前言HDI是什么? HDI(High Density Interconnect) 全稱高密度互連板,是一種線分布密度高的高密度電路板,在現(xiàn)代電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色。
它具有輕薄、線路密度高、有利于先進(jìn)構(gòu)裝技術(shù)的使用、電氣特性與信號(hào)更佳、改善射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放、傳輸路徑短等優(yōu)點(diǎn)。
因此在手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、醫(yī)療設(shè)備和通信設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
HDI技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了PCB行業(yè)的發(fā)展,使得更密集的BGA(Ball Grid Array,球柵陣列)、QFP(Quad Flat Package,四邊扁平封裝)等元器件可以在HDI板上更緊密地排列。
據(jù)線路板廠小編所知,它同時(shí)也與芯片技術(shù)的提高相互推動(dòng)。隨著設(shè)計(jì)工程師們廣泛采用0.5PITCH的BGA芯片,BGA的焊角也從中心挖空或中心接地的形式逐漸變?yōu)橹行挠行盘?hào)輸入輸出需要走線的形式。
其利用了激光鉆孔技術(shù),打破了傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔的限制,這是HDI技術(shù)的一大突破。傳統(tǒng)PCB的機(jī)械鉆孔受到鉆刀影響,當(dāng)孔徑達(dá)到0.15mm時(shí),成本顯著上升,且難以進(jìn)一步改進(jìn)。
而HDI板的鉆孔孔徑一般在3-5mil(0.076-0.127mm)之間,線路寬度一般為3-4mil(0.076-0.10mm),通過(guò)這種方式,焊盤的尺寸可以大幅度減小,從而在單位面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更多線路的分布,實(shí)現(xiàn)了高密度互連。
簡(jiǎn)化HDI板的定義如下:
孔徑需小于等于6mil(1 mil為1/1000英寸)
孔環(huán)的環(huán)徑需小于等于10 mil
接點(diǎn)密度需大于130點(diǎn)/平方英寸
布線密度大于117英寸/平方英寸
線寬/間距要3 mil/3 mil以下
主要特點(diǎn)是高密度性,其特征就是內(nèi)部存在很多微盲孔/埋盲孔,因此其布線密度相比于傳統(tǒng)通孔板更高。
這是因?yàn)槲⒚た?埋盲孔能夠節(jié)約布線空間。在普通多層板中,通過(guò)通孔連接不同層,但這些通孔會(huì)占用大量可用于布線的空間。
相反,利用微盲孔/埋盲孔來(lái)實(shí)現(xiàn)不同層之間的連接功能,可以釋放出更多的空間用于布線,從而提高了布線密度。
因此,隨著微盲孔/埋盲孔的增多,密度也隨之提高,換言之,HDI的階數(shù)越高,其密度也就越高。
一般HDI板基本上采用一次增層,高階HDI板則為二次或二次以上的增層技術(shù),并同時(shí)使用電鍍填孔、疊孔、激光直接打孔等先進(jìn)PCB技術(shù),同時(shí)也有最高階的任意層高密度連接板(Any-layer HDI)技術(shù)。
基于 HDI 實(shí)際制造的難易程度和市場(chǎng)規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì),把 HDI 分為以下三大類:
入門類:一階 (1+C+1)、二階 (2+C+2)、三階 (3+C+3)
一般類:四階及以上、Any Layer (n+C+n,目前多為 10~12 層)
高階類:SLP(稱類載板)、軟硬結(jié)合板 (當(dāng)中硬板部份使用 HDI工藝)
01HDI 一階
激光鉆孔 / 電鍍填孔:L1 - L2
02HDI 二階
機(jī)械鉆孔 / 樹脂塞孔:L3-L8
激光鉆孔 / 電鍍填孔:L1-L2 / L9-L10 / L2-L3 / L8-L9
截面圖
03HDI 三階
04Any-layer
任意層高密度連接板(Any-layer HDI)為高級(jí)HDI制程與一般HDI的區(qū)別在于,一般HDI是由鉆孔過(guò)程中的機(jī)械鉆直接貫穿PCB層與層之間的板層,而Any-layer HDI以激光鉆孔打通層與層之間的連通,中間的基材可省略使用銅箔基板,可以讓產(chǎn)品的厚度變得更輕薄,從HDI一階改用Any-layer HDI,可減少近四成左右的體積。
但需要注意的是,一旦HDI升級(jí)到任意層HDI,就無(wú)法再通過(guò)增加微盲孔/埋盲孔來(lái)進(jìn)一步提高布線密度。
因此,在工業(yè)制造中,除了在HDI工藝基礎(chǔ)上增加微盲孔/埋盲孔外,還可以通過(guò)引入半加成法(mSAP)和載板工藝來(lái)制造更高密度的板材,即類載板(Substrate-like PCB,簡(jiǎn)稱SLP)。
這表明HDI在實(shí)現(xiàn)高密度布線方面具有重要意義。