Bina A19 ve C2, Fuqiao No. 3 Bölgesi, Fuhai Caddesi, Bao'an Bölgesi, Shenzhen, Çin
+86 0755 2306 7700

homeEv > Kaynaklar > Bloglar > HDI PCB Hakkında Daha Önce Hiç Okumadığınız En Sıkıcı Makale

HDI PCB Hakkında Daha Önce Hiç Okumadığınız En Sıkıcı Makale

2023-05-25Muhabir: SprintPCB

HDI PCB nedir?

HDI PCB 

HDI PCB, baskılı devre kartlarının üretiminde kullanılan bir teknoloji türü olan Yüksek Yoğunluklu Bağlantılı PCB anlamına gelir. HDI PCB'ler, yüksek devre yoğunluklarıyla bilinir ve mikro kör geçiş teknolojisini kullanır. Baskılı devre kartı pazarında en hızlı büyüyen segmentlerden birini temsil ederler. HDI PCB'lerin artan devre yoğunluğu sayesinde, daha ince çizgiler ve boşluklar, daha küçük geçiş delikleri ve yakalama pedlerinin yanı sıra daha yüksek yoğunlukta bağlantı pedleri birleştirilebilir. HDI PCB'ler kör geçişler ve gömülü geçişler içerir ve genellikle 0,006 veya daha küçük çaplı mikro geçişler içerir. Eylül 1994'te, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki PCB endüstrisinin ITRI (Bağlantı Teknolojisi Araştırma Enstitüsü) olarak bilinen bir kooperatif konsorsiyumu, Ekim Projesi olarak adlandırılan yüksek yoğunluklu devre kartları üretmek için bir araştırmaya başladı. Motorola'nın MTV1 ve MRTV2.2 prototiplerini (Haziran 1996) mekanik olmayan delme yöntemleri kullanarak mikro kör geçiş delikleri üretmeyi denediler. Bu yöntemler arasında lazer ablasyon, foto-geçiş, plazma aşındırma ve alkali aşındırma yer alıyordu. Yüksek Yoğunluklu Bağlantı (HDI) devre kartlarının yeni dönemi, 15 Temmuz 1997'de Ekim Proje Aşama I Tur 2 Raporu'nun yayınlanmasıyla resmen başladı. Başlangıçta bu ürünler Batı ülkelerinde SBU (Küçük İşletme Birimi) olarak adlandırılırken, Japonya'da önceki kartlara kıyasla önemli ölçüde daha küçük delik yapıları nedeniyle MVP (Miniature Vias and Pads) olarak adlandırılıyordu. Ancak sonunda Amerikan IPC (Association Connecting Electronics Industries) terminolojiyi birleştirerek "HDI" adını verdi.

HDI PCB ile geleneksel PCB arasındaki temel fark

 HDI-PCB-yapısı

HDI kartları, Build-up Multilayer (BUM) kartları olarak da bilinir, çekirdek alt tabaka olarak geleneksel çift taraflı kartlar kullanılarak üretilir ve bu kartlar sürekli olarak istiflenir ve lamine edilir. Geleneksel devre kartlarına kıyasla HDI kartları hafif, ince, kısa ve küçük olma gibi avantajlar sunar. HDI kartlarındaki katmanlar arasındaki elektriksel bağlantılar iletken geçişler, gömülü geçişler ve kör geçişler aracılığıyla sağlanır. HDI kartlarının yapısal bileşimi, mikro gömülü kör geçişleri yoğun bir şekilde içermeleri nedeniyle normal çok katmanlı kartlardan farklıdır. Geleneksel çok katmanlı devre kartlarında yalnızca geçiş delikleri bulunur ve küçük gömülü kör geçişler bulunmaz. Bu devre kartlarındaki elektriksel bağlantılar, tasarım gereksinimlerini karşılamak için daha fazla katman gerektiren geçiş delikleri aracılığıyla sağlanır. Buna karşılık, HDI kartları tasarım gereksinimlerini karşılamak için daha az katman gerektiren mikro gömülü kör geçiş tasarımı kullanır, bu da onları daha hafif ve daha ince yapar.

HDI PCB'nin başlıca avantajları

HDI PCB'nin yüksek güvenilirliği

Bakır sütunlar, farklı termal genleşme katsayıları sayesinde, yığınlamada kullanılan farklı metaller arasındaki empedans uyumsuzluklarını azaltarak güvenilirliği artırır. Ayrıca, HDI kartları, daha yüksek mekanik mukavemetleri sayesinde nem ve sıcaklık gibi çevresel faktörlere karşı geleneksel baskılı devre kartlarına kıyasla daha düşük hassasiyet gösterir.

HDI PCB'nin yüksek yoğunluklu ara bağlantısı

Bakır sütunların kullanımı, devre kartındaki katman sayısını artırmadan yüksek yoğunluklu bağlantı sağlar. Bu, pahalı kaplamalı geçiş delikleri veya kör geçişlere ihtiyaç duymadan, sinyallerin kartın bir tarafından diğer tarafına yönlendirilmesinde daha fazla esneklik sağlar. Bakır sütunların varlığı ayrıca, her katman arayüzünde ek elektrik bağlantı noktaları sağlayarak, farklı katmanlara yönlendirilen sinyaller arasındaki çapraz konuşmayı azaltmaya yardımcı olur.

HDI PCB'nin daha küçük boyutları

Yüksek yoğunluklu bağlantı, bileşenlerin geleneksel devre kartlarına göre birbirine daha yakın yerleştirilmesiyle sağlanır. Bu sayede devre kartının genel boyutu küçülürken aynı performans seviyesi korunur. Örneğin, tıbbi cihazlar genellikle yüksek iletim hızlarına sahip küçük ambalajlar gerektirir ve bu da yalnızca HDI PCB'ler tarafından sağlanabilir. Örneğin, implantların insan vücuduna sığacak kadar küçük olması gerekir, ancak implantlarda kullanılan tüm elektronik cihazlar yüksek hızlı sinyal iletimine etkili bir şekilde izin vermelidir.

Kilo verme

Hacimdeki genel azalma, performans veya güvenilirlikten ödün vermeden daha ince devre kartlarına olanak tanır. Bu aynı zamanda üretim sürecinde kullanılan malzeme sayısını da azaltarak malzeme maliyetlerini ve atık bertaraf giderlerini düşürür.

HDI PCB'nin Düşük Kapasitansı ve Endüktansı

Bağlantı elemanları, geleneksel PCB'lere kıyasla daha düşük kapasitans ve endüktansa sahiptir; bu da sinyal bütünlüğünün iyileştirilmesine, gürültünün azaltılmasına ve bant genişliğinin artırılmasına yardımcı olur.

HDI PCB'nin Daha Yüksek Performansı

HDI kartları, geleneksel PCB'lere kıyasla daha iyi ısı dağılımı ve sinyal bütünlüğü sunar. Daha yüksek yoğunluk, gerekli empedans özelliklerini korurken daha küçük bileşenlere ve daha ince katmanlara olanak tanır. Bu da hem dijital hem de analog devrelerde, özellikle gürültü bağışıklığı ve sinyal bütünlüğü açısından üstün performans sağlar.

Son derece özelleştirilebilir

HDI PCB'ler, yalnızca devrenin boyutunu ve kalınlığını değil, aynı zamanda özel gereksinimlere göre şekillendirme olanağını da sağlayarak yüksek düzeyde özelleştirme olanağı sunar. Bu, daha küçük form faktörlerinde daha karmaşık tasarımların oluşturulmasını mümkün kılar ve özellikle akıllı telefonlar ve tabletler gibi alan kısıtlaması olan kablosuz cihazlar için avantajlıdır.

HDI PCB'nin daha düşük maliyeti

HDI PCB'lerin üretimi, geleneksel devre kartlarına kıyasla daha uygun maliyetlidir. İnç kare başına daha az bakır katman gerektirirler, bu da üretim maliyetlerini düşürür. Ayrıca, pahalı delikli bileşenler gerektirmedikleri için üretim maliyetleri geleneksel devre kartlarına göre daha düşüktür.

HDI PCB'nin maliyetini etkileyen faktörler

Geçiş deliklerinin veya mikro deliklerin türü ve sayısı: HDI PCB'lerdeki geçiş deliklerinin veya mikro deliklerin türü ve sayısı, maliyetlerini etkileyecektir. Daha küçük çaplılar, daha yüksek hassasiyet gerektirdiklerinden, büyük çaplılara kıyasla daha yüksek maliyetlidir. Ayrıca, delik sayısının artırılması da fiyatı artıracaktır. Yığın yüksekliği ve katman sayısı: İhtiyacınız olan yığın türü de maliyeti etkileyecektir. 2'ye 2 yüksek yoğunluklu PCB düzeni, 1'e 1'den daha karmaşıktır, bu nedenle daha pahalı olacaktır. Ek katmanlar fiyatı artıracaktır. En uygun maliyetli katman sayısını seçmeniz gerekir.HDI-Yığın-yüksekliği-ve-katman-sayısı

Kullanılan malzemeler: Çekirdek malzeme FR4, metal, cam elyafı veya diğer malzemeler olabilir. Yüzey işlemi için ENIG, HASL, daldırma kalay, daldırma gümüş, altın kaplama veya diğer türleri seçebilirsiniz. ENIG, düzlüğü ve kolay lehimlenebilirliği nedeniyle HDI için en yaygın yüzey işleme yöntemidir. Çoklu laminasyonlar: Katman sayısı ve kör gömülü deliklerin yapısı, gereken laminasyon sayısını belirler. Daha fazla laminasyon katmanı, daha uzun işlem süresi ve daha yüksek maliyetler anlamına gelse de, ek katmanlara yatırım yapmak ürünün performansını ve maliyet etkinliğini artırabilir. Via-filling ve Through-hole: Via-filling ve through-hole konfigürasyonları arasında maliyet farklılıkları da olabilir. Via-filling'deki mikrovia'lar bakırla doldurulabilirken, through-hole'lerdeki mikrovia'lar doldurulamaz. Kör gömülü via'ları doldurmak daha fazla malzeme ve zaman gerektirir. PAD Boyutu: Maliyetleri düşürmeye yardımcı olmak için PAD boyutunu mümkün olan en erken zamanda belirlemek önemlidir. Uygun PAD boyutunu anlamak, tasarımı etkili ve ekonomik bir şekilde planlamanıza yardımcı olacaktır. Üretim Döngüsü: Acil bir PCB teslimatı talep etmek, hızlandırılmış siparişi karşılamak için ek kaynaklara ihtiyaç duyulması nedeniyle daha yüksek maliyetlere yol açabilir. Bazen kontrolünüz dışında son dakika durumları ortaya çıkabilir, ancak siparişleri önceden planlamak maliyet verimliliğini artırmaya yardımcı olabilir. SprintPCB, hızlı üretim süreleri ve müşteri hizmetleri sunar. PCB Tedarikçisi: PCB iş ortağı seçiminiz, HDI kartlarınızın maliyetini önemli ölçüde etkileyecektir. Rekabetçi fiyatlar sunarken aynı zamanda yüksek kaliteli ürünleri etkili bir şekilde teslim ederek maliyet etkinliğini garantileyen bir tedarikçi seçmek istersiniz. Yüksek kaliteli ürünler sipariş etmek, onarım veya değiştirme için parça sipariş etmekten daha iyidir.

Başarılı HDI PCB tasarımının anahtarları nelerdir?

Sıradan devre kartlarıyla karşılaştırıldığında, HDI (Yüksek Yoğunluklu Bağlantı) devre kartları genellikle daha yüksek kablolama ve ped yoğunluklarına sahiptir. Ayrıca daha küçük iz genişlikleri ve aralıkları sunarlar. Bu özellikler, kör geçişler, gömülü geçişler ve mikro geçişler gibi tekniklerin dahil edilmesiyle elde edilir. Teknolojideki bu gelişmeler, bunları geleneksel devre kartlarına kıyasla daha pahalı hale getirir. HDI PCB tasarımının üç ana ilkesi aşağıdaki gibidir: İlk olarak, kaplamalı geçiş deliklerine (PTH) sahip geleneksel devre kartlarının aksine, mikro geçişler kullanılacaktır. Bu, iç katmanların yönlendirme yoğunluğunu artıracaktır. İkinci olarak, geçiş deliklerini ortadan kaldırmaya yardımcı olacak yeni bir katman istifleme yöntemini düşünmeniz gerekecektir. Üçüncü olarak, mikro geçişlerin yerleşiminin yönlendirmeyi iyileştirmek için kanallar ve yollar oluşturulmasına izin verdiğinden emin olun.

HDI PCB'nin uygulaması

hdi-pcb-uygulaması  

HDI PCB'ler çeşitli sektörler için uygundur. Yukarıda belirtildiği gibi, akıllı telefonlar ve tabletler gibi her türlü dijital cihazda bulunabilirler ve minyatürleştirme, etkili uygulamalarının anahtarıdır. Ayrıca, otomobil, uçak ve elektronik ürünlere dayanan diğer araçlarda da bulabilirsiniz. HDI PCB'lerin bazı uygulamaları şunlardır :

Otomotiv sektöründe elektronik ürünler (navigasyon, GPS vb.)

akıllı bir arabada HDI PCB GPS sisteminin uygulamaları

Akıllı telefonlar ve cep telefonları

HDI PCB'nin akıllı telefonlar ve mobil telefonlar üzerindeki uygulamaları 

Dizüstü bilgisayarlar

HDI-PCB-Dizüstü Bilgisayarların Uygulamaları 

Oyun konsolları

 HDI-PCB-Oyun-konsollarının-uygulamaları 

Giyilebilir teknolojiler (Apple Watch, fitness takip cihazları vb.) 

HDI-PCB-giyilebilir ekipmanların uygulamaları 

Telekomünikasyon 

HDI-PCB-Telekomünikasyon uygulamaları 

HDI sektörünün gelecekteki gelişme eğilimleri

Çin, küresel olarak en büyük PCB pazarı haline gelmiş olsa da, anakaranın üretim kapasitesi hâlâ öncelikli olarak düşük teknolojili, düşük katma değerli ürünlere odaklanmaktadır. Prismark'ın istatistiklerine göre, 2016 yılında anakara, 4 katmanlı, 6 katmanlı ve 8-16 katmanlı PCB pazarlarında çıktı değerinin sırasıyla %19,1, %13,5 ve %10,4'ünü oluşturmuştur. IC taşıyıcı kartların ve 18 katman ve üzeri yüksek katmanlı kartların satış hacmi sırasıyla yalnızca %2,7 ve %1,2 gibi küçük bir paya sahipti. HDI kartların ve esnek kartların pazar payları sırasıyla %16,5 ve %17,1 idi. Şu anda, en güçlünün hayatta kalma süreci Çin anakara endüstrisinde hızlanıyor ve PCB endüstrisi bir yükseltme aşamasına giriyor. Üst düzey ve son teknoloji ürünler hâlâ Japonya, Tayvan, Güney Kore ve Batı Avrupa'da yoğunlaşıyor. Teknolojik açıdan bakıldığında, Japonya, gelişmiş HDI kartlar, paket alt tabakaları ve yüksek yoğunluklu esnek kartlar konusunda uzmanlaşmış, dünyanın önde gelen yüksek kaliteli PCB üreticisi olmaya devam etmektedir. Amerika Birleşik Devletleri, özellikle askeri, havacılık ve iletişim sektörlerinde yaygın olarak kullanılan yüksek kaliteli çok katmanlı kartlara odaklanarak, oldukça karmaşık PCB'ler için araştırma ve üretim kapasitesini sürdürmektedir. Güney Kore ve Tayvan da paket alt tabakaları ve HDI kartlar gibi daha yüksek katma değerli alanlarda rekabete kademeli olarak girmiştir. Sektör talepleri, HDI (Yüksek Yoğunluklu Bağlantı) teknolojisinin hızla gelişmesini sağlamaktadır. Akıllı telefonlar, tabletler ve giyilebilir cihazlar gibi elektronik ürünler minyatürleşmeye, çok işlevliliğe ve uzun pil ömrüne doğru evrilmektedir. Apple'ı örnek olarak ele alırsak, iPhone 4S ilk kez Anylayer HDI teknolojisini sunarken, iPhone X SLP (Alt Tabaka Benzeri PCB) teknolojisini kullanmıştır. Yığınlanmış SLP teknolojisi, iPhone X'in anakartının iPhone 8 Plus'ın anakartının yalnızca %70'i boyutunda olmasını sağlamıştır. 5G iletişim teknolojisine geçişle birlikte Huawei, OPPO ve vivo, 5G modellerinde Anylayer HDI anakartlarını yaygın olarak benimsedi ve hatta ana akım ve alt seviye modellerde bile anakartlarının HDI seviyesinde artış görüldü. Akıllı telefon anakartlarının evrimi, tek katmanlı HDI'dan yüksek ve isteğe bağlı seviye HDI'ya ve daha sonra SLP'ye doğru ilerledi; hat genişliği/aralığı sürekli azaldı ve bileşen yoğunluğu sürekli iyileştirildi. Otomotiv HDI (Yüksek Yoğunluklu Bağlantı) ürün alanı oldukça geniştir. Zeka ve otomasyona doğru eğilimle birlikte, eğlence sistemleri, ADAS (Gelişmiş Sürücü Destek Sistemleri) ve otonom sürüş sistemlerini kapsayan araç etki alanı denetleyicilerinin yapılandırmasında ve performansında büyük bir büyüme potansiyeli bulunmaktadır. Bu büyüme, sınırlı bir hacimde paketlenmiş artan sayıda yüksek hızlı bilgi işlem yongasıyla kolaylaştırılmaktadır. Örneğin, Tesla'nın ADAS denetleyicisi, 3. dereceden 8 katmanlı bir HDI tasarımını benimsemiştir. Gelecekte,Otomotiv anakartlarının geliştirme sürecinin, cep telefonu anakartlarına benzer bir seyir izlemesi, alt seviyeden üst seviyeye doğru HDI süreçlerinin ilerlemesi bekleniyor.  

Bize Ulaşın

Sorularınıza cevap vermekten ve başarınıza yardımcı olmaktan mutluluk duyarız.
  • *

  • 1 saat içinde yanıt vereceğiz. Çalışma saatlerimiz: 9:00~18:30

  • MESAJ GÖNDER

Müşteri desteği