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.

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

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

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

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.