แผงวงจรหลายชั้น HDIในฐานะผู้ให้บริการเทคโนโลยีรายสำคัญในการบรรลุเป้าหมายนี้ ได้กลายเป็นแรงผลักดันหลักสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ด้วยแนวคิดการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์และประสิทธิภาพที่เหนือกว่า และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับไฮเอนด์-ต่างๆ
1 ลักษณะทางเทคนิคหลักของแผงวงจรหลายชั้น HDI
(1) ความหนาแน่นและการบูรณาการของเส้นสูงเป็นพิเศษ
คุณลักษณะที่สำคัญของแผงวงจรหลายชั้น HDI คือความหนาแน่นของเส้นสายสูงเป็นพิเศษ- เมื่อเปรียบเทียบกับบอร์ดหลายชั้นแบบดั้งเดิม บอร์ด HDI สามารถบรรลุการเชื่อมต่อที่มีความหนาแน่นสูง-ของส่วนประกอบต่างๆ ในพื้นที่จำกัด โดยใช้รูรับแสงขนาดเล็ก (ที่มีรูรับแสงขั้นต่ำ 0.1 มม. หรือเล็กกว่านั้น) เส้นละเอียด (ที่มีความกว้างของเส้น/ระยะห่างต่ำถึง 30 μ m/30 μ m) และเทคโนโลยีรูฝังแบบตาบอด ตัวอย่างเช่น ในมาเธอร์บอร์ดของสมาร์ทโฟน แผงวงจรหลายชั้น HDI สามารถรวมส่วนประกอบหลายร้อยชิ้นในขนาดกะทัดรัด เช่น โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ ชิป RF ฯลฯ ซึ่งช่วยลดพื้นที่ของแผงวงจรได้อย่างมาก และมอบความเป็นไปได้ในการออกแบบสมาร์ทโฟนให้มีน้ำหนักเบา
(2) ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่ดีเยี่ยม
ด้วยการปรับปรุงความเร็วการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างต่อเนื่อง ความต้องการที่สูงขึ้นจึงถูกหยิบยกขึ้นมาเพื่อความสมบูรณ์และความเร็วสูงในการส่งสัญญาณ แผงวงจรหลายชั้น HDI สามารถลดการสูญเสียและการรบกวนระหว่างการส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับโครงร่างวงจรและวัสดุอิเล็กทริกให้เหมาะสม วัสดุแทนเจนต์ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำและการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำ รวมถึงเทคโนโลยีควบคุมอิมพีแดนซ์ที่แม่นยำ ทำให้มั่นใจได้ว่าสัญญาณความเร็วสูง- (เช่น สัญญาณคลื่นมิลลิเมตรในการสื่อสาร 5G) ยังคงมีเสถียรภาพในระหว่างการส่งสัญญาณ หลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น การบิดเบือนและความล่าช้าของสัญญาณ และรับประกันประสิทธิภาพของการประมวลผลและการส่งข้อมูลอุปกรณ์
(3) วิธีการเชื่อมต่อระหว่างชั้นที่ยืดหยุ่น
แผงวงจรหลายชั้น HDI มีวิธีการเชื่อมต่อระหว่างชั้นที่ยืดหยุ่นได้หลายวิธี เช่น รูตัน (เชื่อมต่อจากพื้นผิวไปยังชั้นใน แต่ไม่เจาะแผงวงจรทั้งหมด) รูฝัง (อยู่ในชั้นในของแผงวงจรโดยสมบูรณ์ ไม่ได้เชื่อมต่อกับชั้นพื้นผิว) และรูทะลุ (เจาะแผงวงจรทั้งหมด) รวมกันในการออกแบบ วิธีการเชื่อมต่อโครงข่ายที่หลากหลายนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงประสิทธิภาพการเดินสายของแผงวงจรเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบจากปรสิตของ Via บนเส้นทางการส่งสัญญาณ ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการส่งสัญญาณ ในขณะเดียวกัน ยังให้ความยืดหยุ่นที่มากขึ้นสำหรับการออกแบบวงจรที่ซับซ้อน ซึ่งตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพระหว่างโมดูลการทำงานต่างๆ
2 เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงของแผงวงจรหลายชั้น HDI
(1) เทคโนโลยีแบบหลายชั้นทำให้มีการเดินสายที่มีความหนาแน่นสูง-
แกนหลักของการผลิตแผงวงจรหลายชั้น HDI อยู่ที่เทคโนโลยีการแบ่งชั้น เทคโนโลยีนี้ใช้วิธีการ "ซ้อนชั้นทีละชั้น ทีละชั้น" เพื่อสร้างแผงวงจร ประการแรก รูตันเล็กๆ ถูกประดิษฐ์ขึ้นบนพื้นผิวหลักโดยใช้เทคโนโลยีการเจาะด้วยเลเซอร์ ตามด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าและการเติมรูเพื่อสร้างการเชื่อมต่อระหว่างชั้น ถัดไป พื้นผิวถูกเคลือบด้วยวัสดุฉนวนไฟฟ้า และวงจรละเอียดถูกประดิษฐ์ขึ้นผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การพิมพ์หินด้วยแสงและการแกะสลัก ทำซ้ำขั้นตอนข้างต้นเพื่อค่อยๆ เพิ่มจำนวนชั้นและความหนาแน่นของวงจรของแผงวงจร กระบวนการแบ่งชั้นนี้สามารถควบคุมขนาดของวงจรและความแม่นยำในการจัดตำแหน่งระหว่างชั้นต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ ทำให้ได้รับ-การผลิตแผงวงจรที่มีความหนาแน่นสูงและมีความแม่นยำสูง-
(2) เทคโนโลยีการเจาะด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูง
การเจาะด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญในการผลิตแผงวงจรหลายชั้น HDI ด้วยการใช้ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูง- รูรับแสงขนาดเล็กจึงสามารถตัดเฉือนบนวัสดุแผงวงจรได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ เมื่อเปรียบเทียบกับการเจาะเชิงกลแบบดั้งเดิม การเจาะด้วยเลเซอร์มีข้อดีคือรูรับแสงขนาดเล็ก ความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูง และผนังรูเรียบ ซึ่งสามารถตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดของบอร์ด HDI สำหรับการประมวลผลรูขนาดเล็ก ในขณะเดียวกัน การเจาะด้วยเลเซอร์ยังสามารถเจาะได้ทุกรูปทรง ทำให้มีความเป็นไปได้มากขึ้นสำหรับการออกแบบวงจรที่ซับซ้อน
(3) กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าและการรักษาพื้นผิวขั้นสูง
กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าและการรักษาพื้นผิวขั้นสูงถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของแผงวงจรหลายชั้น HDI ในกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า เทคโนโลยีการชุบด้วยไฟฟ้าแบบเติมรูถูกนำมาใช้เพื่อให้แน่ใจว่ารูตันและรูฝังนั้นเต็มไปด้วยทองแดง ช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อระหว่างชั้น ในแง่ของการรักษาพื้นผิว กระบวนการทั่วไป ได้แก่ การสะสมนิกเกิลทางเคมีและสารป้องกันบัดกรีแบบอินทรีย์ ซึ่งสามารถปกป้องพื้นผิวของแผงวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงความสามารถในการบัดกรีและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน และยืดอายุการใช้งานของแผงวงจร
3, ขอบเขตการใช้งานที่กว้างของแผงวงจรหลายชั้น HDI
(1) สมาร์ทโฟนและเทอร์มินัลมือถือ
ในฐานะตลาดแอปพลิเคชันที่ใหญ่ที่สุดสำหรับแผงวงจรหลายชั้น HDI สมาร์ทโฟนมีความต้องการแผงวงจรที่บางและประสิทธิภาพสูง{0}}สูง บอร์ด HDI กลายเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับมาเธอร์บอร์ดของสมาร์ทโฟน เนื่องจากมีบูรณาการสูงและประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณที่ยอดเยี่ยม ไม่เพียงแต่สามารถผสานรวมส่วนประกอบหลัก เช่น โปรเซสเซอร์ โมดูลกล้อง และโมดูล RF เท่านั้น แต่ยังตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดด้านความสมบูรณ์ของสัญญาณสำหรับการสื่อสาร 5G การส่งข้อมูลความเร็วสูง- และฟังก์ชันอื่นๆ ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาสมาร์ทโฟนไปสู่ทิศทางที่บางและชาญฉลาดยิ่งขึ้น
(2) อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และการขับขี่อัตโนมัติ
ภายใต้กระแสของรถยนต์ที่ชาญฉลาดและใช้พลังงานไฟฟ้า ระบบอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์กำลังมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้เกิดความท้าทายใหม่ๆ ต่อความน่าเชื่อถือและการบูรณาการของแผงวงจร แผงวงจรหลายชั้น HDI ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น หน่วยควบคุมเครื่องยนต์ ในระบบสาระบันเทิงในรถยนต์ และระบบช่วยเหลือการขับขี่อัตโนมัติ (ADAS) ในรถยนต์ ความน่าเชื่อถือสูงและความสามารถในการป้องกันการรบกวน-สามารถรับประกันการทำงานที่มั่นคงของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ในสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อนและสภาพการทำงานที่รุนแรง โดยให้รากฐานฮาร์ดแวร์ที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาระบบอัจฉริยะด้านยานยนต์
(3) สถานีฐานการสื่อสารและอุปกรณ์ 5G
การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการสื่อสาร 5G ทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับประสิทธิภาพและการรวมอุปกรณ์สื่อสาร แผงวงจรหลายชั้น HDI ที่มีประสิทธิภาพการส่งสัญญาณความเร็วสูง-ที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการเดินสายที่มีความหนาแน่นสูง- ได้กลายเป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์สื่อสาร เช่น สถานีฐาน 5G เราเตอร์ และสวิตช์ สามารถตอบสนองข้อกำหนดการส่งสัญญาณคลื่นมิลลิเมตรในการสื่อสาร 5G รองรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น-เสาอากาศอาร์เรย์ขนาดใหญ่ และช่วยให้เครือข่าย 5G บรรลุ-ความเร็วสูงและการรับส่งข้อมูลที่เสถียร
(4) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ เช่น อุปกรณ์สร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก เครื่องกระตุ้นหัวใจ เครื่องมือตรวจสอบทางการแพทย์แบบพกพา ฯลฯ มีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งในด้านความถูกต้อง ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยของแผงวงจร ความแม่นยำสูงและคุณลักษณะบูรณาการสูงของแผงวงจรหลายชั้น HDI ช่วยให้สามารถตอบสนองความต้องการในการย่อขนาดและความชาญฉลาดในอุปกรณ์ทางการแพทย์ ในขณะเดียวกัน ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและความเสถียรที่ยอดเยี่ยมทำให้มั่นใจในความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ทางการแพทย์ในระหว่างการใช้งานระยะยาว- ซึ่งให้การสนับสนุนอย่างมากสำหรับการวินิจฉัยและการรักษาทางการแพทย์