1+1+ن+1+ن+1+1) تصميمًا آخر مزدوج الصفائح (1+1+ن+1+1+1) يتضمن فيا عمياء متقاطعة الطبقات. هذا التصميم أصعب في صنعه ويفتقر بعض صانعي HDI إلى المهارة. يحتوي التصميم الداخلي متعدد الطبقات على فيات مدفونة في الطبقات 3-6 ويحتاج إلى ثلاث خطوات تصفيح. المشكلة الرئيسية هي تصميم الطبقات المتقاطعة العمياء عبر التصميم. إذا كان بإمكانك تقسيم الطبقات المتقاطعة من 1-3 طبقات إلى 1-2 و2-3 فيا عمياء، تنخفض التكلفة وتصبح العملية أبسط. ملاحظة: يختلف هذا التقسيم عن التقسيم المكدس عبر المقاطع الموضحة سابقًا. يستخدم هذا التقسيم فيا عمياء متداخلة بدلاً من فيا عمياء مكدسة.

مستويات مؤشر التنمية البشرية

• مبادرة التنمية البشرية من المستوى الأول (الدرجة الأولى) بسيطة. العملية والتحكم أسهل.

• يعد مؤشر التنمية البشرية من المستوى الثاني أكثر تعقيداً في الإنتاج والتصنيع.

• يتبع المستوى الثالث وما فوقه قواعد المستوى الثاني ولكنه أكثر تعقيداً.

الاختلافات بين HDI ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور العادية

وغالباً ما يتم تصنيع ألواح HDI عن طريق تقنيات التصفيح باستخدام مواد أساسية رقيقة. وكلما زاد عدد التصفيحات، ارتفع مستوى العملية. تستخدم معظم لوحات HDI تصفيح واحد. يستخدم HDI عالي المستوى تقنيتي تصفيح أو أكثر ويضيف أساليب متقدمة مثل التصفيح المكدس والفيّات المملوءة المطليّة والحفر المباشر بالليزر.

عندما تصبح الكثافة النسبية للوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور أعلى من اللوحة ذات الثماني طبقات، فإن تصنيعها بواسطة HDI غالباً ما يكلف أقل من القيام بالتصفيح والكبس التقليدي المعقد. وغالباً ما تكون ألواح HDI ذات قوة ميكانيكية أعلى ودقة إشارة أفضل من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التقليدية.

تحسينات أخرى لمبادرة التنمية البشرية مقارنة بمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور العادية:

• أداء أفضل لإشارات الموجات الدقيقة والترددات اللاسلكية.

• مقاومة أفضل للتداخل اللاسلكي والتفريغ الكهروستاتيكي.

• توصيل حراري أفضل.

يتيح التكامل عالي الكثافة (HDI) للمنتجات النهائية أن تكون أصغر حجماً وأكثر معيارية في الوظيفة والأداء.

نصيحة بسيطة للمصممين والمشترين

1. استخدم HDI عندما تحتاج إلى حجم أصغر وأداء أفضل.

2. تحدث إلى مورد ثنائي الفينيل متعدد الكلور في وقت مبكر. يحتاج HDI إلى فحوصات التصميم من أجل التصنيع (DFM).

3. اطلب المواصفات المستندة إلى IPC. استخدم IPC-2226 و IPC-6016 حيثما أمكن.

4. قم بتخطيط المكدسات مع ما يكفي من المستويات الأرضية لإبقاء مسارات العودة قصيرة.

5. استخدم أحجام ميكروفيا التي تتناسب مع قدرة بيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور لديك. شائع: 3-5 مل، وغالباً 4 مل.

6. حاول تجنب الشقوق المكدسة ما لم يكن ذلك ضروريًا. وغالباً ما تكون الشقوق المتداخلة العمياء/المحفورة أسهل.

7. إذا اخترت التصفيح متعدد الخطوات HDI، فتوقع المزيد من خطوات العملية والفحص.

8. استخدم المحاكاة المناسبة للتصميمات عالية السرعة أو تصميمات الترددات اللاسلكية للتحقق من التداخل الكهرومغناطيسي وسلامة الإشارة.

9. بالنسبة لمروحة BGA، تساعد الميكروفيات الدقيقة والوسادة داخل الوسادة على تقليل مساحة المروحة وطول الأثر.

10. للتحكم في التكلفة، قلل عدد خطوات التصفيح عندما تستطيع. التحسين عن طريق التنسيب.

الملخص الختامي

لوحات HDI هي عبارة عن لوحات توصيل بينية عالية الكثافة للوصلات البينية ثنائية الفينيل متعدد الكلور التي تستخدم وصلات عمياء دقيقة ومدفونة. فهي تتيح للمصممين تجميع المزيد من الآثار والأجزاء في مساحة أقل. يستدعي توجيه HDI تخطيطًا دقيقًا للتكديس المتراص، ومستويات أرضية جيدة، واستخدام دقيق للقطع الدقيقة وفحوصات سوق دبي المالي المناسبة. يوفر HDI فوائد واضحة من حيث الحجم وسرعة الإشارة والأداء. يظهر HDI في العديد من المجالات، من الطبية والمتنقلة إلى السيارات والفضاء. وكلما كان مستوى HDI أكثر تعقيداً، كلما كانت العملية أكثر تقدماً وكلما ارتفعت التكلفة. سيساعدك التصميم الجيد والتواصل المبكر مع الموردين في الحصول على لوحة HDI المناسبة لمنتجك.