Lợi ích Tăng cường: Mạch linh hoạt với dẫn điện Ultra-HDI

Đôi khi 2 + 2 KHÔNG bằng 4, đôi khi sự kết hợp của hai công nghệ có thể tăng cường lợi ích của cả hai lên một mức xa lớn hơn.  Bài blog hôm nay sẽ làm sáng tỏ sự kết hợp của việc sử dụng cả vật liệu linh hoạt và kích thước đặc điểm HDI cực nhỏ, cụ thể là, khoảng cách và đường dẫn nhỏ hơn 50 micron và thực tế hiện đang được sản xuất tại Hoa Kỳ với khoảng cách và đường dẫn 20 micron sử dụng thiết bị sản xuất bảng mạch in truyền thống.

Lợi ích của việc sử dụng cấu trúc mạch linh hoạt là gì?

• Giải quyết vấn đề đóng gói: Vật liệu có thể được uốn cong và gấp quanh các góc, cung cấp kết nối 3 trục và không có các phần riêng lẻ.  Các thành phần điện tử và yếu tố chức năng có thể được đặt ở vị trí tối ưu trong sản phẩm với mạch linh hoạt có thể được uốn cong, gấp và hình thành để tạo ra các kết nối.  Đây là nơi trí tưởng tượng được thử thách!
• Giảm không gian và trọng lượng cần thiết:  Mạch linh hoạt có thể loại bỏ các kết nối dây và hàn cồng kềnh và tùy thuộc vào các thành phần và cấu trúc, có thể tiết kiệm đến 60% trọng lượng và không gian, giảm đáng kể kích thước gói.  Vật liệu linh hoạt cũng cung cấp một hồ sơ thấp hơn so với các giải pháp bảng mạch cứng truyền thống.
• Tính tương thích sinh học:  Vật liệu Polyimide là một lựa chọn xuất sắc cho tính tương thích sinh học và thường xuyên được sử dụng vì lý do đó trong cả ứng dụng y tế và đeo được.  Công nghệ tiên tiến cũng có thể thay thế dẫn điện bằng đồng bằng dẫn điện bằng vàng, cung cấp một lựa chọn hoàn toàn tương thích sinh học.
• Giảm chi phí lắp ráp:  Thay thế dây và cáp cồng kềnh giảm bớt hoặc loại bỏ việc lắp dây.  Điều này không chỉ giảm chi phí lao động lắp ráp mà còn giảm chi phí của dây, chi phí tạo ra nhiều đơn đặt hàng, nhận và kiểm tra, và kitting. 
• Thúc đẩy khả năng uốn linh hoạt:  Mạch linh hoạt, khi được thiết kế đúng đắn, có thể chịu được hàng triệu lần uốn. Ổ đĩa là một ví dụ phổ biến với 10’s – 100’s triệu chu kỳ uốn.  Một ví dụ tốt khác là bản lề trên laptop của chúng ta.  Những uốn này sẽ chịu được 10’s nghìn lần uốn trong suốt thời gian sử dụng của máy tính của chúng ta.
• Quản lý nhiệt:  Vật liệu Polyimide có khả năng chịu đựng ứng dụng nhiệt độ cao và polyimide mỏng tản nhiệt tốt hơn nhiều so với các vật liệu dày hơn, ít dẫn nhiệt. 

Lợi ích của Ultra-HDI là gì?

Đầu tiên, vì đây là một thuật ngữ tương đối mới, định nghĩa của Ultra-HDI, theo nhóm làm việc mới được IPC thiết lập là một thiết kế bao gồm một hoặc nhiều các thông số sau:

• Chiều rộng dây dưới 50 micron
• Khoảng cách dưới 50 micron
• Độ dày điện môi dưới 50 micron
• Đường kính micro via dưới 75 micron

Hiện tại, Ultra-HDI đang được cung cấp bởi các nhà sản xuất PCB với đường mạch và khoảng cách chặt chẽ như 20 micron và dự kiến sẽ có sẵn 12.5 micron vào cuối năm nay.  

Ngay cả khi chúng ta không đẩy ranh giới lên tới 12.5 micron, việc sử dụng đường mạch và khoảng cách 25 micron có một số lợi ích:

• Giảm kích thước và trọng lượng đáng kể so với công nghệ tiên tiến hiện tại.
• Giảm số lượng lớp, micro vias và chu kỳ lamination – để tăng độ tin cậy.
• Khoảng cách chặt chẽ và kiểm soát trở kháng (< 5%) cho tất cả các bề rộng dây dẫn, từ 15 micron trở lên
• Tỷ lệ khía cạnh lớn hơn 1:1 đối với các dấu vết kim loại – để cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu
• Hiệu suất RF tốt hơn so với các quy trình khắc trừ truyền thống.
• Giảm chi phí - đặc biệt là cho các bảng mạch phức tạp, hiệu suất cao.

2 + 2 không PHẢI lúc nào cũng bằng 4

Chỉ cần nhìn vào hai hoặc ba lợi ích đầu tiên của mỗi công nghệ, người ta có thể thấy lợi ích chồng chéo. Vật liệu linh hoạt giúp giải quyết vấn đề đóng gói và GIẢM đáng kể kích thước và trọng lượng.Công nghệ Ultra-HDI có những lợi ích tương tự. Chuyển từ một dấu vết 75 micron sang một dấu vết 25 micron cho phép nhà thiết kế bảng mạch in hoặc giảm đáng kể kích thước tổng thể của bảng mạch linh hoạt hoặc giảm số lớp định tuyến cần thiết để tạo kết nối.

Tôi không nghĩ rằng đó là sự kéo dài của trí tưởng tượng khi hình dung ra những lợi ích đáng kể về kích thước và trọng lượng khi kết hợp cả vật liệu linh hoạt và kích thước đặc điểm ultra-HDI, thay thế vật liệu cứng truyền thống với dấu vết mạch và không gian được tạo ra bằng công nghệ khắc trừ.

Phần thưởng:  Nếu quy trình A-SAP™ được chọn để tạo ra các tính năng Ultra-HDI, quy trình này được thực hiện bằng cách ăn mòn toàn bộ đồng và thêm kim loại trở lại để tạo ra mẫu dẫn điện.  Vật liệu Polyimide và LCP thường được chọn vì lý do tương thích sinh học.  A-SAP™ có thể tạo ra mẫu dẫn điện với vàng và các kim loại quý khác, loại bỏ hoàn toàn đồng và niken khỏi quy trình, tạo ra một giải pháp tương thích sinh học độc đáo.

Những kỹ thuật Ultra-HDI này đang thay đổi cách các nhà thiết kế PCB nhìn nhận về giải quyết các vấn đề thiết kế phức tạp.  Nếu bạn quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về quy trình SAP, vui lòng tham khảo một số blog trước đây của chúng tôi.  Chúng tôi đã đi qua cơ bản đến quy trình SAP, gần đây đã xem xét một số câu hỏi hàng đầu liên quan đến cấu trúc bảng mạch in và khám phá không gian thiết kế xung quanh khả năng sử dụng các bề rộng mạch điện tử mật độ cao cực kỳ trong các khu vực thoát BGA và các dẫn rộng hơn trong lĩnh vực định tuyến. Lợi ích là giảm số lớp mạch và mối quan tâm là duy trì trở kháng 50-ohm. Eric Bogatin gần đây đã xuất bản một bài báo trắng phân tích chính lợi ích và mối quan tâm này.

Vui lòng liên hệ với chúng tôi để đặt câu hỏi về công nghệ Ultra-HDI hoặc mạch linh hoạt!