Co je HDI DPS?

Za technologickými zázraky 21. století je HDI DPS určitě jedním z největších faktorů přispívajících k našemu stále více digitalizovanému světu. Deska plošných spojů HDI se používá ve všem, od chytrých zařízení po rakety.

HDI DPS

Deska s vysokou hustotou (High Density Interconnect) zapojení na jednotku plochy ve srovnání s běžnějšími deskami. Jako HDI desky se obvykle označují vícevrstvé desky s využitím jedné ale spíše kombinací těchto technologií: spoj/mezera menší než 100 µm, slepé a pohřbené otvory, postupná laminace, mikrovias (prokovené otvory s průměrem menším než 0,2mm), BGA (Ball Grid Array), Via-in-Pad a napojované otvory.

 HDI desky se využívají primárně pro miniaturizaci, pro velmi vysokou hustotu propojení v separovaných funkčních blocích a také pokud potřebujete propojit větší počet vrstev různě mezi sebou.

HDI desky mohou být flexibilní nebo jako kombinace rigid-flex.

Výhody HDI desek?

Primární využití HDI PCB vychází z tlaku na miniaturizaci. Elektronická zařízení byla zpočátku limitována velikostí desek plošných spojů, které se musely přizpůsobit existujícím součástkám. Nejzřetelněji je to vidět na prvních mobilních telefonech, zařízeních o velikosti kufru, či v lepším případě rozměrem a hmotností cihly s podstatně omezenou funkčností ve srovnání se současnými smartphony.

S rozvojem SMT technologie, postupným zmenšováním pouzder součástek a požadavkem na intenzivnější využití povrchu desky pro osazení součástek byly HDI PCB schopny mnohem více využít omezenou plochu.

HDI PCB nabízí výhody jako:

• Velikost – Přenosná zařízení, jak je známe dnes, by nebyla možná bez desek plošných spojů HDI. Díky své malé velikosti jsou desky HDI DPS vhodné do technologií, kterou můžeme nosit a strčit do kapsy.

• Nižší náklady na materiály – Díky výrazně zmenšenému měřítku HDI DPS používají mnohem méně materiálů s lepším výkonem než jiné typy desek plošných spojů.

• Rychlejší prototypování – Doba potřebná k vytvoření HDI DPS je kratší než návrh několika separátně fungujících jednodušších desek, což vede k méně času strávenému navrhováním a testováním prototypů.

• Rychlejší přenos signálu – Vzhledem k tomu, že desky HDI DPS zabírají méně místa než jejich předchůdci, musí elektrické signály urazit menší vzdálenost. Tyto desky tak mají menší ztráty signálu a zpoždění při přechodu (impedanci).

• Vyšší tepelná odolnost – HDI PCB se někdy používají ve vysokoteplotních aplikacích, které vyžadují, aby fungovaly v extrémních podmínkách. Materiály vhodné pro HDI desky mají standardně vyšší srovnatelnou tepelnou odolnost.

Požadavky na výrobu  HDI

K výrobě HDI DPS jsou vyžadovány speciální výrobní techniky. Pro výrobu je zásadní najít výrobce, který splňuje standardy výroby HDI a má také schopnost DPS vyrobit co nejrychleji.

Efektivní výroba by měla zahrnovat:

• Digitální proces osvitu motivu (LDI, MDI atp.)
• Schopnost vrtat mikrootvory (mechanicky či laserem)
• Slepé & skryté otvory
• Skládané a stupňovité spoje
• Postupnou laminaci
• Zaplňování otvorů epoxidovou pastou

Podstatného zvýšení počtu propojovacích otvorů se na stejné ploše desky dosáhne použitím otvorů, které nejsou vrtány skrz celou desku, ale pouze mezi potřebnými vrstvami uvnitř desky. Tím vznikají propojovací otvory typu „burried“ via (pohřbené otvory), které jsou výsledně zalaminovány v desce. Takto lze umístit potřebný via otvor např. i pod SMT pájecí plošku, nebo pod jiný „burried” via otvor.

Pouhé použití „burried“ via otvorů by ještě nepřineslo požadovaný výsledek, pokud by se současně nekombinovalo se zmenšením rozměrů všech propojovacích otvorů. Používané „microvia“ jsou propojovací otvory o průměru 200 mikronů a méně.

Aby bylo možné použít „burried“ via otvory, je potřeba použít při výrobě desky metodu postupné laminace, známé pod zkratkou SBU (Sequential Build-Up).

Kombinace via otvorů klasických, „blind“ a „burried“ o rozměrech „microvia“ při použití postupné laminace je základem HDI technologie při výrobě desky plošných spojů.

HDI DPS využívají nejnovější dostupné technologie pro zvýšení funkčnosti. Tento pokrok v technologii DPS podporuje pokročilé funkce v revolučních nových produktech, včetně 5G komunikace, síťového vybavení, internetu věcí, zdravotnických nositelných zařízení pro monitorování pacientů a vybavením pro armádu.

Stručně řečeno, desky plošných spojů HDI mají lepší výkon, jsou v konečném důsledku efektivnější. Díky menší konstrukci umožňují tyto desky plošných spojů širší škálu aplikací, od letectví až po spotřební výrobky a nositelnou elektroniku.