مقدمه ای بر برد مدار چاپی با چگالی بالا

بردهای مدار چاپی اجزای ساختاری هستند که از مواد عایق تکمیل شده توسط سیم کشی هادی تشکیل شده اند. هنگام ساخت محصول نهایی، مدارهای مجتمع، ترانزیستورها، دیودها، قطعات غیرفعال و سایر قطعات الکترونیکی دیگر بر روی آن نصب می شوند. با اتصال سیم ها می توان اتصالات و عملکردهای سیگنال الکترونیکی را تشکیل داد. بنابراین، بردهای مدار چاپی پلت فرمی هستند که اتصالات اجزا را فراهم می کنند و به عنوان پایه ای برای اتصال قطعات عمل می کنند.

با توجه به اینکه بردهای مدار چاپی محصول نهایی عمومی نیستند، تعریف نام آنها تا حدودی گیج کننده است. به عنوان مثال، مادربردهایی که در رایانه های شخصی استفاده می شوند، مادربرد نامیده می شوند و نمی توان آنها را مستقیماً برد مدار چاپی نامید. اگرچه بردهایی در مادربردها وجود دارد، اما آنها یکسان نیستند. بنابراین هنگام ارزیابی صنعت نمی توان گفت که این دو به هم مرتبط هستند اما نمی توان گفت که یکسان هستند. به عنوان مثال، از آنجایی که قطعات مدار مجتمع بر روی برد مدار بارگذاری شده است، رسانه های خبری از آن به عنوان برد آی سی یاد می کنند، اما در اصل، معادل یک برد مدار چاپی نیست.

با روند محصولات الکترونیکی چند منظوره و پیچیده، فاصله تماس اجزای مدار مجتمع کاهش می‌یابد و سرعت انتقال سیگنال نسبتاً افزایش می‌یابد. این منجر به افزایش تعداد اتصالات و کاهش موضعی در طول سیم‌کشی بین نقطه‌ای می‌شود. اینها برای دستیابی به هدف نیاز به استفاده از پیکربندی سیم کشی با چگالی بالا و فناوری ریز منفذ دارند. سیم کشی و پل زدن اساساً برای بردهای یک و دو طرفه دشوار است و در نتیجه بردهای مدار چاپی چند لایه می شوند. علاوه بر این، به دلیل افزایش مداوم خطوط سیگنال، لایه‌های قدرت بیشتر و سطوح زمین ابزار لازم برای طراحی هستند که همگی مدارهای چاپی لایه‌ای را رایج‌تر می‌کنند.

برای نیازهای الکتریکی سیگنال‌های پرسرعت، بردهای مدار چاپی باید کنترل امپدانس با ویژگی‌های AC، قابلیت انتقال فرکانس بالا و کاهش تشعشعات غیرضروری (EMI) را فراهم کنند. اتخاذ ساختار نوار و میکرواستریپ، طراحی چند لایه ضروری می شود. به منظور کاهش مشکل کیفیت انتقال سیگنال، دی الکتریک پایین اتخاذ خواهد شد. به منظور پاسخگویی به کوچک سازی و آرایه قطعات الکترونیکی، تراکم بردهای مدار چاپی نیز به طور مداوم برای پاسخگویی به تقاضا افزایش می یابد. ظهور روش‌های مونتاژ برای قطعاتی مانند BGA، CSP، و DCA (اتصال مستقیم تراشه) بردهای مدار چاپی را به سطوح بی‌سابقه‌ای با چگالی بالا ارتقا داده است.

سوراخ هایی با قطر کمتر از 150m در صنعت به عنوان ریز منافذ شناخته می شوند. مدارهای ساخته شده با استفاده از فناوری ساختار هندسی این ریز منافذ می توانند کارایی مونتاژ، استفاده از فضا و سایر جنبه ها را بهبود بخشند. در عین حال، برای کوچک سازی محصولات الکترونیکی نیز ضروری است.

نام‌های مختلفی در صنعت برای محصولات برد مدار چاپی با این نوع ساختار وجود دارد. به عنوان مثال، شرکت های اروپایی و آمریکایی به دلیل استفاده از روش های ساخت متوالی در برنامه های خود، این نوع محصولات را SBU می نامیدند که به طور کلی به روش لایه بندی متوالی ترجمه می شود. در مورد تولیدکنندگان ژاپنی، به دلیل اینکه ساختار منافذ تولید شده توسط این محصولات بسیار کوچکتر از گذشته است، فناوری تولید این محصولات را MVP می نامند. برخی از افراد به بردهای چند لایه سنتی MLB (Multilayer Board) نیز می گویند، بنابراین از این نوع بردهای مدار چاپی به عنوان BUM یاد می کنند.

انجمن برد مدار IPC در ایالات متحده، بر اساس در نظر گرفتن اجتناب از سردرگمی، پیشنهاد کرد که به این نوع محصول به عنوان نام جهانی برای HDI اشاره شود. اگر مستقیما ترجمه شود، به فناوری اتصال با چگالی بالا تبدیل خواهد شد. با این حال، این نمی تواند منعکس کننده ویژگی های بردهای مدار چاپی باشد، بنابراین اکثر تولیدکنندگان PCB به محصولاتی مانند بردهای HDI یا نام کامل چینی "فناوری اتصال با چگالی بالا" اشاره می کنند. با این حال، با توجه به مسئله زبان گفتاری صاف، برخی افراد مستقیماً به محصولاتی مانند "بردهای مدار با چگالی بالا" یا بردهای HDI اشاره می کنند.