何謂HDI?
HDI(High Density Interconnect),中文譯為高密度互連板,是一種線路密度極高的印刷電路板。相較於傳統的PCB,HDI最大的特色在於它採用了盲孔和埋孔技術,讓電路板內的線路可以更密集地排列,同時也讓電路板的層數可以增加,進而實現更複雜的功能。
HDI的優勢
- 高密度: 線路密度高,可容納更多的電子元件,使產品更小巧。
- 多層次: 可以製作多層的電路板,增加電路的複雜度,滿足高性能電子產品的需求。
- 高頻特性優異: 因為線路短,阻抗匹配性好,適用於高頻電子產品。
- 可靠性高: 採用內層埋孔技術,提高了電路板的可靠性。
採用內層埋孔技術提升電路板可靠性的原因
1. 減少機械應力
降低應力集中:相較於傳統的通孔,內層埋孔能有效分散電路板受到外力時的應力,
減少應力集中在孔洞周圍,降低因應力過大而導致銅箔斷裂或剝落的風險。
提高抗震性: 埋孔結構能更好地吸收振動能量,提高電路板的抗震性能,
使其在惡劣環境下也能保持穩定。
2. 改善電氣性能
降低阻抗: 埋孔的電鍍層厚度均勻,能降低電阻,提高信號傳輸速度,減少信號衰減。
提高電磁兼容性: 埋孔能有效降低電磁干擾,提高電路板的電磁兼容性。
3. 提高產品可靠性
減少焊點: 埋孔技術減少了焊點數量,降低了焊點不良的風險。
提高產品壽命: 埋孔結構能有效防止濕氣、腐蝕等因素對電路板的侵蝕,延長產品壽命。
HDI的製程
HDI的製程相較於傳統PCB複雜許多,主要步驟如下:
- 內層製作: 製備內層銅箔層,並進行線路成形。
- 微盲孔/埋孔加工: 利用雷射鑽孔技術在內層上鑽出微小的孔洞,並進行電鍍填孔。
- 層壓: 將多層內層疊合在一起,並進行高溫高壓的層壓,使各層緊密結合。
- 外層製作: 在最外層進行線路成形,並與內層的孔洞連接。
HDI的應用
由於HDI具有高密度、高頻特性優異等優點,因此被廣泛應用於以下領域:
- 手機: 手機內部的空間有限,HDI可以讓手機的內部電路更加緊湊,實現更多功能。
- 電腦: 筆記型電腦、平板電腦等,都需要高密度、高性能的電路板。
- 網路通訊設備: 路由器、交換機等設備需要高速傳輸,HDI可以滿足其需求。
- 汽車電子: 汽車電子產品對可靠性要求很高,HDI可以提供更可靠的電路連接。
HDI板有利於先進構裝技術的使用,其電性能和訊號正確性比傳統PCB更高。
此外,HDI板對於射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。
下圖為 2+N+2 (2+4+2) 的PCB 層疊結構(IPC-2226 標准定義為 Type III)
其中 “2” 的意思為鐳鑽次數
(L2~L3 雷射鑽孔 ; L1~L2 雷射鑽孔)
(L7~L6 雷射鑽孔 ; L8~L7 雷射鑽孔)
孔徑 0.2mm~0.1mm,
其中”N” 的意思為內層機鑽埋孔層數 (L3~L6)。
埋孔孔徑最好設定在 0.2~0.4mm
一般而言,HDI需搭配樹脂塞孔,
避免因流膠造成PCB凹陷,以及殘留空氣導致爆板
