উন্নত HDI PCB প্রোটোটাইপ তৈরি: প্রযুক্তি, প্রক্রিয়া এবং 2025 সালের সেরা অনুশীলন

পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক্স চালু করার প্রতিযোগিতায় ৫জি পোশাক থেকে শুরু করে মেডিকেল ইমপ্লান্ট পর্যন্ত উন্নত এইচডিআই (হাই-ডেসিটি ইন্টারকানেক্ট) পিসিবি প্রোটোটাইপগুলি আলোচনাযোগ্য নয়। এই প্রোটোটাইপগুলি কেবল ′′টেস্ট বোর্ড" নয়।:তারা জটিল নকশা যাচাই করে, ত্রুটিগুলি দ্রুত সনাক্ত করে এবং ধারণা এবং ভর উত্পাদনের মধ্যে ব্যবধানটি পূরণ করে। স্ট্যান্ডার্ড পিসিবি প্রোটোটাইপগুলির বিপরীতে (যা সহজ 2-স্তরযুক্ত বিন্যাসগুলি পরিচালনা করে),উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি অতি সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্যগুলিকে সমর্থন করে: 45μm মাইক্রোভিয়া, 25/25μm ট্রেস প্রস্থ/স্পেসিং, এবং 6 ¢ 12 স্তর স্ট্যাক ¢ ডিভাইসের জন্য সমালোচনামূলক যেখানে আকার এবং গতি সাফল্য নির্ধারণ করে।

বিশ্বব্যাপী এইচডিআই পিসিবি বাজার ২০২৮ সালের মধ্যে (গ্র্যান্ড ভিউ রিসার্চ) ২৮.৭ বিলিয়ন ডলারে পৌঁছানোর পূর্বাভাস দেওয়া হয়েছে, যা ক্ষুদ্রায়িত, উচ্চ-কার্যকারিতা ইলেকট্রনিক্সের চাহিদা দ্বারা চালিত।উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপ উত্পাদন আয়ত্ত করা হল বাজারে আসার সময় ৩০% কমিয়ে আনতে এবং পুনর্নির্মাণের খরচ ৩০% হ্রাস করার মূল চাবিকাঠি ।

এই গাইডটি উন্নত এইচডিআই পিসিবি প্রোটোটাইপগুলির জন্য প্রযুক্তি, ধাপে ধাপে প্রক্রিয়া এবং সমালোচনামূলক বিবেচনার বিভাজন করে, ডেটা-চালিত তুলনা এবং বাস্তব বিশ্বের ব্যবহারের ক্ষেত্রে।আপনি 28GHz 5G সেন্সর বা একটি পরিধানযোগ্য গ্লুকোজ মনিটর ডিজাইন করছেন কিনা, এই অন্তর্দৃষ্টি আপনাকে নির্ভরযোগ্য প্রোটোটাইপ তৈরি করতে সাহায্য করবে যা উদ্ভাবনকে ত্বরান্বিত করে।

মূল বিষয়
1উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি 45μm মাইক্রোভিয়া, 25/25μm ট্রেস এবং 6 ′′12 স্তর সমর্থন করে যা ঐতিহ্যগত পিসিবি প্রোটোটাইপগুলির তুলনায় 2x উচ্চতর উপাদান ঘনত্ব (1,200 উপাদান / sq.in) সরবরাহ করে।
2উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলির জন্য লেজার ড্রিলিং (± 5μm নির্ভুলতা) এবং ধারাবাহিক স্তরিতকরণ আলোচনাযোগ্য নয়, যান্ত্রিক ড্রিলিংয়ের তুলনায় বৈশিষ্ট্যটির আকার 50% হ্রাস করে।
3ঐতিহ্যবাহী PCB প্রোটোটাইপগুলির তুলনায়, উন্নত HDI সংস্করণগুলি ডিজাইন পুনরাবৃত্তির সময় 40% (5 ′′ 7 দিন বনাম 10 ′′ 14 দিন) এবং পোস্ট-উত্পাদন পুনর্নির্মাণের সময় 60% হ্রাস করে।
4সমালোচনামূলক চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে মাইক্রোভিয়া খালি (পরিবাহীতা 20% হ্রাস করে) এবং স্তর ভুল সমন্বয় (প্রোটোটাইপ ব্যর্থতার 25% এর কারণ) ০ যা তামার ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং অপটিক্যাল সমন্বয় দ্বারা সমাধান করা হয়।
5হাই-এন্ড অ্যাপ্লিকেশন (5 জি, মেডিকেল, অটোমোটিভ এডিএএস) সিগন্যাল অখণ্ডতা (28 গিগাহার্জ +), জৈব সামঞ্জস্যতা এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা (-40 °C থেকে 125 °C) যাচাই করার জন্য উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলির উপর নির্ভর করে।

একটি উন্নত এইচডিআই পিসিবি প্রোটোটাইপ কি?
একটি উন্নত এইচডিআই পিসিবি প্রোটোটাইপ একটি উচ্চ-নির্ভুলতা পরীক্ষার বোর্ড যা ভর উত্পাদিত উন্নত এইচডিআই পিসিবিগুলির পারফরম্যান্সের প্রতিলিপি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। It’s distinguished from standard HDI or traditional PCB prototypes by its ability to handle ultra-fine features and complex layer structures—critical for validating designs before scaling to production.

অ্যাডভান্সড এইচডিআই প্রোটোটাইপের মূল বৈশিষ্ট্য
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলো শুধু ঐতিহ্যবাহী প্রোটোটাইপগুলোর চেয়ে ছোট নয়, তারা পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক্সকে সমর্থন করার জন্য বিশেষ প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে:

উদাহরণঃ একটি 5G স্মার্টওয়াচের জন্য একটি 6-স্তর উন্নত HDI প্রোটোটাইপ 800 টি উপাদান (5G মডেম, GPS,ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা) একটি 50mm×50mm পদচিহ্ন যা একটি ঐতিহ্যগত 4-স্তর প্রোটোটাইপ (400 উপাদান) পারফরম্যান্স ত্যাগ ছাড়া অর্জন করতে পারে না.

উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি স্ট্যান্ডার্ড এইচডিআই থেকে কীভাবে আলাদা
স্ট্যান্ডার্ড এইচডিআই প্রোটোটাইপ (৪টি স্তর, ১০০ মাইক্রোভিয়া) বেসিক পোশাক বা আইওটি সেন্সরগুলির জন্য কাজ করে, তবে প্রযুক্তিগত সীমা অতিক্রমকারী ডিজাইনের জন্য উন্নত সংস্করণ প্রয়োজন।নিচের টেবিলে প্রধান ফাঁকগুলি তুলে ধরা হয়েছে:

সমালোচনামূলক পার্থক্যঃ উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি কেবলমাত্র উৎপাদন বোর্ডের মতো নয় তারা তাদের মতো কাজ করে। উদাহরণস্বরূপ,পলিমাইড (বায়োকম্প্যাটিবল) এবং রজার্স (নিম্ন সংকেত ক্ষতি) ব্যবহার করে একটি চিকিৎসা সরঞ্জাম প্রোটোটাইপ উভয় বায়োকম্প্যাটিবিলিটি এবং সেন্সর নির্ভুলতা যাচাই করে, যখন একটি স্ট্যান্ডার্ড FR4 প্রোটোটাইপ এই সমালোচনামূলক পারফরম্যান্স চেক মিস করবে।

ধাপে ধাপে উন্নত HDI PCB প্রোটোটাইপ উত্পাদন প্রক্রিয়া
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপ উত্পাদন একটি নির্ভুলতা-চালিত কর্মপ্রবাহ যার জন্য 8+ পর্যায়ের প্রয়োজন হয়, প্রতিটিতে কঠোর সহনশীলতা রয়েছে।এখানে কোণ কেটে নেওয়া প্রোটোটাইপগুলির দিকে পরিচালিত করে যা উৎপাদন কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে নাসময় আর টাকা নষ্ট করে।

ধাপ ১ঃ ডিজাইন ও ডিএফএম (ডিজাইন ফর ম্যানুফ্যাকচারিং) চেক
প্রোটোটাইপের সাফল্য ডিজাইনের সাথে শুরু হয় ০৯% পুনর্নির্মাণের সমস্যাগুলি উত্পাদনযোগ্যতার উপেক্ষা থেকে উদ্ভূত। মূল পদক্ষেপগুলিঃ
1. স্ট্যাক-আপ ডিজাইনঃ 6 ′′12 স্তরের জন্য, 2 + 2 + 2 এর মতো শিল্প-প্রমাণিত স্ট্যাক ব্যবহার করুন (6 স্তরঃ শীর্ষ সংকেত → গ্রাউন্ড → অভ্যন্তরীণ সংকেত → শক্তি → গ্রাউন্ড → নীচের সংকেত) বা 4 + 4 (8 স্তরঃবাইরের সিগন্যাল প্লেনের মধ্যে 4 টি অভ্যন্তরীণ স্তর)এটি সংকেত অখণ্ডতা এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে।
2.মাইক্রোভিয়া স্থানঃ স্পেস মাইক্রোভিয়া ≥100μm দূরে ড্রিলিং ত্রুটি এড়ানোর জন্য। স্ট্যাকড ভিয়াস (যেমন, শীর্ষ → অভ্যন্তরীণ 1 → অভ্যন্তরীণ 2) পরিবাহিতা নিশ্চিত করার জন্য ±3μm মধ্যে সারিবদ্ধ করা উচিত।
3.DFM ভ্যালিডেশনঃ সমস্যা চিহ্নিত করতে আলটিয়াম ডিজাইনারের DFM বিশ্লেষক বা ক্যাডেন্স অ্যালগ্রোর মতো সরঞ্জাম ব্যবহার করুনঃ
ট্র্যাকের প্রস্থ <২৫μm (স্ট্যান্ডার্ড লেজার ইটচিং দিয়ে তৈরি করা যায় না) ।
মাইক্রোভিয়া ব্যাসার্ধ < ৪৫ μm (ড্রিলিং ভেঙে যাওয়ার ঝুঁকি) ।
পর্যাপ্ত গ্রাউন্ড প্লেন কভারেজ নেই (ইএমআই এর কারণ) ।

সেরা অনুশীলনঃ নকশা চলাকালীন আপনার প্রোটোটাইপ প্রস্তুতকারকের সাথে সহযোগিতা করুন। তাদের ডিএফএম বিশেষজ্ঞরা টুইটগুলি প্রস্তাব করতে পারেন (উদাহরণস্বরূপ, 20μm ট্রেসকে 25μm এ প্রসারিত করা) যা 1 ¢ 2 সপ্তাহের পুনর্নির্মাণ সংরক্ষণ করে।

ধাপ ২ঃ প্রোটোটাইপ পারফরম্যান্সের জন্য উপাদান নির্বাচন
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলির জন্য এমন উপকরণগুলির প্রয়োজন যা 28GHz 5G প্রোটোটাইপের জন্য FR4 ব্যবহার করে উত্পাদন স্পেসিফিকেশনের সাথে মেলে যা চূড়ান্ত রজার্স-ভিত্তিক বোর্ডে সংকেত ক্ষতি সঠিকভাবে প্রতিফলিত করবে না। সাধারণ উপকরণঃ

উদাহরণঃ একটি 5 জি বেস স্টেশন প্রোটোটাইপ রজার্স RO4350 সাবস্ট্র্যাট এবং 1 ওনস রোলড তামা ব্যবহার করে। এটি FR4 এর সাথে 2.5dB / ইঞ্চির তুলনায় উত্পাদন সংকেত ক্ষতি (0.8dB / ইঞ্চি 28GHz এ) প্রতিলিপি করে।

ধাপ ৩ঃ লেজার ড্রিলিং মাইক্রোভিয়া
যান্ত্রিক ড্রিলিং 45μm মাইক্রোভিয়াস অর্জন করতে পারে না। উন্নত HDI প্রোটোটাইপগুলির জন্য লেজার ড্রিলিং একমাত্র কার্যকর বিকল্প। মূল বিবরণঃ
a. লেজার প্রকারঃ ইউভি লেজার (355nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য) ±5μm নির্ভুলতার সাথে 45μm ব্লাইন্ড ভায়াসের জন্য নির্ভুলতা ড্রিলের জন্য।
b. ড্রিলিং স্পিডঃ 100-150 গর্ত / সেকেন্ড (10-100 ইউনিট) মানের ক্ষতি ছাড়াই প্রোটোটাইপগুলির জন্য যথেষ্ট দ্রুত।
গ. গভীরতা নিয়ন্ত্রণঃ অভ্যন্তরীণ স্তরগুলিতে ড্রিলিং বন্ধ করার জন্য গভীরতা-সেন্সিং লেজার ব্যবহার করুন (উদাহরণস্বরূপ, শীর্ষ → অভ্যন্তরীণ 1, পুরো বোর্ড জুড়ে নয়) শর্ট সার্কিট প্রতিরোধ করে।

সমালোচনামূলক গুণমান পরীক্ষাঃ ড্রিলিংয়ের পরে, এই ব্লক তামার প্লাটিংয়ের ভিতরে বার্বস (রজন বার্স) পরীক্ষা করতে অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করুন এবং খোলা সার্কিট তৈরি করুন।

ধাপ ৪ঃ ধারাবাহিক লেমিনেশন
ঐতিহ্যবাহী পিসিবি (এক ধাপে স্তরিত) এর বিপরীতে, উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি কঠোর সারিবদ্ধতার সাথে জটিল স্তর স্ট্যাকগুলি (যেমন, 2+2+2) তৈরি করতে ক্রমিক স্তরায়ন ব্যবহার করেঃ
a. সাব-স্ট্যাক ফ্যাব্রিকেশনঃ প্রিপ্রেগ এবং ভ্যাকুয়াম প্রেসিং (180 °C, 400 psi 60 মিনিটের জন্য) ব্যবহার করে 2 ′′ 4 স্তর সাব-স্ট্যাক তৈরি করুন (যেমন, শীর্ষ সংকেত + গ্রাউন্ড) ।
b.Alignment & Bonding: স্ট্যাকড মাইক্রোভিয়াগুলির জন্য ±3μm ণিকটীয় উপ-স্ট্যাকগুলি সারিবদ্ধ করতে অপটিকাল ফিউসিয়াল চিহ্নগুলি (100μm ব্যাসার্ধ) ব্যবহার করুন।
c.Curing: পরীক্ষা চলাকালীন প্রিপ্যাগ আঠালো নিশ্চিত করতে ০৯ মিনিটের জন্য ১৮০°C এ পুরো স্ট্যাকটি নিরাময় করুন।

সাধারণ ফাঁদঃ স্তরায়নের সময় অসম চাপ স্তর warpage সৃষ্টি করে। সমাধানঃ প্রোটোটাইপ জুড়ে অভিন্ন 400 পিএসআই নিশ্চিত করার জন্য একটি "চাপ ম্যাপিং" সিস্টেম ব্যবহার করুন।

ধাপ ৫: তামা প্লাটিং এবং মাইক্রোভিয়া ভরাট
মাইক্রোভিয়াকে তামা দিয়ে ভরাট করতে হবে যাতে পরিবাহিতা নিশ্চিত করা যায়। এখানে ফাঁকগুলি প্রোটোটাইপ ব্যর্থতার প্রধান কারণঃ
a.Desmacking: permanganate সমাধান দিয়ে দেয়াল থেকে ইপোক্সি অবশিষ্টাংশ অপসারণ তামা আঠালো নিশ্চিত।
b. ইলেক্ট্রোলেস কপার প্লেটিংঃ একটি পরিবাহী বেস তৈরি করতে একটি পাতলা তামা স্তর (0.5μm) জমা দিন।
c. ইলেক্ট্রোপ্লেটিংঃ 95% ঘনত্ব পর্যন্ত ভিয়াস পূরণ করতে ইমপ্লাস বর্তমানের সাথে অ্যাসিড কপার সালফেট ব্যবহার করুন (উদাহরণস্বরূপ, পলিথিলিন গ্লাইকোল) শূন্যস্থানগুলি নির্মূল করতে জৈব সংযোজন যুক্ত করুন।
d. প্ল্যানারাইজেশনঃ অতিরিক্ত তামা অপসারণের জন্য পৃষ্ঠটি গ্রিল করুন উপাদান স্থাপন করার জন্য সমতলতা নিশ্চিত করে।

পরীক্ষাঃ এক্স-রে পরিদর্শন ব্যবহার করুন ভরাট হার দ্বারা যাচাই করার জন্য> 5% শূন্যতা 10% দ্বারা পরিবাহিতা হ্রাস করে এবং পুনরায় কাজ করা উচিত।

ধাপ ৬ঃ ইটচিং এবং সোল্ডার মাস্ক প্রয়োগ
ইটচিং উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে, যখন সোল্ডার মাস্ক তাদের রক্ষা করেঃ
a.ফোটোরেসিস্ট অ্যাপ্লিকেশনঃ তামার স্তরগুলিতে একটি আলোক সংবেদনশীল ফিল্ম প্রয়োগ করুন।
b. ইটচিংঃ অ্যামোনিয়াম পারসুলফেট ব্যবহার করে অস্পষ্ট তামা দ্রবীভূত করা হয় ⇒ স্বয়ংক্রিয় অপটিক্যাল পরিদর্শন (AOI) ট্রেস প্রস্থ (25μm ± 5%) যাচাই করে।
c.সোল্ডার মাস্কঃ উচ্চ তাপমাত্রা এলপিআই (তরল ফটোমেজযোগ্য) সোল্ডার মাস্ক প্রয়োগ করুন (Tg≥150°C) ¢ ইউভি আলো দিয়ে চিকিত্সা করুন। উপাদানগুলি সোল্ডার করার জন্য প্যাডগুলি উন্মুক্ত রাখুন।

রঙের পছন্দঃ সবুজ হল স্ট্যান্ডার্ড, কিন্তু অপটিক্যাল স্পষ্টতা (যেমন, পরিধানযোগ্য ডিসপ্লে) বা নান্দনিকতার প্রয়োজনের জন্য কালো বা সাদা সোল্ডার মাস্ক ব্যবহার করা হয়।

ধাপ ৭ঃ প্রোটোটাইপ টেস্টিং ও ভ্যালিডেশন
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি কঠোর পরীক্ষার প্রয়োজন যাতে তারা উত্পাদন কর্মক্ষমতার সাথে মিলিত হয়। মূল পরীক্ষাগুলিঃ

উদাহরণঃ একটি মেডিকেল ডিভাইসের প্রোটোটাইপটি শরীরের তাপমাত্রার পরিবর্তন (37 °C ± 5 °C) ০এক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএক্সএ

উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপ বনাম ঐতিহ্যবাহী পিসিবি প্রোটোটাইপঃ ডেটা-চালিত তুলনা
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলির মূল্য ঐতিহ্যগত বিকল্পগুলির তুলনায় স্পষ্ট হয়ে উঠেছে। নীচে তারা কী মেট্রিকগুলিতে কীভাবে স্ট্যাক আপ করে।

কেস স্টাডিঃ একটি ৫জি স্টার্টআপ তার এমএমওয়েভ সেন্সরের জন্য ঐতিহ্যবাহী থেকে উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলিতে স্যুইচ করেছে। উন্নত প্রোটোটাইপটি পুনরাবৃত্তি সময়কে ১৪ থেকে ৭ দিনের মধ্যে কমিয়ে দিয়েছে।একটি সিগন্যাল প্রতিফলন সমস্যা প্রাথমিকভাবে চিহ্নিত (উত্পাদন পুনর্বিবেচনায় $ 80k সংরক্ষণ), এবং প্রতিযোগীদের চেয়ে ৩ সপ্তাহ আগে লঞ্চ করা সম্ভব হয়েছে।

অ্যাডভান্সড এইচডিআই প্রোটোটাইপ ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ (এবং সমাধান)
উন্নত এইচডিআই প্রোটোটাইপগুলি প্রযুক্তিগতভাবে চাহিদাপূর্ণ। এখানে প্রধান চ্যালেঞ্জগুলি এবং কীভাবে তাদের অতিক্রম করা যায়ঃ

1. মাইক্রোভিয়া ভ্যাকুয়াম (২০% পরিবাহিতা হ্রাস)
a.কারণঃ প্লাস্টিংয়ের সময় বায়ু আটকে থাকা বা ছোট ভিয়াসে (৪৫ মাইক্রোমিটার) তামার অপর্যাপ্ত প্রবাহ।
b.Impact: Voids বর্তমান বহন ক্ষমতা হ্রাস করে এবং 5G PA এর মতো শক্তি ক্ষুধার্ত উপাদানগুলির জন্য সংকেত ক্ষতি বৃদ্ধি করে।
c. সমাধানঃ
ভায়াসে তামা ঠেলে দেওয়ার জন্য ইমপ্লাস ইলেক্ট্রোপ্লেটিং (পরিবর্তনশীল স্রোত) ব্যবহার করুন, 95% পর্যন্ত ভরাট হার বৃদ্ধি করুন।
পৃষ্ঠের টেনশন ভেঙে বায়ু বুদবুদ দূর করার জন্য প্লাস্টিং বাথটিতে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যুক্ত করুন।
উপাদান স্থাপন করার পর 24 ঘন্টার মধ্যে পরিবর্তে প্রাথমিকভাবে ফাঁকগুলি সনাক্ত করার জন্য পোস্ট-প্লেটিং এক্স-রে পরিদর্শন।