2025-09-12
अल्ट्रा हाई-डेंसिटी इंटरकनेक्ट (अल्ट्रा एचडीआई) पीसीबी पीसीबी लघुकरण और प्रदर्शन के शिखर का प्रतिनिधित्व करते हैं, कॉम्पैक्ट,5जी स्मार्टफोन से लेकर मेडिकल इम्प्लांट तक आधुनिक तकनीक को परिभाषित करने वाले उच्च गति वाले उपकरणमानक एचडीआई पीसीबी के विपरीत, जो 100μm माइक्रोविया और 50/50μm ट्रेस स्पेसिंग का समर्थन करते हैं, अल्ट्रा एचडीआई 45μm माइक्रोविया, 25/25μm ट्रेस और उन्नत स्टैकिंग प्रौद्योगिकियों के साथ सीमाओं को आगे बढ़ाता है।
यह गाइड इस बात की पड़ताल करता है कि अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी पारंपरिक डिजाइनों से कैसे बेहतर प्रदर्शन करते हैं, उनकी महत्वपूर्ण विशेषताएं, वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग, और वे अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आवश्यक क्यों हैं।चाहे आप 6G प्रोटोटाइप या पहनने योग्य स्वास्थ्य मॉनिटर डिजाइन कर रहे हों, अल्ट्रा एचडीआई के लाभों को समझने से आपको प्रदर्शन और लघुकरण के नए स्तरों को अनलॉक करने में मदद मिलेगी।
महत्वपूर्ण बातें
1अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी मानक एचडीआई की तुलना में 2 गुना अधिक घटक घनत्व को सक्षम करने के लिए 45μm माइक्रोविया, 25/25μm ट्रेस स्पेस और 0.3 मिमी पिच बीजीए को समर्थन करते हैं।
2उन्नत विनिर्माण (लेजर ड्रिलिंग, अनुक्रमिक लेमिनेशन) उच्च गति संकेत अखंडता (28GHz+) के लिए महत्वपूर्ण ±3μm परत संरेखण सुनिश्चित करता है।
3वे थर्मल मैनेजमेंट और ईएमआई प्रतिरोध में सुधार करते हुए पीसीबी आकार को 30-50% तक कम करते हैं, जिससे उन्हें 5जी, एआई और चिकित्सा उपकरणों के लिए आदर्श बना दिया जाता है।
4मानक एचडीआई की तुलना में, अल्ट्रा एचडीआई 28 गीगाहर्ट्ज पर सिग्नल हानि को 40% कम करता है और थर्मल साइक्लिंग परीक्षणों में विश्वसनीयता 50% बढ़ जाती है।
5प्रमुख अनुप्रयोगों में 5जी एमएमवेव मॉड्यूल, पहनने योग्य सेंसर और ऑटोमोटिव एडीएएस शामिल हैं जहां आकार, गति और स्थायित्व पर कोई बातचीत नहीं की जाती है।
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी क्या है?
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी उन्नत सर्किट बोर्ड हैं जो निम्नलिखित के माध्यम से घटक घनत्व और संकेत प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए इंजीनियर किए गए हैंः
a.Microvias: लेजर ड्रिल किए गए अंधे/दफन किए गए vias (45 ¢ 75 μm व्यास) जो जगह की बचत के लिए, छेद के माध्यम से बिना vias के परतों को जोड़ते हैं।
b.Fine-Line Traces: 25μm trace width और spacing (स्टैंडर्ड HDI में 50μm के मुकाबले), एक ही क्षेत्र में 4 गुना अधिक routing फिट करने के लिए।
सी. अनुक्रमिक लेमिनेशन: 2 ¢ 4 परतों के उप-स्टैक में बिल्डिंग बोर्ड, जो तंग संरेखण (± 3 μm) के साथ 8 ¢ 16 परतों के डिजाइन को सक्षम करते हैं।
यह संयोजन अल्ट्रा एचडीआई को प्रति वर्ग इंच 1,800+ घटकों का समर्थन करने की अनुमति देता है जो मानक एचडीआई के घनत्व का दोगुना और पारंपरिक पीसीबी के 4 गुना है।
अल्ट्रा एचडीआई मानक एचडीआई से कैसे भिन्न होता है
| विशेषता | अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी | मानक एचडीआई पीसीबी | अल्ट्रा एचडीआई का लाभ |
|---|---|---|---|
| सूक्ष्मजीवों का आकार | 45 ¢ 75 μm | 100-150μm | 2 गुना अधिक घनत्व, छोटा बोर्ड आकार |
| निशान चौड़ाई/अंतर | 25/25μm | 50/50μm | एक ही क्षेत्र में 4 गुना अधिक निशान फिट बैठता है |
| घटक पिच | 0.3mm (BGAs, QFPs) | 0.5 मिमी | छोटे, अधिक शक्तिशाली आईसी का समर्थन करता है |
| परत गणना क्षमता | ८१६ परतें | ४८ परतें | जटिल बहु-वोल्टेज प्रणालियों को संभालता है |
| सिग्नल गति समर्थन | 28GHz+ (मिमीवेव) | ≤10GHz | 5G/6G और रडार अनुप्रयोगों को सक्षम करता है |
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी के मुख्य फायदे
अल्ट्रा एचडीआई के डिजाइन और विनिर्माण नवाचार ऐसे लाभ प्रदान करते हैं जो मानक पीसीबी और यहां तक कि मानक एचडीआई के बराबर नहीं हो सकते हैंः
1. बेजोड़ लघुकरण
अल्ट्रा एचडीआई की बारीक विशेषताएं नाटकीय आकार में कमी की अनुमति देती हैंः
a.छोटा पदचिह्नः अल्ट्रा एचडीआई का उपयोग करने वाला 5जी मॉड्यूल 30 मिमी×30 मिमी में फिट बैठता है जो समान कार्यक्षमता वाले मानक एचडीआई डिजाइन के आधे आकार का होता है।
b. पतली प्रोफाइलः 8-परत वाले अल्ट्रा एचडीआई बोर्ड 1.2 मिमी मोटे होते हैं (मानक एचडीआई के लिए 1.6 मिमी के मुकाबले), पहनने योग्य और पतले उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण।
c.3D एकीकरणः अल्ट्रा एचडीआई माइक्रोविया के माध्यम से जुड़े स्टैक्ड डाई और चिपलेट्स (छोटे आईसी) पारंपरिक पैकेजिंग की तुलना में सिस्टम आकार को 50% कम करते हैं।
उदाहरण: अल्ट्रा एचडीआई का उपयोग करने वाला एक पहनने योग्य ग्लूकोज मॉनिटर एक सेंसर, ब्लूटूथ चिप और बैटरी प्रबंधन प्रणाली को एक 25 मिमी × 25 मिमी पैच में फिट करता है जो त्वचा पर आराम से चिपके रहने के लिए पर्याप्त छोटा है।
2उच्च संकेत अखंडता (एसआई)
उच्च गति वाले संकेत (28GHz+) को हानि और हस्तक्षेप से बचने के लिए सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
a.नियंत्रित प्रतिबाधाः प्रतिबिंब को कम करने के लिए ± 5% सहिष्णुता के साथ 50Ω (एकल-अंत) और 100Ω (अंतर) निशान।
b.Reduced Crosstalk: 25μm trace spacing + solid ground planes crosstalk को मानक HDI के मुकाबले 60% कम करता है, जो 5G MIMO एंटेना के लिए महत्वपूर्ण है।
c.कम सिग्नल हानिः लेजर ड्रिल माइक्रोविया (बिना स्टब्स के) और कम डीके सब्सट्रेट (रोजर्स आरओ4350) 28GHz पर हानि को <0.8dB/इंच तक कम करते हैं।
परीक्षण डेटाः अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी ने 60 गीगाहर्ट्ज़ पर 95% सिग्नल अखंडता बनाए रखी, जबकि मानक एचडीआई विटा स्टब्स और व्यापक निशान के कारण 70% तक गिर गया।
3थर्मल प्रबंधन में सुधार
अपने छोटे आकार के बावजूद, अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी गर्मी को अधिक प्रभावी ढंग से फैलाते हैंः
घनी तांबे की परतेंः मानक एचडीआई में 1 औंस की परतों की तुलना में 2 औंस (70μm) पावर प्लेन गर्मी को 2 गुना तेजी से फैलाते हैं।
b. थर्मल वाइसः गर्म घटकों (जैसे, 5G पीए) के तहत 45μm तांबे से भरे वाइस गर्मी को आंतरिक ग्राउंड प्लेन में स्थानांतरित करते हैं, जिससे घटकों का तापमान 20°C कम हो जाता है।
c.सामग्री विकल्पः सिरेमिक से भरे सब्सट्रेट (थर्मल चालकता 1.0 W/m·K) उच्च शक्ति डिजाइनों में मानक FR4 (0.3 W/m·K) से बेहतर प्रदर्शन करते हैं।
4. बेहतर विश्वसनीयता
अल्ट्रा एचडीआई की मजबूत संरचना कठोर परिस्थितियों का सामना करती हैः
a.थर्मल साइक्लिंगः 2000 चक्रों (-40°C से 125°C) में <1% विफलता दर के साथ मानक एचडीआई के जीवनकाल से दोगुना जीवित रहता है।
b. कंपन प्रतिरोधः मोटर वाहन और एयरोस्पेस वातावरण में ठीक निशान और माइक्रोविया क्रैकिंग का विरोध करते हैं (MIL-STD-883H के अनुसार परीक्षण किया गया) ।
c. नमी प्रतिरोधः कम-अवकाश प्रीपेग के साथ अनुक्रमिक टुकड़े टुकड़े पानी अवशोषण को <0.1% तक कम करते हैं, नम परिस्थितियों में संक्षारण को रोकते हैं।
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी के मुख्य प्रदर्शन विशेषताएं
अल्ट्रा एचडीआई की क्षमताएं उन्नत विनिर्माण तकनीकों और सामग्री विज्ञान से उत्पन्न होती हैं:
1. लेजर ड्रिल्ड माइक्रोविया
अल्ट्रा एचडीआई यूवी लेजर ड्रिलिंग (355 एनएम तरंग दैर्ध्य) पर निर्भर करता है ताकि निम्न के साथ माइक्रोविया बनाया जा सकेः
a.सटीकताः ±5μm स्थिति सटीकता, यह सुनिश्चित करने के लिए कि स्टैक किए गए विआस (जैसे, शीर्ष → परत 2 → परत 3) पूरी तरह से संरेखित हों।
b.स्पीडः 150 छेद/सेकंड, उच्च मात्रा में उत्पादन (10k+ यूनिट/सप्ताह) के लिए पर्याप्त तेजी से।
c. बहुमुखी प्रतिभा: अंधेरे मार्ग (बाहरी से आंतरिक परतों को जोड़ने) और दफन मार्ग (आंतरिक परतों को जोड़ने) अंतरिक्ष को बर्बाद करने वाले छेद के माध्यम से मार्गों को समाप्त करते हैं।
2अनुक्रमिक टुकड़े टुकड़े करना
उप-स्टैक में अल्ट्रा एचडीआई बोर्डों का निर्माण (उदाहरण के लिए, 8 परतों के लिए 2+2+2+2) सुनिश्चित करता हैः
a.Tight Alignment: ऑप्टिकल फिड्यूशियल मार्क्स और स्वचालित विजन सिस्टम स्टैक किए गए माइक्रोविया के लिए महत्वपूर्ण ±3μm परत-से-परत संरेखण प्राप्त करते हैं।
b. कम warpage: sub-stacks को व्यक्तिगत रूप से मजबूत करने से तनाव कम हो जाता है, बोर्ड को सपाट (warpage <0.5mm/m) रखा जाता है।
c.डिजाइन लचीलापनः मिश्रण सामग्री (उदाहरण के लिए, उच्च गति परतों के लिए रोजर्स, शक्ति के लिए FR4) प्रदर्शन और लागत को अनुकूलित करती है।
3उन्नत सामग्री
अल्ट्रा एचडीआई उच्च प्रदर्शन वाले सब्सट्रेट का उपयोग एसआई और थर्मल प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए करता हैः
| सामग्री | Dk @ 1GHz | डीएफ @ 1GHz | ऊष्मा चालकता | के लिए सर्वश्रेष्ठ |
|---|---|---|---|---|
| रॉजर्स RO4350 | 3.48 | 0.0037 | 0.6 W/m·K | 28GHz+ उच्च गति परतें |
| उच्च-Tg FR4 (Tg 180°C) | 4.2 | 0.02 | 0.3 W/m·K | बिजली/भूमि परतें, लागत-संवेदनशील क्षेत्र |
| पोलीमाइड | 3.5 | 0.008 | 0.4 W/m·K | लचीला अल्ट्रा एचडीआई (पहने जाने योग्य) |
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी के अनुप्रयोग
अल्ट्रा एचडीआई के आकार, गति और विश्वसनीयता का अनूठा मिश्रण इसे अत्याधुनिक उद्योगों में अपरिहार्य बनाता हैः
1. 5जी/6जी संचार
a.छोटे सेल और बेस स्टेशनः अल्ट्रा एचडीआई मानक एचडीआई के मुकाबले 20% तक रेंज बढ़ाने के लिए <1dB हानि के साथ 28GHz/39GHz मिमीवेव ट्रांससीवर का समर्थन करता है।
b.स्मार्टफोनः 0.3 मिमी पिच 5जी मॉडेम स्लिम डिजाइन में फिट होते हैं, जो पॉकेट साइज के उपकरणों में तेज डेटा दर (10Gbps+) को सक्षम करते हैं।
2चिकित्सा उपकरण
a.इम्प्लांटेबलः लघुकृत अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी पावर पेसमेकर और न्यूरोस्टिमुलेटर, 10 मिमी × 10 मिमी पैकेज में फिट।
b.Wearables: त्वचा-पैच सेंसर जिसमें अल्ट्रा एचडीआई (Ultra HDI) बिना थोक के महत्वपूर्ण संकेत (हृदय गति, ग्लूकोज) को ट्रैक करता है, जिससे रोगी को आराम मिलता है।
3ऑटोमोटिव एडीएएस
a.रडार/लिडार: अल्ट्रा एचडीआई का उपयोग करने वाले 77GHz रडार मॉड्यूल 200 मीटर की दूरी पर 0.1 मीटर की सटीकता के साथ वस्तुओं का पता लगाते हैं, जो स्वायत्त ड्राइविंग के लिए महत्वपूर्ण है।
बी.ईवी बीएमएसः 16 परत वाले अल्ट्रा एचडीआई बोर्ड 800 वी बैटरी पैक का प्रबंधन करते हैं, जिसमें 500 ए धाराओं को संभालने के लिए मोटी तांबा (4 औंस) होता है।
4एयरोस्पेस एवं रक्षा
उपग्रह संचारः अल्ट्रा एचडीआई के कम संकेत हानि (0.5 डीबी/इंच 60 गीगाहर्ट्ज़ पर) उपग्रहों और ग्राउंड स्टेशनों के बीच उच्च डेटा दर लिंक को सक्षम बनाता है।
b.सैन्य रडारः 100GHz रडार प्रणाली जो मानक HDI डिजाइनों की तुलना में 3 गुना बेहतर रिज़ॉल्यूशन के साथ अल्ट्रा HDI ट्रैक स्टील्थ लक्ष्यों का उपयोग करती है।
अल्ट्रा एचडीआई बनाम विकल्पः प्रदर्शन तुलना
अल्ट्रा एचडीआई के मूल्य को समझने के लिए, इसकी तुलना अन्य पीसीबी प्रौद्योगिकियों से करेंः
| मीट्रिक | अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी | मानक एचडीआई पीसीबी | पारंपरिक पीसीबी |
|---|---|---|---|
| घटक घनत्व | 1,800+/चौरस इंच | 900/चौरस इंच | 450/चौरस इंच |
| सिग्नल हानि @ 28GHz | <0.8dB/इंच | 1.6dB/इंच | 3.0dB/इंच |
| बोर्ड का आकार (एक ही कार्य) | 1x | 2x | चार गुना |
| थर्मल साइक्लिंग में जीवित रहना | 2,000 चक्र | 1,000 चक्र | 500 चक्र |
| लागत (सम्बन्धी) | 3x | 2x | 1x |
लागत-लाभ अंतर्दृष्टिः जबकि अल्ट्रा एचडीआई पारंपरिक पीसीबी की तुलना में 3 गुना अधिक खर्च करता है, इसका 50% छोटा आकार और 2 गुना लंबा जीवनकाल उच्च मात्रा के अनुप्रयोगों में कुल सिस्टम लागत को 20~30% कम करता है (जैसे,5जी स्मार्टफोन).
अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
Q1: अल्ट्रा एचडीआई में सबसे छोटा माइक्रोविया आकार क्या है?
उत्तरः अधिकांश निर्माता 45μm माइक्रोविया का समर्थन करते हैं, उन्नत प्रक्रियाओं के साथ अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट डिजाइन (जैसे, चिकित्सा प्रत्यारोपण) के लिए 30μm प्राप्त करना। 30μm वायस लागत में 20% जोड़ते हैं लेकिन 10% छोटे बोर्डों को सक्षम करते हैं।
प्रश्न 2: क्या अल्ट्रा एचडीआई पीसीबी लचीले हो सकते हैं?
उत्तरः हाँ
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