hdi pcb
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HDI-LEITERPLATTE

High-Density Interconnect: Technologie zur Verbesserung der Schaltkreisleistung durch Verbindungen mit hoher Dichte.

Der Bereich der Elektronik entwickelt sich in einem unglaublichen Tempo. Selbst die kleinsten elektronischen Geräte verfügen über beträchtliche Fähigkeiten. Dieser Trend zeigt sich besonders deutlich bei Geräten wie Computern und Smartphones, die zwar immer kleiner werden, deren Leistung aber ständig zunimmt. Die Entwicklung von Leiterplatten spielt dabei eine entscheidende Rolle, insbesondere mit dem Aufkommen der High-Density Interconnect (HDI) Technologie.

High-Density Interconnect ist eine Technologie, die die Platzierung dichterer Schaltkreise auf kleineren PCB-Flächen durch die Verwendung von feinen Leiterbahnen, Abständen, Blind Vias, vergrabenen Vias und mehrlagigen Strukturen ermöglicht. Diese Leiterplatte wird gemeinhin bezeichnet als HDI-LEITERPLATTE, gekennzeichnet durch kleinere Durchgangslöcher und Pad-to-Pad-Abstände mit höherer Dichte der Anschlusspads. Dank dieser Vorteile profitieren elektronische Geräte von einer schnelleren Signalübertragung, weniger Signalverlusten und geringeren Übersprechverzögerungen. Folglich ist die HDI-Technologie auf dem Gebiet der Leiterplatten schnell auf dem Vormarsch und wird von verschiedenen Herstellern aktiv erforscht und eingesetzt.

Top HDI PCB Hersteller - FS Tech

Wie bereits bei der High-Density Interconnect Technologie erwähnt, ist die HDI-PCB-Fertigung erfordert präzise Bearbeitungsmöglichkeiten. Bei der herkömmlichen CNC-Bearbeitung kann es schwierig sein, das erforderliche Maß an Präzision zu erreichen, was zu Rauheit und anderen Problemen führt. Aus diesem Grund müssen sich die Hersteller mit verschiedenen fortschrittlichen Laserbearbeitungsgeräten ausstatten. Nicht alle Hersteller sind jedoch bereit, die hohen Kosten zu tragen, die mit der Anschaffung einer solchen Ausrüstung verbunden sind. Wenn Sie einen Hersteller von HDI-Leiterplatten für Ihr Projekt auswählen, sollten Sie daher unbedingt die Hardware-Einrichtungen des Herstellers überprüfen.

FS Technology ist eindeutig ein chinesischer Hersteller, der mit Ausgezeichnete PCB-Fertigungsmöglichkeiten. Unser 2004 gegründetes Unternehmen ist stetig gewachsen und betreibt heute zwei automatisierte, intelligente Fabriken, die in der Lage sind, jedes Verarbeitungsdetail in der Leiterplattenherstellung und -bestückung zu verarbeiten. In der Fertigung sorgen Laserbohr- und -schneidemaschinen für die Präzision der Verarbeitungsdetails von Leiterplatten, während in der Montage automatisierte SMT- und KI-Steckmaschinen die Serienproduktion ermöglichen. Beim Testen liefern AOI- und Röntgentechnologien präzise Ergebnisse. Man kann mit Sicherheit sagen, dass FS Technology einer der fähigsten HDI-Leiterplattenhersteller in China ist.

SpezifikationProduktionskapazität
Brettschichten4-35 Schichten
QualitätsstufeIPC 6012 Klasse 2, IPC 6012 Klasse 3
Verfügbare MaterialienHohe Tg FR4 (140 °C, 150 °C, 170 °C), Spezialmaterial
Dicke der Platte0,4-6,0 mm
Minimale Zeilenbreite/AbstandInnere Schicht: Teil 2 / 2mil, insgesamt 3 / 3mil (H/H OZ Basis Kupfer)
Äußere Schicht: Teil 2,5/2,5mil, insgesamt 3/3mil (H/H OZ Basis Kupfer)
Minimale Blendenöffnung0,15mm-0,3mm
LötmaskeGrün, Rot, Gelb, Blau, Weiß, Schwarz, Violett, Schwarz matt, Grün matt
SeidenrasterWeiß, Schwarz, Gelb, Blau
OberflächenbehandlungOberflächenbehandlung
Dicke des Kupfers0,5-13 Unzen
Herstellungszeit5-10 Tage

Verwenden Sie HDI PCB Boards in elektronischen Projekten

Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten sind HDI-Leiterplatten aufgrund von Faktoren wie der Komplexität des Prozesses, speziellen Materialien und Ausrüstungsanforderungen in der Regel teurer. Dennoch finden sie umfangreiche Anwendungen. In den folgenden Abschnitten wird FS Technology die Vorteile von HDI-Leiterplatten auflisten und einige empfohlene Anwendungsfälle vorstellen.

Vorteile der HDI-Technologie

Vorteile von HDI PCB

Die Technologie der hochdichten Verbindungen ist eine wichtige Maßnahme zur Steigerung der Effizienz von Leiterplatten. Ständige Verbesserungen in der Kupferätztechnik haben es möglich gemacht, die Eigenschaften mehrerer verschiedener Leiterplatten in einer einzigen zu kombinieren HDI-LEITERPLATTE. Dies ermöglicht die Verwendung von HDI-Leiterplatten für verschiedene Anwendungen und bietet zahlreiche Vorteile und Möglichkeiten:

Raumausnutzung

HDI PCB optimiert den Platz auf der Leiterplatte, indem es fortschrittliche Durchkontaktierungen wie Blind Vias, Buried Vias und Micro Vias einsetzt. Spezialisierte HDI-Leiterplattenfabriken können Mikro-Vias herstellen, die kleiner sind als ein menschliches Haar, wodurch mehr Komponenten auf einer kleineren Leiterplattenfläche untergebracht werden können.

Signalübertragung

Bei Projekten mit höheren Signalanforderungen müssen die Entwickler die Länge der Signalübertragungswege reduzieren, um Signalverluste zu minimieren und Querverzögerungen zu vermeiden. Die HDI-Technologie verwendet Blind Vias und Fine-Pitch-Leiterbahnen, um Layouts mit hoher Packungsdichte zu erreichen, was zu engeren Abständen zwischen den Komponenten führt und letztendlich die Signalübertragungsleistung verbessert.

Ökologische Widerstandsfähigkeit

Wenn sie rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, können die Verdrahtung und die Verbindungen von PCBA-Platinen beeinträchtigt werden. HDI-Leiterplatten ermöglichen die Konstruktion von mehrlagigen Schaltkreisstrukturen mit komplizierten internen Verbindungen und speziell entwickelten gestapelten Mikro-Vias, die eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und andere Umweltfaktoren bieten.

Kostengünstig

HDI-Leiterplatten sind zwar teurer, wenn man nur die Kosten für die Leiterplatte betrachtet, aber sie tragen zur allgemeinen Platzoptimierung in Geräten bei. Die Reduzierung von Materialien, wie z.B. Gehäusen, bei der Endmontage spart nicht nur Baukosten, sondern entspricht auch dem Trend zur Miniaturisierung von Elektronikprodukten.

Anwendung von HDI PCB Board

Auf dem Gesamtmarkt für Leiterplattenanwendungen macht die Unterhaltungselektronik den größten Anteil aus, während die Anwendung von HDI-Leiterplatten eher in der High-End-Elektronik zu finden ist. Die obige Grafik veranschaulicht die Anwendungsszenarien von HDI-Leiterplatten in verschiedenen Bereichen. Es wird deutlich, dass sie häufiger in Anwendungen eingesetzt werden, die eine höhere Zuverlässigkeit und Signalübertragung erfordern.

Kommunikation

Vielleicht haben Sie die erheblichen Veränderungen und Innovationen in der modernen Kommunikation bemerkt, die sich nicht nur in Gewicht und Größe, sondern auch in der Funktionalität niederschlagen. Dieser Trend ist ein unvermeidliches Ergebnis. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der HDI-Technologie sind die Funktionalität der Schaltkreise und die äußeren Bedingungen vorteilhafter geworden. HDI-Boards machen die Geräte dünner und verbessern gleichzeitig die Funktionalität:

  • Smartwatches: Diese haben sich über die reine Zeitanzeige hinaus weiterentwickelt und bieten nun auch Kommunikations- und Gesundheitsüberwachungsfunktionen.
  • VR (Virtual Reality): VR-Brillen und -Headsets ermöglichen es Menschen, mit virtuellen Umgebungen in physischen interaktiven Räumen zu interagieren.
  • Mobiltelefone: Seit der Einführung von Any-Layer-HDI-Leiterplatten mit dem iPhone 4S haben die großen Smartphone-Hersteller nachgezogen.

Industrielle Steuerplatinen

Industrielle Steuersysteme haben einen größeren Bedarf an Leiterplatten mit hoher Dichte. Diese Systeme bestehen aus verschiedenen Teilen oder Modulen, die harmonisch zusammenarbeiten müssen. Jeder Fehler in einem Teil kann zu einem Systemausfall führen. HDI-Leiterplatten sind für verschiedene komplexe Anwendungsumgebungen geeignet und können dank ihrer höheren Schaltungsdichte eine Vielzahl von Komponenten wie Sensoren, Aktoren und Steuerungen aufnehmen, was eine präzise Steuerung ermöglicht. Es ist wichtig zu beachten, dass Industrielle Steuerung PCB sind mit erheblichen Kosten verbunden.

Kfz-Elektronik

Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen und Fahrzeugen mit neuer Energie ist die Nachfrage nach modernen elektronischen Systemen für Kraftfahrzeuge stark gestiegen. Dies gilt vor allem für Hochleistungs-, Hochgeschwindigkeits- und Hochfrequenz-Leiterplatten-Technologien. Moderne Fahrzeuge haben sich von eigenständigen Fahrzeugen zu kompletten Kommunikationsnetzwerken entwickelt. Fahrzeuge liefern über Satelliten und eine Vielzahl von Sensoren Informationen zum Fahrstatus in Echtzeit und ermöglichen so intelligentes Fahren. Außerdem können sich Fahrzeuge automatisch miteinander verbinden, um den Informationsaustausch zu erleichtern.

HDI PCB Struktur Einführung

Um Ihr HDI-Leiterplattenprojekt vom Konzept zur Realität werden zu lassen, ist ein vernünftiges Design ein Muss, und dafür müssen Sie die strukturellen Eigenschaften verstehen!

Symmetrische Struktur

Leiterplatten bestehen in der Regel aus Innen- und Außenschichten, und HDI-Platten bilden da keine Ausnahme. In den meisten Fällen ist die innere Struktur einer mehrlagige HDI-Leiterplatte ist symmetrisch. Die inneren Lagen dienen als Symmetrieachse der HDI-Leiterplatte und enthalten oft versteckte Durchkontaktierungen. Diese inneren Lagen befinden sich zwischen den äußeren Lagen, wobei jede innere Lage eine Reihe von Mikrodurchkontaktierungen enthält. Bei einer grundlegenden 4-lagigen HDI-Leiterplattenstruktur bilden beispielsweise die obere und untere Lage die äußeren Lagen der HDI-Leiterplatte, während die zweite und dritte Lage die inneren Lagen der HDI-Leiterplatte darstellen.

Wenn die Struktur einer HDI-Leiterplatte asymmetrisch ist, können Temperatur und Belastung der Leiterplatte während des Laminiervorgangs ungleichmäßig werden. Dies kann zu einer Verformung der Leiterplatte führen. Auch nach dem Laminierungsprozess kann eine ungleichmäßige Spannung zwischen den Leiterplattenschichten bestehen bleiben, was zu einer Verbiegung der inneren Struktur der HDI-Leiterplatte führen kann. Außerdem kann die strukturelle Asymmetrie dazu führen, dass während des Herstellungsprozesses mehr Harz in Bereichen mit mehr Kupferbahnen verwendet wird, was zu einer ungleichmäßigen Plattendicke der Leiterplatte führt.

Die HDI-Konstruktion bezieht sich auf die Anzahl der Laserbohrungen, die verwendet werden. HDI-Leiterplatten gibt es in verschiedenen Strukturen, um die geforderte Leistung in den Designspezifikationen zu erfüllen, wie 1+N+1, 2+N+2, 3+N+3, i+N+i.

1+N+1

Die Struktur einer 1+N+1 HDI-Leiterplatte enthält eine hochdichte Verbindungsschicht und ist daher geeignet für BGA mit einer geringeren Anzahl von Eingängen und Ausgängen. Sie verfügt über Mikro-Durchkontaktierungen und Registrierungstechnologien, die einen Kugelabstand von 0,4 mm verarbeiten können, und enthält kupfergefüllte Durchkontaktierungen. Zu den Anwendungen für diese Art von Leiterplatten gehören Mobiltelefone, Speicherkarten und GPS-Geräte.

Der Produktionsprozess von 1+N+1 HDI-Leiterplatten ähnelt stark dem von Mehrlagen-Leiterplatte. Der Herstellungsprozess für eine N-lagige HDI-Leiterplatte mit einer 1+2+1-Struktur umfasst die folgenden Schritte:

    Zuerst werden die N Leiterplattenschichten hergestellt, die zusammenlaminiert werden, gefolgt von der Herstellung der beiden Außenschichten.

  1. Mechanisches Bohren wird verwendet, um Löcher in die N innersten Schichten zu bohren, während Laserbohren verwendet wird, um Löcher in die beiden äußersten Schichten zu bohren.
  2. Die Galvanisierung erfolgt an den Blind Vias, die sich in den inneren Schichten befinden.
  3. Die beiden äußeren Schichten werden dann mit den beiden inneren Schichten zusammenlaminiert.

2+N+2

HDI PCB-Layering-Methoden

Die Struktur einer 2+N+2 HDI-Leiterplatte besteht aus zwei oder mehr Aufbaulagen mit hochdichten Verbindungen. Micro-Vias auf verschiedenen Lagen können versetzt oder gestapelt werden, um die Routing-Dichte in komplexen Designs zu erhöhen und gleichzeitig eine geringe Plattendicke beizubehalten. Dadurch eignen sie sich für BGAs mit kleineren Kugelabständen und hohen Eingangs-/Ausgangszahlen. Anwendungsbeispiele für diese Struktur sind PDAs und Spielkonsolen.

Die konventionelle Produktionsmethode für 2+N+2 gestapelte durchgehende HDI-Leiterplatten, die sechs Lagen berücksichtigt, wird wie folgt skizziert:

  1. Beginnen Sie mit der Herstellung und Laminierung der N (2) innersten Lagen der Leiterplatte für die beiden Lagen 2 und 5.
  2. Verwenden Sie ein mechanisches Bohrverfahren, um die inneren Schichten zu durchbohren, und verwenden Sie das Laserbohren auf den Schichten 2 und 5.
  3. Galvanisieren Sie die Blind Vias in den inneren Schichten und laminieren Sie anschließend die innersten Schichten mit der zweiten und fünften Schicht.
  4. Galvanisieren Sie die Mikrovias in den Schichten 2 und 5.
  5. Stellen Sie die erste und die sechste Lage her, wobei der HDI-Leiterplattenhersteller mit Hilfe von Laserbohrungen die Positionen für die Micro-Vias und Bohrungen bestimmt.
  6. Laminieren Sie die Lagen eins und sechs mit den fertigen PCB-Lagen.

ELIC

ELIC steht für Each Layer Interconnection, Alle Ebenen in diesem ELIC HDI LEITERPLATTE Struktur sind Verbindungsebenen mit hoher Dichte. Das bedeutet, dass die Leiter auf jeder Schicht der Leiterplatte mit Hilfe von kupfergefüllten, gestapelten Micro-Via-Strukturen frei miteinander verbunden werden können. Dies führt zu verbesserten elektrischen Eigenschaften und bietet gleichzeitig eine zuverlässige Verbindungslösung für hochkomplexe Geräte. CPU- und GPU-Prozessoren in tragbaren und mobilen Geräten, Speicherkarten und MP3-Player sind nur einige Beispiele dafür.

HDI Platinen-Durchführungen

Es gibt verschiedene Arten von PCB-Viasund bei HDI PCB legen wir besonderen Wert auf Blind Vias und Buried Vias. Dies sind zwei fortschrittliche Arten von Durchkontaktierungen, die den Einsatz von anspruchsvollerem Equipment erfordern!

HDI Platinen-Durchführungen

Blind Via:

Ein Blind Via, auch bekannt als Interkonnektor oder Verbindung zwischen den Lagen, ist ein Loch, das bis zu einer bestimmten Tiefe reicht und sich sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte befindet. Seine Hauptfunktion besteht darin, Verbindungen zwischen den äußeren Lagen der Leiterplatte und einer oder mehreren der inneren Lagen herzustellen. Darüber hinaus können Blind Vias als Pfade dienen, die Verbindungen zwischen den oberen und inneren Lagen der Leiterplatte ermöglichen.

Begraben über:

Ein vergrabenes Via ist ein Verbindungsloch in den inneren Lagen einer Leiterplatte, das nicht ganz bis zur Oberfläche reicht. Seine Hauptfunktion besteht darin, Verbindungen zwischen mindestens zwei der inneren Lagen der Leiterplatte herzustellen. Die Schichten, die in diesem Szenario verbunden werden, bleiben für die äußeren Schichten verborgen.

Die Verwendung von vergrabenen Durchkontaktierungen in einer Leiterplatte ermöglicht es, die Funktionalität der Leiterplatte zu erweitern, ohne zusätzlichen Platz zu benötigen. Dies wird durch eine Technik erreicht, die als Packungsdichte bekannt ist und die den ungenutzten Platz reduziert und gleichzeitig die Leistung erhöht.

Verwenden Sie

Wenn Sie einen High-Density Interconnector entwerfen, ist es sehr empfehlenswert, Blind- und Buried Vias einzubauen. Hier sind die wichtigsten Überlegungen zur Implementierung von Blind- und Buried Vias auf einer HDI-Leiterplatte:

  • Ebenen-Positionierung: Die Schichten, die sich unter den äußeren Schichten befinden können, sind in der Regel verdeckt oder vergraben. Diese Anordnung ermöglicht eine effizientere Nutzung des Platzes auf der Leiterplatte.
  • Reduzierter Signalstummel: Blind Vias spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Signalstichstellen, insbesondere während des Bohrprozesses. Diese Reduktion stellt sicher, dass es keine unerwünschten Veränderungen gibt, da die Signalabzweigungen an der letzten verbundenen Schicht enden.
  • Weltraum-Optimierung: Die Verwendung von Blind- und vergrabenen Durchkontaktierungen trägt dazu bei, zusätzlichen Platz auf der HDI-Leiterplatte zu schaffen. Durch die Verwendung dieser verdeckten Durchkontaktierungen kann die HDI-Leiterplatte dünn und leicht bleiben und gleichzeitig ihre verfügbare Oberfläche vergrößern.

HDI PCB Herstellungsprozess

Der detaillierte Prozess, den FS Technology zur Herstellung einer einfachen sechslagigen HDI-Leiterplatte anwendet, ist unten abgebildet. In den folgenden Abschnitten finden Sie eine umfassende Erläuterung der wichtigsten Schritte, darunter Bohren, Blindplattieren, innere Muster, AOI der inneren Lagen und Stapelanordnung.

Bohren

In der ersten Phase werden mechanisch Löcher gebohrt, die in den Schichten vergraben sind. Dieser Prozess beginnt mit den Schichten, die der Oberfläche am nächsten sind. Im Falle eines sechsschichtigen Stapels sind das die Schichten drei und vier. Sie werden zwischen den Schichten zwei und fünf positioniert und dann zwischen den Schichten eins und sechs, in dieser Reihenfolge. Folglich wird an den Positionen 3-4 mechanisch gebohrt, gefolgt von vergrabenen Löchern an den Positionen 2-5 und schließlich an den Positionen 1-6. Die Einhaltung dieser Reihenfolge ist von entscheidender Bedeutung. Das Überspringen von Schichten, z.B. das Bohren von Löchern in den Schichten 2-5, ohne vorher Löcher in den Schichten 3-4 zu bohren, könnte zu erheblichen Problemen führen.

An diesen Schritt schließt sich das Bohren aller erforderlichen Sacklöcher (von der Oberfläche bis zu einer inneren Schicht) an. Nach dem Bohren der verdeckten Löcher werden die Sacklöcher von der ersten Oberflächenschicht (Schichten 1-2) bzw. der unteren Schicht (Schichten 6-5) gebohrt.

Blindplattierung

Bei der Herstellung von Sacklöchern mit einem Laserbohrer ist es wichtig, das Phänomen des "Koks-Buttons" zu berücksichtigen. Dies ist ein weiterer wichtiger Aspekt, der in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen ist.

Laserbohrer arbeiten bei extrem hohen Temperaturen, und ihre Mikrovias haben unglaublich enge Öffnungen. Infolgedessen bilden sich Koksknöpfe, die sich in das Substrat integrieren, das die Wände des Bohrlochs auskleidet. Aufgrund der geringen Größe der mit dem Laser gebohrten Mikrovias ist es schwierig, diese Koksknöpfe mit herkömmlichen Methoden zu beseitigen.

Um das Problem der Koksknöpfe in den Griff zu bekommen, wird eine teure Methode namens Blindlochplattierung eingesetzt. Diese Methode gewährleistet die hohe Qualität und Integrität des Schaltkreises.

Vor der Ablagerung des Kupfers müssen verschiedene Vorarbeiten durchgeführt werden, um das Risiko der Kupferoxidation zu verhindern oder zu minimieren.

Innere Muster

Nachdem das Kupfer platziert und galvanisiert wurde, um die Haftung zu gewährleisten, werden im nächsten Schritt die inneren Muster erstellt und geätzt. Diese Methode ist ähnlich wie bei der Herstellung eines traditionellen FR-4 LEITERPLATTE. Es gibt jedoch signifikante Unterschiede: Die Leiterbahnen sind wesentlich feiner und die Microvias sind deutlich kleiner als Durchkontaktierungen. Der Unterschied ist offensichtlich.

AOI von Innenschichten

Nach der Erstellung der inneren Muster und dem Ätzen werden die inneren Schichten einer automatischen optischen Inspektion unterzogen. Diese Inspektion gewährleistet die präzise Ausrichtung der Muster und Mikrovias auf dem Schaltkreis. Die Verwendung von AOI in jeder Phase des Stapelvorgangs garantiert ein qualitativ hochwertiges Endprodukt in Bezug auf das Aussehen.

Der nächste Schritt im Prozess ist die Bräunung, die dazu dient, die Verbindung zwischen dem Kupfer der inneren Schichten innerhalb des HDI-Stapels und dem Substrat der nachfolgenden Schichten zu verbessern.

Stack up Anordnung

Die Konstruktion des HDI-Schaltkreises wird abgeschlossen, indem die Schichten zwei und fünf auf die Schichten drei und vier gelegt werden. Wenn Löcher, typischerweise versteckte Microvias, gebohrt werden müssen, ist dies die Phase, in der dies geschieht. Diese Löcher müssen alle drei oder vier Schichten des Stapels durchdringen. Das gleiche Verfahren wird wiederholt, bis die obersten Schichten, derzeit die Schichten 2 und 5, fertig sind. Schließlich werden die letzten und äußersten Schichten, nummeriert mit eins und sechs, aufgesetzt.

Zusammenfassen

HDI ist eine spezialisierte PCB-Herstellungsprozess die ein tiefes Verständnis des Prozesses, der verfügbaren Materialien und der verschiedenen Designüberlegungen erfordert. High Density Interconnect PCBs werden in hochwertigen elektronischen Geräten eingesetzt, die kompakt und leistungsstark sein müssen. Zu diesen Anwendungen gehören Mobiltelefone, Touchscreen-Geräte, Laptops, Digitalkameras und die Avionik.

Es ist ein positives Zeichen, dass PCBA-Unternehmen aller Größenordnungen setzen diese Technologie ein, um ihre Kunden besser bedienen zu können. Unter diesen Unternehmen sticht FS Technology als führender chinesischer Hersteller hervor, der sich auf diese Technologie spezialisiert hat. Unabhängig von der Größe des Projekts nutzen wir diese Methode, um qualitativ hochwertige Leiterplatten herzustellen, die hohe Leistung in kompakter Form zu einem vernünftigen Preis bieten. Wenn Sie diese Technologie benötigen, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren, und wir werden Ihnen die wettbewerbsfähigste HDI PCB Preise auf dem Markt.

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