Ultra HDI: To nie tylko modne hasło

W miarę jak rośnie zapotrzebowanie na mniejsze, szybsze i bardziej wydajne urządzenia elektroniczne, technologia płytek drukowanych (PCB) musiała szybko ewoluować, aby nadążyć za tempem. Jednym z najnowszych postępów, które robią furorę w branży, jest technologia Ultra High-Density Interconnect (Ultra HDI).

Dla projektantów PCB, zrozumienie Ultra HDI jest ważne, ponieważ stanowi ono skok naprzód w porównaniu do tradycyjnej technologii HDI (High-Density Interconnect), umożliwiając jeszcze większą miniaturyzację, poprawę wydajności i zwiększoną niezawodność. Ten artykuł przybliży, czym jest Ultra HDI, jak różni się od standardowego HDI i dlaczego staje się kluczowym graczem we współczesnym projektowaniu elektroniki.

Co to jest Ultra HDI?

Ultra HDI opiera się na zasadach HDI, ale posuwa granice jeszcze dalej pod względem gęstości obwodów i miniaturyzacji. Wprowadza kilka zaawansowanych funkcji, które pozwalają projektantom umieszczać więcej funkcjonalności na mniejszej przestrzeni.

Kluczowe cechy Ultra HDI

• Wyjątkowo drobne ścieżki i odstępy: Płytki PCB Ultra HDI charakteryzują się szerokościami ścieżek i odstępami wąskimi jak 25 mikronów, co jest znacznie gęstsze niż w tradycyjnych projektach HDI. Pozwala to na bardziej kompaktowe układy obwodów i zwiększoną elastyczność umieszczania komponentów.
• Mikrowieże i wieże zakopane: Ultra HDI wykorzystuje mikrowieże — otwory wiercone laserem o średnicach tak małych jak 50 mikronów — łączące wiele warstw PCB bez konieczności stosowania większych otworów wierconych mechanicznie. Umożliwia to tworzenie skomplikowanych, wielowarstwowych struktur, które maksymalizują efektywność wykorzystania przestrzeni.
• Zaawansowany dobór materiałów: Do warstw budujących wybierane są materiały o wysokiej wydajności, aby zminimalizować naprężenia mechaniczne podczas rozszerzania termicznego i wspomagać integralność sygnału, szczególnie w aplikacjach o wysokiej częstotliwości, takich jak 5G, IoT i szybkie obliczenia.

Wyzwania związane z fabrykacją i montażem Ultra HDI są liczne, a wiele z nich dotyczy użycia mikrowieży w precyzyjnych rozłożeniach BGA. Użycie małych elementów miedzianych i mikrowieży jest niezbędne przy pracy z komponentami o większej gęstości, ponieważ te cechy są wymagane do prowadzenia ścieżek do precyzyjnych pakietów BGA. Użycie precyzyjnych BGA jest kolejną kluczową cechą konstrukcji Ultra HDI, co czyni te technologie głównym enablerem mniejszych, innowacyjnych produktów.

Jak Ultra HDI różni się od HDI?

Podczas gdy technologia HDI już umożliwia większą gęstość obwodów niż konwencjonalne projekty PCB, Ultra HDI posuwa to jeszcze dalej. Oto jak:

• Drobniesze rozmiary cech: Typowe PCB HDI mają szerokości ścieżek i odstępy około 50-75 mikronów, podczas gdy Ultra HDI redukuje te wartości do 25 mikronów lub mniej. Ta wyższa gęstość oznacza więcej możliwości trasowania w tej samej przestrzeni płytki.
• Bardziej zaawansowane struktury via: Projekty HDI używają mikrovias, podczas gdy bardziej zaawansowane materiały w Ultra HDI pozwalają na stosowanie układanych i przesuniętych mikrovias o jeszcze mniejszych średnicach. Dzięki dopasowaniu CTE między foliami miedzi a dielektrykami Ultra HDI, układane mikrovias są mniej podatne na awarie niż w tradycyjnych konstrukcjach.
• Zmniejszona liczba warstw w porównaniu do HDI: Ultra HDI umożliwia konsolidację sygnałów na warstwach budujących, więc PCB Ultra HDI może mieć mniej warstw niż ta sama konstrukcja wykonana jako budowa HDI.

Te różnice oznaczają, że Ultra HDI to nie tylko stopniowa poprawa w stosunku do HDI – to znaczący krok naprzód, który otwiera nowe możliwości dla projektantów PCB pracujących nad produktami nowej generacji.

High-Speed PCB Design

Simple solutions to high-speed design challenges.

Learn More

Dlaczego Ultra HDI zyskuje na popularności?

Zwiększone przyjęcie Ultra HDI jest napędzane przez stale ewoluujące wymagania branż, które wymagają zaawansowanej elektroniki o wysokiej wydajności, kompaktowych formach i solidnej niezawodności. Oto kilka kluczowych powodów, dla których Ultra HDI staje się rozwiązaniem wybieranym do zaawansowanego projektowania PCB:

Miniaturyzacja

Cienkie warstwy używane w stosach PCB Ultra HDI pozwalają projektantom na włączenie większej liczby komponentów na mniejszej przestrzeni. Te cienkie warstwy są również wymagane do użycia bardzo drobnych układów BGA z małym rozstawem kulek.

Ulepszona zarządzanie ciepłem

Wraz z generowaniem większej ilości ciepła przez urządzenia elektroniczne w coraz bardziej kompaktowych przestrzeniach, zarządzanie ciepłem jest kluczowym aspektem projektowania. Ultra HDI wykorzystuje zaawansowane materiały, które poprawiają rozpraszanie ciepła, redukując ryzyko przegrzania i poprawiając niezawodność urządzenia.

Przyszłość technologii nowej generacji

Przemysł zmierza w kierunku bardziej złożonych i wymagających architektur elektronicznych, takich jak IoT, pojazdy autonomiczne i systemy napędzane sztuczną inteligencją. Technologia Ultra HDI zapewnia, że PCB są zdolne do obsługi wyższych prędkości przetwarzania, większych wymagań danych i zwiększonych potrzeb łączności, czyniąc produkty bardziej przystosowanymi do przyszłych postępów.

Co to oznacza dla projektantów PCB?

Dla projektantów, Ultra HDI prezentuje zarówno nowe możliwości, jak i wyzwania. Chociaż pozwala na bezprecedensowy poziom miniaturyzacji i złożoności, wymaga również starannego rozważenia pod kątem układu, materiałów i procesów produkcyjnych. Zasady projektowania są bardziej rygorystyczne, wymagając wyższego poziomu precyzji w umieszczaniu komponentów, strukturach via i zarządzaniu integralnością sygnału.

Best in Class Interactive Routing

Reduce manual routing time for even the most complex projects.

Learn More

Ponadto projektanci muszą ściśle współpracować ze specjalistami od produkcji, aby zapewnić możliwość wytworzenia, ponieważ Ultra HDI wymaga stosowania najnowocześniejszych technik produkcyjnych, takich jak wiercenie laserowe mikropołączeń, zaawansowane procesy laminowania i ściśle kontrolowane metody trawienia. Dostawcy materiałów również odgrywają ważną rolę, ponieważ mogą rekomendować materiały odpowiednie dla określonych zastosowań i procesów produkcyjnych.

Dla projektantów PCB, którzy chcą być na bieżąco, opanowanie Ultra HDI jest kluczowe. Zrozumienie jego korzyści, wyzwań i strategii wdrażania umożliwi rozwój elektronicznych produktów nowej generacji, które spełniają potrzeby coraz bardziej zaawansowanego i kompaktowego cyfrowego świata. W miarę ewolucji tej technologii, jej przyjęcie prawdopodobnie stanie się nowym standardem dla wysokowydajnych projektów elektronicznych.