什么是HDI线路板?    

  一、HDI电路板概述

HDI线路板的定义(什么是HDI(高密度互连)PCB线路板)

什么是HDI线路板? 高密度互连(HDI) pcb,是生产印刷电路板的一种技术,通过使用微盲孔埋孔技术的一种线路分布密度比较高的电路板。由于科技不断高速的发展电子产品对于高速化讯号的电性要求,电路板必须提供具有交流电特性的阻抗控制、高频传输能力、降低不必要的辐射(EMI)等要求。采用Stripline(带状线)、Microstrip(微带线)的结构,所以多层化就成为必要的设计。为减低讯号传送的品质问题,通常会采用低介电质系数、低衰减率的绝缘材料,为配合电子元件构装的小型化及阵列化,电路板也不断的提高密度以适应需求。它采用模块化可并联设计,一个模块容量1000VA(高度1U),自然冷却,可以直接放入19″机架,比较大可并联6个模块。该产品采用全数字信号处理(DSP)技术和多项专利技术,具有全范围适应负载能力和较强的短时过载能力,可以不考虑负载功率因数和峰值因数。

HDI线路板的出现与发展

传统的pcb板的钻孔由于受到钻刀影响,当钻孔孔径达到0.15mm时,成本已经非常高,且很难再次改进。而hdi板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔,而是利用激光钻孔技术。(所以有时又被称为镭射板。)hdi板的钻孔孔径一般为3-5mil(0.076-0.127mm),线路宽度一般为2 -4mil(0.05-0.10mm),焊盘的尺寸可以大幅度的减小所以单位面积内可以得到更多的线路分布,高密度互连由此而来。

hdi技术的出现,适应并推进了pcb行业的发展。使得在hdi板内可以排列上更加密集的BGA、QFN等。目前hdi技术已经得到广泛地运用,其中1阶的hdi已经广泛运用于拥有0.5PITCH的BGA的pcb制作中。hdi技术的发展推动着芯片技术的发展,芯片技术的发展也反过来推动hdi技术的提高与进步。

二、HDI线路板阶数的区分与常见叠层结构

由于hdi的板根据设计不同,同样阶数的hdi板叠层及成本都有差别,比如6层1阶hdi来说,可以设计成压合一次的盲孔hdi,也可以设计成压合两次的盲埋孔hdi,还可以设计成压合两次的标准hdi。下面我们就来给大家介绍一下不同阶数的hdi叠层结构,在实际生产与制造过程中,哪种成本高?哪种成本低?哪种交期短?哪种生产效率高?以方便pcb layout工程师们在设计hdi板时候有个取舍与合适的选择。

1阶HDI结构:1+N+1(标准结构压合2次,镭射1次)

下图为6层1阶hdi标准结构,这种结构通常成本是最高的,既有盲、埋孔,又有通孔,需要压合两次,镭射1次,镀埋孔一次,镀盲孔和通孔一次。

下图为6层1阶盲孔板压合结构,这种成本在6层一阶hdi中最低,仅需要一次压合镀通孔和盲孔一次,省去了一次压合、钻埋孔、镀埋盲,以及埋孔树脂塞孔工艺,这样就大大降低生产成本同时也提高了生产效率,这样的6层1阶hdi和6层通孔板相比主要增加了镭射钻孔成本,这种hdi的价格比6层通孔板稍高。

下图为简化型6层1阶hdi,从压合结构你会发现相对是标准6层1阶hdi少了通孔,这样就少了一次钻通孔的成本,虽然比盲孔6层1阶hdi复杂但是比标准型6层1阶hdi有所简化,生产周期也会缩短,生产成本有所下降。

2阶HDI结构:2+N+2(标准结构压合2次,镭射2次)

下图为标准6层2阶hdi,盲孔根据设计可以是错孔或叠孔(如图所示1-2,2-3层为错孔;5-6,4-5为叠孔);一般来说叠孔的难度相对错孔对次外层盲的填孔电镀要求更高,如果填孔电镀不饱满的情况下,外层镭射后很可能会造成盲孔开路而导致pcb失效。这种6层2阶hdi需要压合两次、镭射两次、镀埋孔一次、镀盲孔两次,埋孔需要树脂塞孔,这种标准型6层2阶hdi成本也是最高的,建议在实际设计中能简化尽量简化,以实现节约成本提高生产效率的目的。

下图为盲孔6层2阶hdi,相对于标准型少了埋孔,这样就节约了钻埋孔、镀埋孔和树脂塞孔的成本,大大节约了生产成本和生产时间。如果布线允许建议尽量考虑这种压合结构,不但节约成本,而且还缩短生产周期。

下图为盲埋孔6层2阶hdi,这种相对于标准6层1阶hdi少了通孔,埋孔为L2-5;等于先做一个4层1阶盲孔板后把L2-5埋孔树脂塞孔再压合外层,这样就省去了1-6的通孔工序,而且次外层L2-3、L4-5盲孔和L2-5埋孔可以一起镀,这样会节约一定的成本,同时也缩短一定的生产时间

简化型6层2阶hdi,这种相对于标准6层1阶hdi,盲孔由L3-4,优化为L2-5;芯板做完内层线路后直接压合,钻盲、埋孔,镀盲、埋孔,节约了一次L2-3的电镀,L2-4层埋孔和L2-3、L4-5层盲孔一起镀,这样既节约了成本也提高了生产良率。

3阶HDI结构:3+N+3(压合3次,镭射3次)

由于3阶hdi的结构和变化更多,在此我只提供标准8层3阶hdi的压合结构,希望PCB Layout工程师们能根据标准压合结构,举一反三,设计出更加简单、快捷、低成本、高生产效率的高阶hdi线路板。

4阶HDI结构:4+N+4(压合4次,镭射4次)

下图为10层4阶HDI标准压结构,PCB Layout工程费可参考此结构设计出适合自己的10层4阶HDI线路板,如果本文章内结构无法满足您的需求,您可以与998pcb联系,我们的PCB制造工程师会给您提供更多的帮助。

任意层互联HDI

所谓的任意层HDI是从芯板就开始激光打孔,通过盲孔实现层与层之前任意互联,一直打到外层这种板一般来说为叠孔类型,但是这种板由于镭射深度的局限,板的厚度必须按镭射制程设计,否则无法完成。一般来说层与层之间的厚度在4mil以内,如果是6层任意互联板的厚度为0.6mm左右;8层为0.8mm左右。由于任意层互联HDI每层都有盲,而且叠孔最为次数多,所以对每层的镭射钻孔和填孔电镀要求极高,有任何一个工序控制不好就会造成任意层HDI板的报废或不良率大幅增加,目前为止深泽多层电路只能生产任意层HDI样品,目前正在加大力度研发中,相信不久后任意层互联将会批量生产。

从以上结构可以总结出,一般镭射一次为1阶hdi板,两次为2阶hdi板,以此类推;任意层hdi为从芯板开始镭射,压合一次镭射一次。

电子设计在不断提高整机性能的同时,也在努力缩小其尺寸。从手机到智能电器的小型便携式产品中,”小”是永远不变的追求。高密互联(hdi)技术可以使终端产品设计更加小型化,同时满足电子性能和效率的更高标准。hdi板目前广泛应用于手机、数码、摄像机、通讯模块、笔记本电脑、汽车电子和其他数码产品等,其中以手机的应用相当为广泛。hdi板一般采用多次积层法(Build-up)制造,积层的次数越多,板件的技术难度越高。普通的hdi板基本上是1次积层,高阶hdi是采用2以上的积层技术,同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进hdi制造技术。高阶hdi板主要应用于4G手机、4G通讯模块、IC载板等,随着芯片的不断进度,现在对hdi板需求也越来越多。

目前0.5PITCH的BGA芯片已经逐渐被设计工程师们所大量采用,BGA的焊角也由中心挖空的形式或中心接地的形式逐渐变为中心有信号输入输出需要走线的形式。所以现在1阶的hdi已经无法完全满足pcb设计人员的需要,因此2阶以上的hdi开始成为研发工程师和pcb制板厂共同关注与进步的目标。1阶的hdi技术是指激光盲孔仅仅连通表层及与其相邻的次层的成孔技术,2阶以上的hdi技术是在1阶的hdi技术上的提高,它包含激光盲孔直接由表层钻到第三层(此为叠孔结构),和表层钻到第二层再由第二层钻到第三层两种形式(此种情况为错孔),其难度远远大于1阶的hdi技术。

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本章对于hdi线路板的介绍先到这里,998pcb专业从事高阶hdi及多层pcb制造服务,可为全球客户提供便捷的一站式pcb及pcba制造服务。您的需求,便是我们的动力,欢迎新老客户咨询洽谈!如有其它方面了解请点击制程能力

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