Einführung in hochdichte Leiterplatten

Leiterplatten sind Strukturbauteile, die aus Isoliermaterialien und ergänzt durch Leiterverdrahtungen bestehen. Bei der Herstellung des Endprodukts werden darauf integrierte Schaltkreise, Transistoren, Dioden, passive Komponenten und verschiedene andere elektronische Komponenten installiert. Durch das Verbinden von Drähten können elektronische Signalverbindungen und Funktionen gebildet werden. Daher sind Leiterplatten eine Plattform, die Komponentenverbindungen ermöglicht und als Grundlage für die Verbindung von Komponenten dient.

Da es sich bei Leiterplatten nicht um allgemeine Endprodukte handelt, ist die Definition ihrer Namen etwas verwirrend. Beispielsweise werden Motherboards, die in Personalcomputern verwendet werden, als Motherboards bezeichnet und können nicht direkt als Leiterplatten bezeichnet werden. Obwohl es Platinen in Motherboards gibt, sind sie nicht gleich. Daher kann bei der Bewertung der Branche nicht gesagt werden, dass die beiden miteinander zusammenhängen, aber nicht, dass sie gleich sind. Da sich beispielsweise auf der Leiterplatte integrierte Schaltkreisteile befinden, wird sie in den Nachrichtenmedien als IC-Platine bezeichnet, im Wesentlichen ist sie jedoch nicht gleichbedeutend mit einer Leiterplatte.

Mit dem Trend zu multifunktionalen und komplexen elektronischen Produkten wird der Kontaktabstand integrierter Schaltkreiskomponenten verringert und die Geschwindigkeit der Signalübertragung relativ erhöht. Dies führt zu einer Erhöhung der Anzahl der Verbindungen und einer punktuellen Verkürzung der Länge der Verkabelung zwischen den Punkten. Um das Ziel zu erreichen, ist der Einsatz einer hochdichten Verkabelungskonfiguration und Mikroporentechnologie erforderlich. Bei ein- und doppelseitigen Platinen ist die Verdrahtung und Brückung grundsätzlich schwierig zu realisieren, was dazu führt, dass Leiterplatten mehrschichtig werden. Darüber hinaus sind aufgrund der kontinuierlichen Zunahme von Signalleitungen mehr Leistungsschichten und Masseebenen erforderliche Designmittel, die allesamt dazu führen, dass schichtweise gedruckte Schaltungen immer häufiger eingesetzt werden.

Um den elektrischen Anforderungen von Hochgeschwindigkeitssignalen gerecht zu werden, müssen Leiterplatten eine Impedanzkontrolle mit Wechselstromeigenschaften und Hochfrequenzübertragungsfähigkeit bieten und unnötige Strahlung (EMI) reduzieren. Durch die Übernahme der Struktur von Streifenleitung und Mikrostreifen wird ein mehrschichtiges Design erforderlich. Um das Qualitätsproblem der Signalübertragung zu verringern, wird eine niedrige Dielektrizitätskonstante eingesetzt. Um der Miniaturisierung und Vielfalt elektronischer Komponenten gerecht zu werden, wird auch die Dichte der Leiterplatten kontinuierlich erhöht, um der Nachfrage gerecht zu werden. Das Aufkommen von Montagemethoden für Komponenten wie BGA, CSP und DCA (Direct Chip Attachment) hat dazu geführt, dass Leiterplatten eine beispiellose hohe Dichte erreicht haben.

Löcher mit einem Durchmesser von weniger als 150 µm werden in der Industrie als Mikroporen bezeichnet. Schaltkreise, die mithilfe der geometrischen Strukturtechnologie dieser Mikroporen hergestellt werden, können die Effizienz der Montage, die Raumnutzung und andere Aspekte verbessern. Gleichzeitig ist es auch für die Miniaturisierung elektronischer Produkte notwendig.

Für Leiterplattenprodukte mit diesem Strukturtyp gibt es in der Branche mehrere unterschiedliche Namen. Beispielsweise bezeichneten europäische und amerikanische Unternehmen diese Art von Produkten aufgrund der Verwendung sequenzieller Konstruktionsmethoden in ihren Programmen früher als SBUs, was im Allgemeinen als „sequenzielle Schichtungsmethode“ übersetzt wird. Bei japanischen Herstellern wird die Produktionstechnologie dieser Produkte als MVP bezeichnet, da die von diesen Produkten erzeugte Porenstruktur viel kleiner ist als in der Vergangenheit. Manche Leute bezeichnen traditionelle Mehrschichtplatinen auch als MLB (Multilayer Board), daher bezeichnen sie diese Art von Leiterplatten als BUM.

Um Verwirrung zu vermeiden, schlug die IPC Circuit Board Association in den Vereinigten Staaten vor, diesen Produkttyp als universellen Namen für HDI zu bezeichnen. Bei direkter Übersetzung würde es sich um eine hochdichte Verbindungstechnologie handeln. Dies kann jedoch nicht die Eigenschaften von Leiterplatten widerspiegeln, weshalb die meisten Leiterplattenhersteller solche Produkte als HDI-Platinen oder den vollständigen chinesischen Namen „High-Density-Interconnect-Technologie“ bezeichnen. Aufgrund des Problems der reibungslosen gesprochenen Sprache bezeichnen manche Menschen solche Produkte jedoch direkt als „High-Density-Leiterplatten“ oder HDI-Platinen.