HDI Rigid Flex Pcb өндіру процесі

HDI (High Density Interconnect) қатты икемді ПХД жоғары тығыздықтағы сым мүмкіндіктерінің артықшылықтарын қатаң икемді тақталардың икемділігімен біріктіретін озық баспа схемасы технологиясының шыңын білдіреді.Бұл мақала HDI қатты икемді ПХД өндіріс процесін түсіндіруге және оның құрылымы, материалдары және негізгі өндіріс қадамдары туралы құнды түсініктер беруге бағытталған.Қиындықтарды түсіну арқылы инженерлер мен дизайнерлер өздерінің жобаларын оңтайландырып, инновациялық идеяларын шындыққа айналдыру үшін өндірушілермен тиімді ынтымақтаса алады.

1. ТүсінуHDI қатты икемді ПХД:

HDI (High Density Interconnect) қатты икемді ПХД – жоғары тығыздықтағы өзара байланыс пен икемділіктің артықшылықтарын біріктіретін баспа схемасының жетілдірілген түрі.Бұл бірегей комбинация оларды заманауи электронды жабдықтың талаптарын қанағаттандыру үшін өте қолайлы етеді.
Тығыздығы жоғары өзара байланыс шектеулі тақта кеңістігінде жоғары тығыздықтағы компоненттерге және сигналды бағыттауға қол жеткізу мүмкіндігін білдіреді.Кішірек, ықшам құрылғыларға сұраныс өсуде, HDI технологиясы кішірек форма факторларында күрделі схемаларды жобалауға және өндіруге мүмкіндік береді. Өзара байланыс тығыздығының жоғарылауы көбірек функционалдылықты кішірек құрылғыларға біріктіруге мүмкіндік береді, бұл оларды тиімдірек және қуатты етеді.
Икемділік HDI қатты икемді ПХД-ның тағы бір негізгі атрибуты болып табылады. Бұл икемділік өнімділікке немесе сенімділікке әсер етпестен тақтаны майыстыруға, бүктеуге немесе бұруға мүмкіндік береді.Икемділік әсіресе күрделі физикалық конструкцияларды қажет ететін немесе дірілге, соққыға немесе төтенше орталарға төтеп беруді қажет ететін электрондық құрылғылар үшін тиімді. Ол сондай-ақ қосымша қосқыштар немесе кабельдер қажеттілігін болдырмай, әртүрлі схема бөлімдеріндегі электрондық компоненттерді үздіксіз біріктіруге мүмкіндік береді.
HDI технологиясын пайдалану бірнеше артықшылықтар береді.Біріншіден, ол компоненттер мен өзара қосылыстар арасындағы қашықтықты азайту, сигнал жоғалуын, өзара сөйлесуді және электромагниттік кедергілерді азайту арқылы сигнал тұтастығын айтарлықтай жақсартады. Бұл жоғары жылдамдықты цифрлық және RF қолданбалары үшін өнімділік пен сенімділікті арттырады. Екіншіден, HDI қатты икемді ПХД электронды жабдықтың жалпы өлшемі мен салмағын айтарлықтай азайта алады. HDI технологиясы ықшам, жеңіл конструкцияларды жасауға мүмкіндік беретін қосымша қосқыштарды, кабельдерді және тақтадан тақтаға қосу қажеттілігін болдырмайды. Бұл әсіресе салмақ пен кеңістікті үнемдеу маңызды болып табылатын аэроғарыш және портативті тұрмыстық электроника сияқты салалар үшін өте маңызды. Сонымен қатар, HDI технологиясы электронды жабдықтың сенімділігін арттырады. Интерконнекторлар санын азайту арқылы HDI қатты икемді ПХД бос қосылымдар немесе дәнекерлеу қосылысының шаршауынан болатын істен шығу қаупін азайтады. Бұл өнімнің сапасын жақсартады және ұзақ мерзімді сенімділікті арттырады.
HDI rigid-flex қолданбалары аэроғарыш, медициналық құрылғылар, телекоммуникациялар және тұрмыстық электрониканы қоса алғанда, әртүрлі салаларда кездеседі.Аэроғарыш өнеркәсібінде HDI қатты икемді ПХД ықшам өлшемі, жеңіл салмағы және төтенше жағдайларға төтеп беру қабілетіне байланысты ұшуды басқару жүйелерінде, авиациялық техникада және байланыс жүйелерінде қолданылады. Медицина саласында олар кардиостимуляторлар, медициналық бейнелеу жүйелері және имплантацияланатын құрылғылар сияқты құрылғыларда қолданылады. Телекоммуникациялар мен тұрмыстық электроника смартфондардағы, планшеттердегі, киілетін құрылғылардағы және басқа портативті құрылғылардағы HDI қатты икемді ПХД өлшемдерінің кішірейтілуі мен жақсартылған өнімділігінің пайдасын көреді.

2.HDI қатаң икемді ПХД өндіру процесі: қадамдық

A. Шектеулерді жобалау және CAD файлдарын дайындау:
HDI қатаң икемді ПХД өндіру процесінің бірінші қадамы дизайн шектеулерін қарастыру және CAD файлдарын дайындау болып табылады. Дизайн шектеулері ПХД өнімділігін, сенімділігін және өндіргіштігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Кейбір маңызды дизайн шектеулерін ескеру қажет:
Өлшем шектеулері:
ПХД өлшемі ол қолданылатын құрылғының талаптарына байланысты. ПХД функционалдығы мен сенімділігіне әсер етпей, белгіленген кеңістікке сәйкес келуін қамтамасыз ету қажет.
Сенімділік:
ПХД дизайны сенімді және күтілетін жұмыс жағдайларына төтеп бере алатын болуы керек. Жобалау процесінде температура, ылғалдылық, діріл және механикалық кернеу сияқты факторларды ескеру қажет.
Сигнал тұтастығы:
Дизайндар сигналдың әлсіреуі, шу немесе кедергі қаупін азайту үшін сигнал тұтастығын ескеруі керек. Жоғары жылдамдықты цифрлық және RF сигналдары мұқият бағыттауды және кедергілерді басқаруды қажет етеді.
Жылулық басқару:
Жылумен басқару қызып кетудің алдын алу және электрондық компоненттердің оңтайлы жұмысын қамтамасыз ету үшін маңызды. Жылудың диссипациясына термиялық вентильдерді, жылу қабылдағыштарды және термалды төсемдерді дұрыс орналастыру арқылы қол жеткізуге болады. CAD бағдарламалық құралы PCB орналасу файлдарын жасау үшін пайдаланылады. Ол дизайнерлерге қабаттарды жинақтауды, компоненттерді орналастыруды және мыс ізін бағыттауды анықтауға мүмкіндік береді. CAD бағдарламалық жасақтамасы дизайнды дәл көрсету және визуализациялау үшін құралдар мен мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді, бұл өндіріс алдында кез келген ықтимал ақауларды анықтауды және түзетуді жеңілдетеді.
B. Материалды таңдау және орналастыру дизайны:
CAD файлдарын дайындағаннан кейін келесі қадам материалды таңдау және төсеу дизайны болып табылады. HDI қатты икемді ПХД қажетті электрлік өнімділікке, жылуды басқаруға және механикалық тұтастыққа қол жеткізу үшін дұрыс материалдарды таңдау өте маңызды. FR-4 немесе жоғары өнімді ламинаттар сияқты қатты қабат материалдары механикалық қолдау мен тұрақтылықты қамтамасыз етеді. Икемді қабат әдетте икемділік пен беріктік үшін полиимидті немесе полиэфирлі пленкадан жасалған. Қабаттарды жобалау процесі қатты және икемді қабаттарды, мыс қалыңдығын және диэлектрлік материалдарды қоса алғанда, әртүрлі қабаттардың орналасуын анықтауды қамтиды. Стек дизайны сигналдың тұтастығы, кедергіні басқару және қуатты бөлу сияқты факторларды ескеруі керек. Қабатты дұрыс орналастыру және материалды таңдау тиімді сигнал беруді қамтамасыз етеді, өзара сөйлесуді азайтады және қажетті икемділікті қамтамасыз етеді.
C. Лазерлік бұрғылау және микротесік қалыптастыру:
Лазерлік бұрғылау HDI ПХД-де жоғары тығыздықты бағыттау микровиаларын жасаудағы маңызды қадам болып табылады. Микровиалар - бұл ПХД-ның әртүрлі қабаттарын қосу үшін пайдаланылатын, тығыздығы жоғары өзара байланыстарға мүмкіндік беретін шағын тесіктер. Лазерлік бұрғылау дәстүрлі механикалық бұрғылау әдістеріне қарағанда бірнеше артықшылықтар береді. Ол кішірек саңылауларға мүмкіндік береді, бұл жоғары бағыттау тығыздығына және ықшам дизайнға мүмкіндік береді. Лазерлік бұрғылау сонымен қатар дәлдік пен бақылауды қамтамасыз етеді, сәйкес келмеу немесе айналадағы материалдардың зақымдалу қаупін азайтады. Лазерлік бұрғылау процесінде фокусталған лазер сәулесі кішігірім тесіктер жасай отырып, материалды кесу үшін қолданылады. Содан кейін сигналдарды тиімді жіберуге мүмкіндік беретін қабаттар арасындағы өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін тесіктер металдандырылады.
D. Химиялық мыс қаптау:
Электрсіз мыс қаптау HDI қатты икемді тақталарды өндіру процесіндегі негізгі қадам болып табылады. Процесс микрокеуектерге және ПХД бетіне жұқа мыс қабатын салуды қамтиды. Электрсіз мыс қаптамасының маңыздылығы оның сенімді электрлік қосылымдарды және жақсы сигнал беруді қамтамасыз ету қабілетінде жатыр. Мыс қабаты микровиустарды толтырады және сигналдар үшін өткізгіш жолды құра отырып, ПХД әртүрлі қабаттарын біріктіреді. Ол сонымен қатар құрамдастарды бекіту үшін дәнекерленген бетті қамтамасыз етеді. Электрсіз мыс қаптау процесі бетті дайындау, белсендіру және тұндыру сияқты бірнеше қадамдарды қамтиды. ПХД алдымен адгезияны жақсарту үшін тазартылады және белсендіріледі. Содан кейін химиялық реакция құрамында мыс иондары бар ерітіндіні ПХД бетіне жұқа мыс қабатын тұндыру үшін қолданылады.
E. Кескінді тасымалдау және литография:
Кескінді беру және фотолитография HDI қатты икемді ПХД өндіру процесінің құрамдас бөліктері болып табылады. Бұл қадамдарға ПХД бетінде схема үлгісін жасау үшін фоторезисттік материалды пайдалану және оны өрнектелген фотомаска арқылы ультракүлгін сәулесіне шығару кіреді. Кескінді беру процесі кезінде ПХД бетіне фоторезисттік материал қолданылады. Фоторезисттік материалдар ультракүлгін сәулелерге сезімтал және таңдамалы түрде әсер етуі мүмкін. Содан кейін ПХД өрнектелген фотомаскамен тураланады және фоторезисті ашу үшін фотомасканың таза аймақтары арқылы УК сәулесі өтеді. Экспозициядан кейін ПХД қажетті схема үлгісін қалдырып, экспозицияланбаған фоторезистті жою үшін әзірленеді. Бұл үлгілер кейінгі процестерде қорғаныс қабаттары ретінде әрекет етеді. Тізбек іздерін жасау үшін қажетсіз мысты кетіру үшін оқтау химикаттары қолданылады. Фоторезистпен жабылмаған жерлерге қажетті контур іздерін қалдырып, мысты таңдамалы түрде алып тастайтын қышқыл әсер етеді.
F. Офорттау және гальванизация процесі:
Өңдеу процесінің мақсаты - артық мысты жою және HDI қатты икемді ПХД-да тізбек іздерін жасау. Этчинг қажетсіз мысты іріктеп алу үшін қышқылды немесе химиялық ерітіндіні қолдануды қамтиды. Этчингтің қажетті тізбек ізіне шабуыл жасауына жол бермейтін қорғаныш фоторезисттік қабат арқылы бақыланады. Қажетті іздің ені мен тереңдігіне қол жеткізу үшін лактың ұзақтығы мен концентрациясын мұқият бақылаңыз. Оюдан кейін қалған фоторезист схема іздерін көрсету үшін жойылады. Аршу процесі таза және жақсы анықталған тізбек іздерін қалдырып, фоторезисті еріту және жою үшін еріткіштерді пайдалануды қамтиды. Тізбек іздерін күшейту және дұрыс өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін қаптау процесі қажет. Бұл электр жабыны немесе электрсіз қаптау процесі арқылы тізбек іздеріне қосымша мыс қабатын салуды қамтиды. Мыс қаптамасының қалыңдығы мен біркелкілігі сенімді электр қосылымына қол жеткізу үшін өте маңызды.
G. Дәнекерлеу маскасын қолдану және компоненттерді құрастыру:
Дәнекерлеу маскасын қолдану және құрамдастарды құрастыру HDI қатты икемді ПХД өндірісіндегі маңызды қадамдар болып табылады. Мыс іздерін қорғау және олардың арасында оқшаулауды қамтамасыз ету үшін дәнекерлеу маскасын пайдаланыңыз. Дәнекерлеу маскасы дәнекерлеуді қажет ететін аймақтарды қоспағанда, құрамдас жастықшалар мен вентильдер сияқты бүкіл ПХД бетінде қорғаныс қабатын құрайды. Бұл құрастыру кезінде дәнекерлеу көпірі мен шорттарды болдырмауға көмектеседі. Компоненттерді құрастыру электрондық компоненттерді ПХД-ге орналастыруды және оларды орнына дәнекерлеуді қамтиды. Құрамдас бөліктер дұрыс электр қосылымдарын қамтамасыз ету үшін қону алаңымен мұқият орналастырылған және тураланған. Компонент түріне және құрастыру талаптарына байланысты қайта ағын немесе толқынмен дәнекерлеу сияқты дәнекерлеу әдістерін пайдаланыңыз. Қайта ағынды дәнекерлеу процесі ПХД-ны белгілі бір температураға дейін қыздыруды қамтиды, бұл дәнекерлеудің балқуына және құрамдас сымдар мен ПХД төсемдері арасында тұрақты байланыс құруға әкеледі. Толқынды дәнекерлеу әдетте тесігі бар компоненттер үшін қолданылады, мұнда ПХД қосылымды қалыптастыру үшін балқытылған дәнекерлеу толқыны арқылы өтеді.
H. Тестілеу және сапаны бақылау:
HDI қатаң икемді ПХД өндірісіндегі соңғы қадам сынақ және сапаны бақылау болып табылады. ПХД өнімділігін, сенімділігін және функционалдығын қамтамасыз ету үшін қатаң тестілеу өте маңызды. Қысқартуларды, ашуларды және үздіксіздікті тексеру үшін электрлік сынақтарды орындаңыз. Бұл ПХД-ға нақты кернеулер мен токтарды қолдануды және автоматтандырылған сынақ жабдығы арқылы жауапты өлшеуді қамтиды. Сондай-ақ, визуалды тексерулер дәнекерлеу қосылыстарының сапасын, компоненттердің орналасуын және ПХД жалпы тазалығын тексеру үшін орындалады. Бұл тураланбаған құрамдас бөліктер, дәнекерлеу көпірлері немесе ластаушы заттар сияқты кез келген ықтимал ақауларды анықтауға көмектеседі. Сонымен қатар, ПХД-ның температуралық циклге немесе термиялық соққыға төтеп беру қабілетін бағалау үшін термиялық кернеу талдауын жасауға болады. Бұл әсіресе ПХД температураның төтенше өзгерістеріне ұшырайтын қолданбаларда өте маңызды. Өндіріс процесінің әрбір қадамы кезінде және одан кейін ПХД қажетті техникалық сипаттамалар мен стандарттарға сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін сапаны бақылау шаралары жүзеге асырылады. Бұған процесс параметрлерін бақылау, процесті статистикалық бақылауды (SPC) жүргізу және кез келген ауытқуларды немесе ауытқуларды анықтау және түзету үшін мерзімді аудиттер жүргізу кіреді.

3. HDI қатты икемді тақталарды өндіруде кездесетін қиындықтар:

HDI қатты икемді тақталарды өндіру жоғары сапалы соңғы өнімді қамтамасыз ету үшін мұқият басқарылуы керек кейбір күрделіліктер мен қиындықтарды ұсынады.Бұл қиындықтар үш негізгі саланың төңірегінде болады: дәл туралау, бет ақаулары және ламинация кезінде кедергінің өзгеруі.
HDI қатты икемді тақталары үшін дәл туралау өте маңызды, себебі олар дәл орналасуы керек бірнеше қабаттар мен материалдарды қамтиды. Дәл теңестіруге қол жеткізу жолдар мен басқа компоненттердің дұрыс туралануын қамтамасыз ету үшін әртүрлі қабаттарды мұқият өңдеуді және орналастыруды талап етеді. Кез келген сәйкессіздік сигналдың жоғалуы, қысқа үзілістер немесе үзілістер сияқты үлкен проблемаларды тудыруы мүмкін. Өндірушілер бүкіл өндіріс процесінде дәл сәйкестендіруді қамтамасыз ету үшін озық жабдықтар мен технологияға инвестиция салуы керек.
Беткі ақауларды болдырмау тағы бір маңызды мәселе. Өндіріс процесінде HDI қатты иілгіш тақталардың өнімділігі мен сенімділігіне әсер ететін сызаттар, ойықтар немесе ластаушы заттар сияқты бет ақаулары пайда болуы мүмкін.Бұл ақаулар электр қосылымдарына кедергі келтіруі, сигналдың тұтастығына әсер етуі немесе тіпті тақтаның мүлдем істен шығуына әкелуі мүмкін. Беткі ақауларды болдырмау үшін мұқият өңдеуді, жүйелі тексерулерді және өндіріс кезінде таза ортаны пайдалануды қамтитын сапаны бақылаудың қатаң шараларын қабылдау қажет.
Ламинация кезінде кедергі өзгерістерін азайту HDI қатты икемді тақталардың электрлік өнімділігін сақтау үшін өте маңызды.Ламинация әртүрлі қабаттарды біріктіру үшін жылу мен қысымды қолдануды қамтиды. Дегенмен, бұл процесс диэлектрлік өтімділік пен өткізгіш енінің өзгеруін тудыруы мүмкін, бұл кедергінің жағымсыз өзгерістеріне әкеледі. Бұл өзгерістерді азайту үшін ламинация процесін бақылау температураны, қысымды және уақытты дәл бақылауды, сондай-ақ дизайн сипаттамаларын қатаң сақтауды талап етеді. Сонымен қатар, қажетті кедергінің сақталуын қамтамасыз ету үшін алдыңғы қатарлы тестілеу және тексеру әдістерін қолдануға болады.
HDI икемді тақталарын өндірудегі осы қиындықтарды жеңу дизайнерлер мен өндірушілердің бүкіл процесс барысында тығыз жұмыс істеуін талап етеді.Дизайнерлер өндірістік шектеулерді мұқият қарастырып, оларды өндірушілерге тиімді түрде жеткізуі керек. Екінші жағынан, өндірушілер қолайлы өндіріс процесін жүзеге асыру үшін дизайн талаптары мен шектеулерін түсінуі керек. Ынтымақтастық жобалау кезеңінің басында ықтимал мәселелерді шешуге көмектеседі және өндіріс процесінің жоғары сапалы HDI қатты икемді тақталары үшін оңтайландырылғанын қамтамасыз етеді.

Қорытынды:

HDI қатты икемді ПХД өндіру процесі білікті, дәл және сенімді технологияны қажет ететін күрделі, бірақ маңызды қадамдар сериясы болып табылады.Процестің әрбір кезеңін түсіну Капелге қысқа мерзімде керемет өнімді жеткізу мүмкіндігін оңтайландыруға мүмкіндік береді. Бірлескен жобалық күш-жігерге, автоматтандыруға және процестерді үздіксіз жақсартуға басымдық бере отырып, Capel HDI қатты икемді ПХД өндірісінде алдыңғы қатарда қала алады және салалардағы көп функциялы және жоғары өнімді тақталарға өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыра алады.