2025-08-29
ในการแข่งขันเพื่อเปิดตัวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป-จาก 5G สวมใส่ไปจนถึงการปลูกถ่ายทางการแพทย์-HDI ที่สูงขึ้น (การเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง) ต้นแบบ PCB นั้นไม่สามารถต่อรองได้ ต้นแบบเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียง“ บอร์ดทดสอบ”: พวกเขาตรวจสอบการออกแบบที่ซับซ้อนจับข้อบกพร่องก่อนและเชื่อมช่องว่างระหว่างแนวคิดและการผลิตจำนวนมาก ซึ่งแตกต่างจากต้นแบบ PCB มาตรฐาน (ซึ่งจัดการเลย์เอาต์ 2 ชั้นอย่างง่าย), ต้นแบบ HDI ขั้นสูงสนับสนุนคุณสมบัติพิเศษที่มีค่า: 45μm microvias, ความกว้าง/ระยะห่างระหว่างการติดตาม 25/25μM
ตลาด HDI PCB ทั่วโลกคาดว่าจะได้รับผลกระทบ (28.7 พันล้านภายในปี 2571 (Grand View Research) ซึ่งได้รับแรงหนุนจากความต้องการเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับวิศวกรและทีมงานผลิตภัณฑ์
50K - $ 200K ต่อโครงการ คู่มือนี้แบ่งเทคโนโลยีกระบวนการทีละขั้นตอนและการพิจารณาที่สำคัญสำหรับต้นแบบ HDI PCB ขั้นสูงพร้อมการเปรียบเทียบข้อมูลที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลและกรณีการใช้งานจริง ไม่ว่าคุณจะออกแบบเซ็นเซอร์ 28GHz 5G หรือจอภาพกลูโคสที่สวมใส่ได้ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้จะช่วยให้คุณสร้างต้นแบบที่เชื่อถือได้ซึ่งเร่งนวัตกรรม
ประเด็นสำคัญ
1. ต้นแบบ HDI ขั้นสูงรองรับ microvias 45μm, ร่องรอย 25/25μmและ 6–12 ชั้น - ส่งความหนาแน่นส่วนประกอบที่สูงขึ้น 2x (1,200 ส่วนประกอบ/sq.in) กว่าต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิม
2. การขุดเจาะ laser (ความแม่นยำ±5μm) และการเคลือบตามลำดับไม่สามารถต่อรองได้สำหรับต้นแบบ HDI ขั้นสูงลดขนาดคุณสมบัติลง 50% เทียบกับการขุดเจาะเชิงกล
3. เปรียบเทียบกับต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิมรุ่น HDI ขั้นสูงลดเวลาการออกแบบการทำซ้ำ 40% (5–7 วันเทียบกับ 10–14 วัน) และการทำซ้ำหลังการผลิต 60%
4. ความท้าทายที่สำคัญรวมถึงช่องว่างของ Microvia (ลดค่าการนำไฟฟ้าลง 20%) และการจัดแนวที่ไม่ถูกต้อง (ทำให้เกิดความล้มเหลวของต้นแบบ 25%) - ได้รับการแก้ไขด้วยการจัดเรียงด้วยไฟฟ้าและการจัดแนวด้วยแสง
5. แอพพลิเคชั่นระดับสูง (5G, การแพทย์, ADAS ยานยนต์) พึ่งพาต้นแบบ HDI ขั้นสูงเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณ (28GHz+), ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและประสิทธิภาพความร้อน (-40 ° C ถึง 125 ° C)
ต้นแบบ HDI PCB ขั้นสูงคืออะไร?
ต้นแบบ HDI PCB ขั้นสูงเป็นบอร์ดทดสอบที่มีความแม่นยำสูงซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อทำซ้ำประสิทธิภาพของ HDI PCBs ขั้นสูงที่ผลิตขึ้นจำนวนมาก มันแตกต่างจาก HDI มาตรฐานหรือต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิมโดยความสามารถในการจัดการกับคุณสมบัติพิเศษและโครงสร้างเลเยอร์ที่ซับซ้อน-สำคัญสำหรับการตรวจสอบการออกแบบก่อนที่จะปรับขนาดให้กับการผลิต
ลักษณะหลักของต้นแบบ HDI ขั้นสูง
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงไม่เพียง“ เล็ก” กว่าต้นแบบดั้งเดิมเท่านั้น-พวกเขาสร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีพิเศษเพื่อรองรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป:
|
คุณสมบัติ
|
ข้อมูลจำเพาะต้นแบบ HDI ขั้นสูง
|
ข้อกำหนดต้นแบบ PCB มาตรฐาน
|
ข้อได้เปรียบสำหรับนวัตกรรม
|
|
ขนาดของไมโครเวีย
|
45–100μm (ตาบอด/ฝัง)
|
≥200μm (ผ่านหลุม)
|
ความหนาแน่นส่วนประกอบที่สูงขึ้น 2x
|
|
ติดตามความกว้าง/ระยะห่าง
|
25/25μm (1/1mil)
|
50/50μm (2/2mil)
|
เหมาะกับร่องรอยมากขึ้น 30% ในพื้นที่เดียวกัน
|
|
จำนวนเลเยอร์
|
6–12 เลเยอร์ (2+2+2, 4+4 สแต็ค)
|
2–4 เลเยอร์ (ลามิเนตเดี่ยว)
|
รองรับระบบหลายแรงดันและเส้นทางความเร็วสูง
|
|
ระดับเสียง
|
0.4 มม. (BGAS, QFPS)
|
≥0.8มม.
|
เปิดใช้งาน ICS ขนาดเล็ก (เช่นโปรเซสเซอร์ 5nm)
|
|
รองรับความเร็วสัญญาณ
|
28GHz+ (mmwave)
|
≤10GHz
|
ตรวจสอบเส้นทางข้อมูล 5G, เรดาร์และเส้นทางข้อมูลความเร็วสูง
|
ตัวอย่าง: ต้นแบบ HDI ขั้นสูง 6 ชั้นสำหรับสมาร์ทวอทช์ 5G เหมาะกับ 800 ส่วนประกอบ (โมเด็ม 5G, GPS, การจัดการแบตเตอรี่) ในรอยเท้าขนาด 50 มม. × 50 มม.
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงแตกต่างจาก HDI มาตรฐานอย่างไร
ต้นแบบ“ มาตรฐาน” HDI (4 ชั้น, 100μm microvias) ทำงานสำหรับอุปกรณ์สวมใส่พื้นฐานหรือเซ็นเซอร์ IoT แต่จำเป็นต้องมีรุ่นขั้นสูงสำหรับการออกแบบที่ผลักดันขีด จำกัด ทางเทคนิค ตารางด้านล่างเน้นช่องว่างของคีย์:
|
ปัจจัย
|
ต้นแบบ HDI ขั้นสูง
|
ต้นแบบ HDI มาตรฐาน
|
ใช้เคสพอดี
|
|
ความซับซ้อนของเลเยอร์สแต็ค
|
การเคลือบตามลำดับ (2+2+2, 4+4)
|
การเคลือบเดี่ยว (2+2)
|
ขั้นสูง: 5G mmwave; มาตรฐาน: IoT พื้นฐาน
|
|
เทคโนโลยี Microvia
|
Vias ซ้อน/เซ/45μm)
|
Vias คนตาบอดระดับเดียว (100μm)
|
ขั้นสูง: การกำหนดเส้นทางสัญญาณหลายชั้น; มาตรฐาน: การเชื่อมต่อเลเยอร์อย่างง่าย
|
|
การเลือกวัสดุ
|
Rogers RO4350 (ต่ำ DK), polyimide
|
FR4 เท่านั้น
|
ขั้นสูง: ความถี่สูง/ความร้อน; มาตรฐาน: พลังงานต่ำ
|
|
ข้อกำหนดการทดสอบ
|
X-ray, TDR, การปั่นจักรยานด้วยความร้อน
|
การตรวจสอบด้วยภาพเท่านั้น
|
ขั้นสูง: การตรวจสอบสัญญาณ/ความร้อน; มาตรฐาน: ความต่อเนื่องพื้นฐาน
|
ความแตกต่างที่สำคัญ: ต้นแบบ HDI ขั้นสูงไม่เพียงแค่“ ดูเหมือน” บอร์ดการผลิต - พวกเขาดำเนินการเหมือนพวกเขา ตัวอย่างเช่นต้นแบบอุปกรณ์การแพทย์ที่ใช้ polyimide (biocompatible) และ Rogers (การสูญเสียสัญญาณต่ำ) ตรวจสอบความเข้ากันได้ทั้งทางชีวภาพและความแม่นยำของเซ็นเซอร์ในขณะที่ต้นแบบ FR4 มาตรฐานจะพลาดการตรวจสอบประสิทธิภาพที่สำคัญเหล่านี้
กระบวนการผลิตต้นแบบ HDI PCB ขั้นสูงทีละขั้นตอน
การผลิตต้นแบบ HDI ขั้นสูงเป็นเวิร์กโฟลว์ที่ขับเคลื่อนด้วยความแม่นยำซึ่งต้องใช้ 8+ ขั้นตอน-แต่ละคนมีความคลาดเคลื่อน การตัดมุมที่นี่นำไปสู่ต้นแบบที่ไม่สะท้อนประสิทธิภาพการผลิตเสียเวลาและเงิน
ขั้นตอนที่ 1: Design & DFM (ออกแบบเพื่อการผลิต) ตรวจสอบ
ความสำเร็จของต้นแบบเริ่มต้นด้วยการออกแบบ - 90% ของปัญหาการทำซ้ำเกิดจากการมองเห็นความสามารถในการผลิต ขั้นตอนสำคัญ:
1. การออกแบบสแต็ค: สำหรับ 6–12 เลเยอร์ให้ใช้สแต็คที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในอุตสาหกรรมเช่น 2+2+2 (6 ชั้น: สัญญาณด้านบน→พื้นดิน→สัญญาณด้านใน→พลังงาน→พื้นดิน→สัญญาณด้านล่าง) หรือ 4+4 (8 ชั้น: 4 ชั้นในระหว่างระนาบสัญญาณภายนอก) สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของสัญญาณและประสิทธิภาพความร้อน
2. ตำแหน่ง Microvia: Space Microvias ≥100μmแยกออกจากกันเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการขุดเจาะ VIAS แบบเรียงซ้อน (เช่นด้านบน→ด้านใน 1 →ภายใน 2) ควรจัดให้อยู่ในระดับ±3μMเพื่อให้แน่ใจว่าค่าการนำไฟฟ้า
3.DFM การตรวจสอบความถูกต้อง: ใช้เครื่องมือเช่นเครื่องวิเคราะห์ DFM ของ Altium Designer หรือ Cadence Allegro เพื่อแก้ไขปัญหา:
ความกว้างของการติดตาม <25μm (ไม่สามารถผลิตได้ด้วยการแกะสลักด้วยเลเซอร์มาตรฐาน)
เส้นผ่านศูนย์กลางของ Microvia <45μm (ความเสี่ยงของการแตกสลาย)
การครอบคลุมระนาบพื้นดินไม่เพียงพอ (ทำให้ EMI)
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด: ทำงานร่วมกับผู้ผลิตต้นแบบของคุณในระหว่างการออกแบบ - ผู้เชี่ยวชาญ DFM ของพวกเขาสามารถแนะนำการปรับแต่ง (เช่นการขยายการติดตาม20μmเป็น25μm) ที่ประหยัด 1-2 สัปดาห์ของการทำใหม่
ขั้นตอนที่ 2: การเลือกวัสดุสำหรับประสิทธิภาพต้นแบบ
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงต้องการวัสดุที่ตรงกับรายละเอียดการผลิต-การใช้ FR4 สำหรับต้นแบบ 28GHz 5G จะไม่สะท้อนการสูญเสียสัญญาณอย่างถูกต้องในบอร์ดสุดท้ายของ Rogers วัสดุทั่วไป:
|
ประเภทวัสดุ
|
ข้อมูลจำเพาะ
|
วัตถุประสงค์
|
แอปพลิเคชันต้นแบบ
|
|
พื้นผิว
|
Rogers RO4350 (DK = 3.48, DF = 0.0037)
|
การสูญเสียสัญญาณต่ำสำหรับ 28GHz+
|
5G mmwave, ต้นแบบเรดาร์
|
|
|
High-TG FR4 (TG≥170° C)
|
คุ้มค่าสำหรับการออกแบบความถี่ต่ำ
|
สวมใส่ต้นแบบ IoT
|
|
|
polyimide (tg = 260 ° C)
|
ความยืดหยุ่นความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
|
อุปกรณ์ที่พับเก็บได้การปลูกถ่ายทางการแพทย์
|
|
ฟอยล์ทองแดง
|
1oz (35μm) ทองแดงรีด (RA <0.5μm)
|
พื้นผิวเรียบสำหรับสัญญาณความเร็วสูง
|
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงทั้งหมด
|
|
|
2oz (70μm) อิเล็กโทรไลติกทองแดง
|
กระแสสูงสำหรับชั้นพลังงาน
|
เซ็นเซอร์ EV, เครื่องบินพลังงานต้นแบบอุตสาหกรรม
|
|
เตรียมการ
|
Rogers 4450F (DK = 3.5)
|
Bonds Rogers substrates, การสูญเสียสัญญาณต่ำ
|
5G, ต้นแบบเรดาร์
|
|
|
FR4 prepreg (tg = 180 ° C)
|
พันธะที่คุ้มค่าสำหรับ FR4
|
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงมาตรฐาน
|
ตัวอย่าง: ต้นแบบสถานีฐาน 5G ใช้สารตั้งต้น Rogers RO4350 และทองแดงรีด 1 ออนซ์ - จำลองการสูญเสียสัญญาณการผลิต (0.8dB/นิ้วที่ 28GHz) เทียบกับ 2.5dB/นิ้วกับ FR4
ขั้นตอนที่ 3: microvias การขุดเจาะด้วยเลเซอร์
การขุดเจาะเชิงกลไม่สามารถทำได้45μm microvias - การขุดเจาะแบบเลเซอร์เป็นตัวเลือกเดียวสำหรับต้นแบบ HDI ขั้นสูง รายละเอียดสำคัญ:
A.laser ประเภท: เลเซอร์ UV (ความยาวคลื่น 355Nm) เพื่อความแม่นยำ - ลดค่า45μm Blind Vias ที่มีความแม่นยำ±5μm
ความเร็ว B.Drilling: 100–150 หลุม/วินาที - เพียงพอสำหรับต้นแบบ (10–100 หน่วย) โดยไม่ต้องเสียสละคุณภาพ
การควบคุมความลึก: ใช้เลเซอร์“ การตรวจจับความลึก” เพื่อหยุดการขุดเจาะที่เลเยอร์ด้านใน (เช่นด้านบน→ด้านใน 1 ไม่ใช่ผ่านบอร์ดทั้งหมด)-ป้องกันวงจรสั้น ๆ
|
วิธีการขุดเจาะ
|
ช่วงขนาด Microvia
|
ความแม่นยำ
|
ความเร็ว
|
ดีที่สุดสำหรับ
|
|
การขุดเจาะเลเซอร์ UV
|
45–100μm
|
±5μm
|
100 หลุม/วินาที
|
ต้นแบบ HDI ขั้นสูง (Vind/Buried Vias)
|
|
การขุดเจาะเชิงกล
|
≥200μm
|
±20μm
|
50 หลุม/วินาที
|
ต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิม (ผ่านหลุม)
|
การตรวจสอบคุณภาพที่สำคัญ: หลังจากการขุดเจาะให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ออปติคัลเพื่อตรวจสอบ“ หนาม” (เสือเรซิน) ภายใน Vias - การชุบทองแดงบล็อกเหล่านี้และทำให้วงจรเปิด
ขั้นตอนที่ 4: การเคลือบตามลำดับ
ซึ่งแตกต่างจาก PCB แบบดั้งเดิม (ลามิเนตในขั้นตอนเดียว) ต้นแบบ HDI ขั้นสูงใช้การเคลือบแบบต่อเนื่องเพื่อสร้างสแต็กเลเยอร์ที่ซับซ้อน (เช่น 2+2+2) ด้วยการจัดตำแหน่งที่แน่น:
A.sub-stack การประดิษฐ์: สร้าง 2-4 ชั้นย่อยสแต็ค (เช่นสัญญาณด้านบน + กราวด์) โดยใช้ prepreg และการกดสูญญากาศ (180 ° C, 400 psi เป็นเวลา 60 นาที)
B.Elignment & Bonding: ใช้เครื่องหมายแสงแบบออพติคอล (เส้นผ่านศูนย์กลาง100μm) เพื่อจัดแนวสแต็คย่อยเป็น±3μmซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ microvias แบบซ้อน
C.Curing: รักษาสแต็คเต็มที่ 180 ° C เป็นเวลา 90 นาทีเพื่อให้แน่ใจว่าการยึดเกาะแบบ prepreg - หลีกเลี่ยงการปนเปื้อนระหว่างการทดสอบ
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย: ความดันที่ไม่สม่ำเสมอในระหว่างการเคลือบทำให้เกิดการแปรปรวนของชั้น วิธีแก้ปัญหา: ใช้ระบบ“ การทำแผนที่ความดัน” เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอ 400 psi ทั่วต้นแบบ
ขั้นตอนที่ 5: การชุบทองแดงและการเติม Microvia
Microvias จะต้องเต็มไปด้วยทองแดงเพื่อให้แน่ใจว่าค่าการนำไฟฟ้า - Voids นี่เป็นสาเหตุอันดับต้น ๆ ของความล้มเหลวของต้นแบบ:
A.Desmearing: กำจัดอีพ็อกซี่ตกค้างออกจากผนังด้วยสารละลาย Permanganate - การยึดเกาะของทองแดง
B.electroless Copper Plating: ฝากชั้นทองแดงบาง ๆ (0.5μm) เพื่อสร้างฐานนำไฟฟ้า
C.Electroplating: ใช้กรดทองแดงซัลเฟตที่มีกระแสชีพจร (5–10A/dM²) เพื่อเติม vias ให้กับความหนาแน่น 95% - สารเติมแต่งอินทรีย์ ADD (เช่นโพลีเอทิลีนไกลคอล) เพื่อกำจัดช่องว่าง
d.planarization: บดพื้นผิวเพื่อกำจัดทองแดงส่วนเกิน - ความเรียบง่ายเพื่อให้ได้การวางส่วนประกอบ
การทดสอบ: ใช้การตรวจสอบรังสีเอกซ์เพื่อตรวจสอบผ่านอัตราการเติม-Voids> 5% ลดค่าการนำไฟฟ้าลง 10% และจะต้องทำใหม่
ขั้นตอนที่ 6: แอปพลิเคชันหน้ากาก Etching & Bolder
การแกะสลักสร้างร่องรอยที่ดีที่กำหนดต้นแบบ HDI ขั้นสูงในขณะที่หน้ากากประสานกันช่วยปกป้องพวกเขา:
แอปพลิเคชัน A.Photoresist: ใช้ฟิล์มที่ไวต่อแสงกับเลเยอร์ทองแดง - แสง UV ทำให้พื้นที่ถูกจารึกไว้
B.ETCHING: ใช้แอมโมเนียม persulfate เพื่อละลายทองแดงที่ยังไม่ได้รับการตรวจสอบ - การตรวจสอบด้วยแสง (AOI) ตรวจสอบความกว้างของการติดตาม (25μM± 5%)
C.Solder Mask: ใช้ LPI ที่อุณหภูมิสูง (ของเหลว photoimageable) หน้ากากประสาน (TG≥150° C)-รักษาด้วยแสง UV ปล่อยให้แผ่นรองเปิดรับการบัดกรีส่วนประกอบ
ตัวเลือกสี: สีเขียวเป็นมาตรฐาน แต่หน้ากากบัดกรีสีดำหรือสีขาวใช้สำหรับต้นแบบที่ต้องการความคมชัดของแสง (เช่นจอแสดงผลที่สวมใส่ได้) หรือสุนทรียศาสตร์
ขั้นตอนที่ 7: การทดสอบต้นแบบและการตรวจสอบความถูกต้อง
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงต้องการการทดสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาตรงกับประสิทธิภาพการผลิต การทดสอบที่สำคัญ:
|
ประเภททดสอบ
|
วัตถุประสงค์
|
ข้อมูลจำเพาะ
|
เกณฑ์ผ่าน/ล้มเหลว
|
|
การตรวจสอบรังสีเอกซ์
|
ตรวจสอบการจัดแนว Microvia Fill and Layer
|
95% ผ่านการเติม, การจัดตำแหน่ง±3μm
|
ล้มเหลวหากเติม <90% หรือการจัดตำแหน่ง> ±5μm
|
|
TDR (Time Domain Reflectometer)
|
วัดความต้านทานและการสะท้อนสัญญาณ
|
50Ω± 5% (ปลายเดี่ยว), 100Ω± 5% (Differential)
|
ล้มเหลวหากการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน> ± 10%
|
|
การปั่นจักรยานความร้อน
|
ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของความร้อน
|
-40 ° C ถึง 125 ° C (100 รอบ)
|
ล้มเหลวหากเกิดการแตกหรือร่องรอยเกิดขึ้น
|
|
การทดสอบความต่อเนื่อง
|
ตรวจสอบการเชื่อมต่อไฟฟ้า
|
100% ของการทดสอบร่องรอย/vias
|
ล้มเหลวหากตรวจพบวงจรเปิด/ลัดวงจร
|
ตัวอย่าง: ต้นแบบอุปกรณ์การแพทย์ผ่านรอบความร้อน 100 รอบเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพในการแกว่งอุณหภูมิของร่างกาย (37 ° C ± 5 ° C)-ไม่มีการ delamination หมายถึงการออกแบบพร้อม
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงกับต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิม: การเปรียบเทียบที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล
มูลค่าของต้นแบบ HDI ขั้นสูงชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกดั้งเดิม ด้านล่างเป็นวิธีที่พวกเขาซ้อนกันในตัวชี้วัดที่สำคัญ
|
ตัวชี้วัด
|
ต้นแบบ HDI ขั้นสูง
|
ต้นแบบ PCB แบบดั้งเดิม
|
ผลกระทบต่อระยะเวลา/ต้นทุนโครงการ
|
|
ความหนาแน่นของส่วนประกอบ
|
1,200 ส่วนประกอบ/sq.in
|
600 ส่วนประกอบ/sq.in
|
ขั้นสูง: เหมาะกับ 2x ส่วนประกอบลดขนาดต้นแบบลง 35%
|
|
รองรับความเร็วสัญญาณ
|
28GHz+ (mmwave)
|
≤10GHz
|
ขั้นสูง: ตรวจสอบการออกแบบ 5G/เรดาร์; แบบดั้งเดิม: การทดสอบความเร็วสูงล้มเหลว
|
|
เวลาผลิต
|
5–7 วัน (ต้นแบบวิ่ง 10 หน่วย)
|
10–14 วัน
|
ขั้นสูง: ลดเวลาวนซ้ำ 40%เร่งเปิดตัว 2-3 สัปดาห์
|
|
อัตราการทำงานซ้ำ
|
8% (เนื่องจากการตรวจสอบ DFM และ AOI)
|
20% (ข้อผิดพลาดด้วยตนเองการจัดตำแหน่งที่ไม่ดี)
|
ขั้นสูง: บันทึก (10k–) 30k ต่อต้นแบบทำงานในการทำใหม่
|
|
ราคาต่อหน่วย
|
(50–) 100 (6 ชั้น, โรเจอร์ส)
|
(20–) 40 (4 ชั้น, FR4)
|
ขั้นสูง: ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูงขึ้น แต่ประหยัด (50K–) 200K ในการแก้ไขหลังการผลิต
|
|
ออกแบบการทำซ้ำง่าย
|
Fast (แก้ไขไฟล์ดิจิตอลไม่มีหน้ากากใหม่)
|
ช้า (Photomasks ใหม่สำหรับการเปลี่ยนแปลง)
|
ขั้นสูง: 3 การออกแบบซ้ำใน 2 สัปดาห์; แบบดั้งเดิม: 1 ซ้ำใน 2 สัปดาห์
|
กรณีศึกษา: การเริ่มต้น 5G เปลี่ยนจากแบบดั้งเดิมเป็นต้นแบบ HDI ขั้นสูงสำหรับเซ็นเซอร์ MMWave ต้นแบบขั้นสูงลดเวลาการวนซ้ำจาก 14 ถึง 7 วันระบุปัญหาการสะท้อนสัญญาณก่อน (ประหยัด $ 80K ในการผลิตซ้ำ) และเปิดใช้งานการเปิดตัว 3 สัปดาห์ก่อนคู่แข่ง
ความท้าทายที่สำคัญในการผลิตต้นแบบ HDI ขั้นสูง (และโซลูชั่น)
ต้นแบบ HDI ขั้นสูงมีความต้องการทางเทคนิค - นี่คือความท้าทายอันดับต้น ๆ และวิธีการเอาชนะพวกเขา:
1. ช่องว่างของ Microvia (การสูญเสียการนำไฟฟ้า 20%)
A. สาเหตุ: อากาศที่ติดอยู่ในระหว่างการชุบหรือการไหลของทองแดงไม่เพียงพอไปยัง Vias เล็ก ๆ (45μm)
b.mpact: ช่องว่างลดความสามารถในการพกพาในปัจจุบันและเพิ่มการสูญเสียสัญญาณ-สำคัญสำหรับส่วนประกอบที่หิวโหยเช่น 5G PAS
C.Solution:
ใช้ pulse electroplating (กระแสสลับ) เพื่อผลักทองแดงไปยัง vias เพิ่มอัตราการเติมเป็น 95%
เพิ่มสารลดแรงตึงผิวลงในอ่างชุบเพื่อทำลายแรงตึงผิวกำจัดฟองอากาศ
การตรวจสอบรังสีเอกซ์หลังการชุบเพื่อจับช่องว่างก่อน-ทำงานภายใน 24 ชั่วโมงแทนที่จะเป็นหลังการวางส่วนประกอบ
ผลลัพธ์: ผู้ผลิตต้นแบบที่ใช้การชุบพัลส์ลดอัตราโมฆะจาก 15% เป็น 3 - การทำงานซ้ำ 80%
2. การจัดแนวของชั้น (±10μm = วงจรลัด)
A. สาเหตุ: การดริฟท์เชิงกลในระหว่างการเคลือบหรือการมองเห็นเครื่องหมาย fiducial ที่ไม่ดี
b.mpact: เลเยอร์ที่ไม่ตรงแนวแตก microvias ซ้อนกัน (เช่นด้านบน→ด้านใน 1 →ภายใน 2) และทำให้เกิดวงจรสั้น ๆ ระหว่างเลเยอร์พลังงาน/สัญญาณ
C.Solution:
ใช้ระบบการจัดตำแหน่งแบบออพติคอลด้วยกล้องความละเอียดสูง (12MP) เพื่อติดตามเครื่องหมาย fiducial-การจัดตำแหน่ง±3μm
คูปองทดสอบล่วงหน้า (บอร์ดตัวอย่างขนาดเล็ก) เพื่อตรวจสอบการจัดตำแหน่งก่อนที่ต้นแบบเต็มจะทำงาน
หลีกเลี่ยงสารตั้งต้นที่ยืดหยุ่น (polyimide) สำหรับต้นแบบแรก - พวกเขาแปรปรวนมากกว่า FR4/Rogers แข็ง
จุดข้อมูล: การจัดตำแหน่งทางแสงช่วยลดข้อบกพร่องที่ไม่เหมาะสมโดย 90% เทียบกับการจัดตำแหน่งเชิงกล-สำคัญสำหรับต้นแบบ 12 ชั้น
3. ความล้มเหลวของสัญญาณความสมบูรณ์ (28GHz+ การสูญเสีย)
A. สาเหตุ: พื้นผิวทองแดงขรุขระความต้านทานต่อความต้านทานหรือระนาบพื้นไม่เพียงพอ
b.mpact: การสูญเสียสัญญาณ> 2dB/นิ้วที่ 28GHz ทำให้ต้นแบบ 5G/เรดาร์ไร้ประโยชน์ - พวกเขาไม่ได้สะท้อนประสิทธิภาพการผลิต
C.Solution:
ใช้ทองแดงรีด (RA <0.5μM) แทนอิเล็กโทรไลติก (RA1–2μM) - ลดการสูญเสียตัวนำได้ 30%
การออกแบบการกำหนดค่า stripline (เลเยอร์สัญญาณระหว่างสองระนาบพื้นดิน) เพื่อรักษาความต้านทาน50Ω
ทดสอบด้วยเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ (VNA) เพื่อวัด S-parameters (S11, S21)-การสูญเสียสัญญาณตรวจสอบ <0.8dB/นิ้วที่ 28GHz
ตัวอย่าง: ต้นแบบเรดาร์ที่ใช้ทองแดงรีดและการออกแบบ stripline ได้รับการสูญเสีย 0.7dB/นิ้วที่ 77GHz - Vs 1.5dB/นิ้วพร้อมด้วยอิเล็กโทรไลต์ทองแดงและการออกแบบ microstrip
4. ต้นทุนต้นแบบสูง (สิ่งกีดขวางสำหรับสตาร์ทอัพ)
A. สาเหตุ: วัสดุพิเศษ (Rogers), การขุดเจาะด้วยเลเซอร์และการทดสอบเพิ่ม 2-3x ให้กับต้นทุนเทียบกับต้นแบบดั้งเดิม
B.Mimpact: การเริ่มต้นที่มีงบประมาณ จำกัด อาจข้ามต้นแบบ HDI ขั้นสูงซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในการผลิตที่มีราคาแพง
C.Solution:
ต้นแบบไฮบริด: ใช้ Rogers สำหรับส่วนความถี่สูงและ FR4 สำหรับเลเยอร์ที่ไม่สำคัญ-ลดต้นทุนวัสดุ 30%
Panelization: กลุ่ม 10–20 ต้นแบบขนาดเล็กลงบนแผงควบคุมหนึ่ง - ลดค่าธรรมเนียมการตั้งค่า 50%
ส่วนลดต้นแบบต่อการผลิต: พันธมิตรกับผู้ผลิ
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา
