什么是HDI板?和普通PCB有什么区别?

作者:硬姐发布时间:2025-05-23
0什么是HDI板?

HDI板是指通过高密度微细布线和微小导通孔技术来生产制作的线路板。HDI板(High Density Interconnector),即高密度互连板,是使用微盲埋孔技术的一种线路分布密度比较高的电路板。HDI板有内层线路和外层线路,再利用钻孔、孔内金属化等工艺,使各层线路内部实现连结。 

HDI板一般采用积层法制造,积层的次数越多,板件的技术档次越高。普通的HDI板基本上是1次积层,高阶HDI采用2次或以上的积层技术,同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB技术。

当PCB的密度增加超过八层板后,以HDI来制造,其成本将较传统复杂的压合制程来得低。HDI板有利于先进构装技术的使用,其电性能和讯号正确性比传统PCB更高。此外,HDI板对于射频干扰、电磁波干扰、静电释放、热传导等具有更佳的改善。

电子产品不断地向高密度、高精度发展,所谓“高”,除了提高机器性能之外,还要缩小机器的体积。高密度集成(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。目前流行的电子产品,诸如手机、数码(摄)像机、笔记本电脑、汽车电子等,很多都是使用HDI板。随着电子产品的更新换代和市场的需求,HDI板的发展会非常迅速。

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3-6mil(0.076-0.152mm),线路宽度一般为3-4mil(0.076-0.10mm),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、QFP等。

0HDI板的优势

1、增加线路密度:传统电路板与零件的互连,必须经由QFP四周所引出的线路与通孔导体作为连接的方式(扇入及扇出方式),因此这些线路需要占据一些空间。而微孔技术可以将互连所需的布线藏到下一层去,其不同层次间焊垫与引线的衔接,则以垫内的盲孔直接连通,无须以扇入及扇出式布线。

因此外层板面上可放置一些焊垫(如mini-BGA或CSP之小型球焊)以承接较多的零件,可增加电路板的密度。同时HDI板的孔径及(hole pad )更小,也能起到节省空间,增加布线密度的作用。目前许多高功能的手机板,便是使用此种新式布线法。

 2、轻、薄、短、小:由于布线密度的增加,PCB板可以在更小的空间内,更多的布线,实现要求的功能,使PCB板的面积更小,同时实现同样的功能需要的层数更少,使PCB板的整体板厚可以变得更薄。

 3、有利于先进构装技术的使用:一般传统钻孔技术因焊垫大小(通孔)及机械钻孔的问题,并不能满足细线路的小型零件需求。而利用微孔技术的制程进步,设计者可以将最新的高密度IC构装技术,如矩阵构装(Array package)、CSP及DCA(Direct Chip Attach)等设计到系统中。

 4、拥有更佳的电性能及讯号正确性:利用微孔互连除可以减少讯号的反射及线路间的串讯干扰,并使电路板线路的设计可以增加更多空间外,由于微孔的物理结构性质是孔洞小且短,所以可减少电感及电容的效应,也可减少讯号传送时的交换噪声 。

 5、可靠度较佳:微孔因有较薄的厚度及1:1的纵横比,在讯号传递时的可靠度比一般的通孔来得高。 

6、可改善热性质:HDI板的绝缘介电材料有较高的玻璃转换温度(Tg),因此有较佳的热性质。

7、可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放(RFI/EMI/ESD):微孔技术可以让电路板设计者缩短接地层与讯号层的距离,以减少射频干扰及电磁波干扰;另一方面可以增加接地线的数目,避免电路中零件因静电聚集造成瞬间放电,而发生损坏。

8、增加设计效率:微孔技术可以让线路安排在内层,使线路设计者有较多的设计空间,因此在线路设计的效率可以更高。 

0HDI板设计注意事项

1、激光孔直径为0.076-0.15mm(3-6 mil);环宽≥3mil;

2、激光孔不能钻通孔,层介质厚度≤0.1mm ;

3、激光孔加工层及激光孔连接层铜厚≤1oz ;

4、叠层设计要对称,完成板件的层数需要偶数,各层铜厚及介质 层厚度尽可能的对称;

回答大家两个可能疑惑的问题。

1)存在盲埋孔的PCB板都叫做HDI板吗?

HDI板即高密度互联线路板,盲孔电镀 再二次压合的板都是HDI板,分一阶、二阶、三阶、四阶、五阶等HDI,如iPhone 6 的主板就是五阶HDI。单纯的埋孔不一定是HDI。

2)HDI PCB一阶和二阶和三阶如何区分?

一阶的比较简单,流程和工艺都好控制。

二阶的就开始麻烦了,一个是对位问题,一个打孔和镀铜问题。二阶的设计有多种,一种是各阶错开位置,需要连接次邻层时通过导线在中间层连通,做法相当于2个一阶HDI。第二种是,两个一阶的孔重叠,通过叠加方式实现二阶,加工也类似两个一阶,但有很多工艺要点要特别控制,也就是上面所提的。

第三种是直接从外层打孔至第3层(或N-2层),工艺与前面有很多不同,打孔的难度也更大。对于三阶的以二阶类推即是。

04  HDI板和普通PCB的区别

普通PCB的介绍:PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。

它的作用主要是电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。

HDI板和普通PCB的区别:普通的PCB板材是FR-4为主,其为环氧树脂和电子级玻璃布压合而成的。一般传统的HDI,最外面要用背胶铜箔,因为激光钻孔,无法打通玻璃布,所以一般要用无玻璃纤维的背胶铜箔,但是现在的高能激光钻机已经可以打穿1180玻璃布。这样和普通材料就没有任何区别了。

 

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