Hvad er lamineringsstrukturen på HDI-printkort?

Hvad er lamineringsstrukturen på HDI-printkort?

HDI PCB-lamineringsstruktur

Smartphones bliver stadig tyndere, mens smartwatches bliver stadig kraftigere. HDI (Sammenkobling med høj densitet) PCB-teknologi er kernen i denne tendens. Sammenlignet med traditionelle printkort gør HDI-lamineringsstrukturdesign det muligt at placere mere komplekse kredsløb på mindre plads.

Som printkortproducent med 17 års erfaring har Topfast set adskillige projekter mislykkes på grund af valg af uhensigtsmæssige HDI-lamineringsstrukturer, hvilket har ført til omkostningsoverskridelser eller fejl i ydeevnen.Det er derfor afgørende at forstå de forskellige lamineringsstrukturer for HDI-printkort.

hdi pcb

1. Grundlæggende om HDI PCB-laminering

Essensen af HDI-kort ligger i at opnå høj tæthed i routing gennem opbygningsprocessersom er fundamentalt forskellige fra traditionel printkortproduktion. Traditionelle printkort er som at lave sandwiches - alle lag lamineres på én gang - mens HDI-kort minder om at bygge skyskrabere og kræver en lagdelt konstruktion.

Sammenligning af nøgleprocesser:

  • Laserboring:Skaber mikrovias så små som 0,05 mm i diameter (menneskehår ≈ 0,07 mm)
  • Pulse Plating: Sikrer ensartet kobbertykkelse i mikrovias (<10% variation)
  • Sekventiel laminering: Typiske parametre-170°C±2°C, 25kg/cm² tryk, lag-for-lag opbygning

I et smartwatch-projekt, jeg arbejdede på, reducerede skiftet fra et traditionelt 6-lags printkort (5 cm²) til en HDI-struktur (1+4+1) kortets størrelse til 1,5 cm², samtidig med at der blev tilføjet pulsmåling - hvilket viser HDI&#8217s magi.

Gratis gennemgang af HDI-design →.

2. Detaljeret analyse af mainstream HDI-lamineringsstrukturer

1.Enkel enkeltlaminering (1+N+1)

Typisk eksempel: (1+4+1) 6-lags plade

Funktionerapsuleringsprocesser og møde:

  • Ingen nedgravede vias i de indre lag, enkelt laminering
  • Blinde vias dannet ved laserboring på ydre lag
  • Den mest omkostningseffektive HDI-løsning

Anvendelser:

  • Smartphones på indgangsniveau
  • IoT-slutpunktsenheder
  • Pladsbegrænset forbrugerelektronik

Casestudie: Et Bluetooth-øretelefonmærke med (1+4+1)-design, der integrerer Bluetooth 5.0, berøringskontrol og batteristyring i et rum med en diameter på 8 mm.

2.Standard enkeltlaminering HDI (med nedgravede vias)

Typisk eksempel: (1+4+1) 6-lags kort (nedgravede vias i L2-5)

Funktionerapsuleringsprocesser og møde:

  • Nedgravede vias i indre lag kræver to lamineringer
  • Kombinerer blinde og nedgravede vias
  • Afbalanceret pris og ydeevne

Design-faldgrube: Forkert placering af nedgravede ledninger forårsagede en impedansafvigelse på 15 % i et projekt, hvilket nødvendiggjorde et nyt design.

3.Standard dobbeltlaminering HDI

Typisk eksempel: (1+1+4+1+1) 8-lags plade

Proceskarakteristika:

  • Tre lamineringstrin (kerne + første opbygning + anden opbygning)
  • Muliggør komplekse sammenkoblingsarkitekturer
  • Understøtter 3-trins blind vias

Fordele ved ydeevne:

  • Velegnet til GHz+ højhastighedssignaler
  • Bedre strømintegritet (dedikerede strømlag)
  • 30 % forbedret termisk ydeevne

4.Optimeret struktur med dobbeltlaminering

Innovativt design: (1++1+4+1+1) 8-lags plade

Vigtige forbedringer:

  • Flytter nedgravede vias fra L3-6 til L2-7
  • Eliminerer et lamineringstrin
  • 15 % omkostningsreduktion

Testdata: Et 5G-modul, der bruger denne struktur, opnås:

  • 0,3dB/cm indsætningstab @10GHz
  • 12 % lavere produktionsomkostninger end traditionelle strukturer
  • 8% højere udbytte
hdi pcb

3.Avancerede HDI-lamineringsstrukturdesigns

1.Skip-Via-design

Tekniske udfordringer:

  • Blinde vias fra L1 til L3, spring L2 over
  • 100% øget dybde i laserboring
  • Betydeligt hårdere belægning

Løsninger:

  • Kombineret UV+CO₂-laserboring
  • Særlige pletteringsadditiver til dybe vias
  • Forbedret optisk justering (nøjagtighed <25μm)

Lektion lært: Et parti droneflyvekontroller mislykkedes på grund af problemer med skip-via-belægning, hvilket forårsagede omarbejdningsomkostninger på 50.000 dollars.

2.Stakket Via-design

Funktionerapsuleringsprocesser og møde:

  • Blinde vias stablet direkte over nedgravede vias
  • Kortere vertikale sammenkoblinger
  • Reducerede signalrefleksionspunkter

Væsentlige elementer i design:

  • Streng kontrol af lagjustering (<25 μm fejl)
  • Tilstopning af harpiks for at forhindre luftlommer
  • Yderligere termisk stresstest (260 °C, 10 sekunder, 5 cyklusser)

4.Valg af HDI-lamineringsstruktur

1.Vigtige udvælgelsesfaktorer

OvervejelserEnkel enkeltlamineringKompleks dobbeltlaminering
Omkostninger$$$$
Routing-tæthedMediumEkstremt høj
SignalintegritetEgnet <1GHzEgnet >5 GHz
Udviklingstid2-3 uger4-6 uger
Udbytteprocent>9080-85%

2.Branchespecifikke anbefalinger

Forbrugerelektronik:

  • Foretrukket: (1+4+1)
  • Spor/plads: 3/3mil
  • Blind via: 0,1 mm

Elektronik til biler:

  • Anbefalet: (1+1+4+1+1)
  • Materiale: TG≥170°C
  • Yderligere termiske vias

Medicinsk udstyr:

  • Højeste krav til pålidelighed
  • Tilstopning af harpiks med lavt hulrum
  • 100% mikrosektionsinspektion

5.Praktiske HDI-designteknikker

1.Via optimeringsprincipper

  • ≤3 Vias i højhastigheds-signalveje
  • Tilstødende via-afstand ≥5× via-diameter
  • Dobbelt strømgennemføring

2.Stack-Up gyldne regler

  • Signallag, der støder op til jordoverfladen
  • Før højhastighedssignaler internt (reducerer stråling)
  • Tæt kobling mellem strøm- og jordplan

3.Forbedringer af pålideligheden

  • Tilføj 0,1 mm termiske via-arrays
  • Jordspyd til kritiske signaler
  • 0,5 mm no-routing-zone ved pladekanterne
hdi pcb

6.Fremtidige tendenser

Nye teknologier:

  • Modificeret semiadditiv proces (mSAP): 20/20 μm spor/rum
  • Co-fyret keramik med lav temperatur (LTCC): Ultrahøj frekvens
  • Indlejrede komponenter:Modstande/kondensatorer inde i kort

Gennembrud inden for materialer:

  • Modificeret polyimid: Dk=3,0, Df=0,002
  • Nano-sølv ledende klæbemiddel: Alternativ til plettering
  • Termisk grafen: 5× bedre varmeledning

Et laboratorium har fremstillet en prototype af en 16-lags 3D-interconnect HDI (1 mm tyk, 1024 kanaler), hvilket varsler om endnu mere kompakte fremtidige enheder.

Få et øjeblikkeligt HDI-tilbud →.

Topfast-anbefalinger

Når man skal vælge den rette HDI-laminatstruktur, er det nødvendigt at finde den optimale balance mellem ledningstæthed, signalintegritet, produktionsomkostninger og pålidelighed. Den simpleste struktur giver ofte det højeste udbytte og de laveste omkostninger.

    • Få et tilbud

      Få den bedste rabat

    • Online konsultation