Что такое hdi печатные платы? HDI печатные платы (High-Density Interconnect Printed Circuit Board) — это тип печатной платы с высокой плотностью межсоединений. HDI означает «High Density Interconnect» (межсоединения высокой плотности). Печатные платы HDI обеспечивают более высокую плотность проводки и меньшие размеры благодаря передовым технологиям производства и методологиям проектирования. По сравнению с обычными печатными платами, наиболее значительной характеристикой hdi печатные платы является их способность обеспечивать более высокую плотность размещения схем и межсоединений.
Основные характеристики и технологии HDI
Технология микропроходов: это наиболее фундаментальная особенность HDI.
Лазерное сверление: в основном использует УФ- или CO₂-лазеры для сверления микропроходов (Microvia) с диаметром обычно менее 150 мкм (обычно 50-100 мкм) через чрезвычайно тонкие диэлектрические слои.
Слепые/заглубленные переходные отверстия: HDI широко использует слепые переходные отверстия (соединяющие внешние и внутренние слои, не пересекая всю плату) и заглубленные переходные отверстия (соединяющие только внутренние слои, не проходящие к внешним слоям). Это значительно освобождает пространство поверхностного слоя для прокладки трассировки.
Сложенные/смещенные переходные отверстия: для соединения дополнительных слоев в HDI используются сложенные переходные отверстия (несколько микроотверстий, сложенных вертикально) или смещенные переходные отверстия (несколько микроотверстий, расположенных в смещенном порядке). Процесс создания сложенных переходных отверстий более сложен и дорогостоящий, но обеспечивает более короткие пути межсоединений.
Тонкие линии и расстояния: ширина линий и расстояния между ними значительно уменьшены, как правило, до менее 100 мкм (обычно 50-75 мкм или менее). Для достижения таких тонких размеров линий используются более совершенные методы фотолитографии, такие как полуаддитивный процесс (mSAP).
Высокая плотность маршрутизации: комбинация микропереходных отверстий и тонких линий значительно увеличивает количество проводников, которые могут быть проложены на единицу площади, что позволяет создавать высокоплотные соединения для сложных схем.
Тонкие диэлектрические материалы: использование более тонких (например, ≤50 мкм) высокоэффективных ламинатов с медным покрытием (CCL) и препрегов, а также низкопрофильной медной фольги, составляет основу для достижения ультратонких межслойных структур и тонких дорожек.
Увеличение количества слоев и межслойная связь: hdi печатные платы легко вмещают большее количество слоев (обычно 8+ слоев). Современная технология Any Layer Interconnect (ELIC) позволяет осуществлять соединения микроотверстий между любыми слоями, обеспечивая максимальную гибкость проектирования.
Усовершенствованные поверхностные покрытия: такие как ENEPIG (безэлектродное никель-палладий-золото), безэлектродное серебро, безэлектродное олово и OSP, для соответствия требованиям надежности пайки для контактных площадок высокой плотности и компонентов с мелким шагом.
Преимущества hdi печатные платы:
В hdi печатные платы используются микро-слепые и погруженные переходные отверстия для многослойной высокоплотной укладки, что значительно повышает плотность трассировки. Микро-шаг отверстий и высокоточная лазерная сверление обеспечивают точное соединение цепей, минимизируя пути прохождения сигнала для уменьшения потерь сигнала и перекрестных помех, тем самым обеспечивая целостность сигнала.
Максимальное использование пространства
Технология HDI экономит площадь печатные плат за счет слепых и погруженных переходных отверстий, что облегчает создание компактных и легких устройств, отвечающих строгим современным требованиям к размерам и весу электронных продуктов.
Гарантия высокоскоростной передачи сигнала
Использование материалов с низкой диэлектрической проницаемостью и оптимизированных ламинатных структур снижает задержку сигнала, повышая стабильность и надежность высокоскоростной передачи сигнала.
Высокая надежность и долговечность
Многослойное ламинирование и точное изготовление обеспечивают прочность конструкции, адаптируясь к сложным условиям эксплуатации и продлевая срок службы продукта.
Повышенная гибкость проектирования
Поддерживает более сложные схемы и функциональную интеграцию, отвечая требованиям разнообразных высокопроизводительных электронных продуктов.
Структура ламината HDI PCB:
Однослойная печатная плата (однослойная 6-слойная плата, структура ламината: (1+4+1))
Этот тип hdi печатные платы имеет самую простую структуру, поскольку внутренние многослойные платы не содержат погруженных переходных отверстий, и для завершения процесса производства требуется только однослойное ламинирование. Хотя она классифицируется как однослойный ламинат, процесс ее производства очень похож на процедуру однослойного ламинирования для обычных многослойных плат.
Основное отличие заключается в последующих этапах, которые включают лазерное сверление слепых переходных отверстий и другие операции. Поскольку эта ламинированная структура не содержит погруженных переходных отверстий, второй и третий слои могут быть изготовлены как одна основная плата, а четвертый и пятый слои образуют другую основную плату в процессе производства. Затем к внешним слоям добавляются диэлектрические слои и медная фольга, а затем промежуточный диэлектрический слой, после чего проводится однократное ламинирование. Этот метод очень прост и обеспечивает более низкие затраты по сравнению с обычными однократно ламинирование плат.
Однослойная ламинированная печатная плата (шестислойный однослойный ламинат со структурой слоев (1+4+1))
Структура этого типа hdi печатные платы обычно обозначается как (1+N+1), где N ≥ 2 и N — четное число. Эта конструкция представляет собой основную структуру однослойных ламинатов в современной промышленности, характеризующуюся внутренними многослойными платами с погруженными переходными отверстиями, которые требуют вторичного ламинирования для завершения. Помимо слепых переходных отверстий, этот однослойный ламинат включает в себя погруженные переходные отверстия. Преобразование таких плат HDI в более простые однослойные ламинаты класса I выгодно как для поставщиков, так и для клиентов. Многие клиенты приняли рекомендации по оптимизации традиционных однослойных ламинатов класса II в сторону эквивалентов класса I.
Обычные двухслойные печатные платы HDI (двухслойная 8-слойная плата HDI, слоистая структура: (1+1+4+1+1))
Структура этой платы HDI составляет (1+1+N+1+1), где N≥2 и N — четное число. Она представляет собой текущий промышленный стандарт для двухслойных конструкций, отличающихся наличием погруженных переходных отверстий в многослойной плате, для изготовления которых требуется три процесса ламинирования. Основной характеристикой этой конструкции является отсутствие многослойных переходных отверстий, что приводит к сложности производства на стандартном уровне. Оптимизация размещения погруженных переходных отверстий со слоев (3-6) на (2-7) позволила бы исключить один процесс ламинирования, тем самым оптимизировав производство и снизив затраты.
Обычные двухслойные hdi печатные платы (двухслойная 8-слойная плата HDI, слоистая структура: (1+1+4+1+1))
Структура этой hdi печатные платы составляет (1+1+N+1+1), где N≥2 и N — четное число. Она представляет собой текущий промышленный стандарт для двухслойных конструкций, отличающихся наличием погруженных переходных отверстий в многослойной плате, для изготовления которых требуется три процесса ламинирования. Основной характеристикой этой конструкции является отсутствие многослойных переходных отверстий, что приводит к сложности производства на стандартном уровне. Оптимизация размещения погруженных переходных отверстий со слоев (3-6) на (2-7) позволила бы исключить один процесс ламинирования, тем самым оптимизировав производство и снизив затраты.
Вторично ламинированная hdi печатные платы с конструкцией слепых/сквозных отверстий, в которой слепые отверстия расположены над погруженными отверстиями (слои 2-7). (Вторично ламинированная 8-слойная hdi печатные платы с конфигурацией слоев (1+1+4+1+1))
Структура таких плат имеет вид (1+1+N+1+1), где N≥2 и является четным числом, что представляет собой текущую конструктивную характеристику для определенных вторично ламинированных плат в отрасли.
Внутренние многослойные платы таких сборок содержат погруженные переходные отверстия, что требует вторичного ламинирования для завершения. Ключевые особенности включают конструкцию с наслоением переходных отверстий и размещение слепых переходных отверстий между слоями. Кроме того, эта конструкция требует наслоения слепых переходных отверстий над погруженными переходными отверстиями на слоях (2-7), что увеличивает сложность производства. Размещение погруженных переходных отверстий на слоях (2-7) сокращает количество этапов первичного ламинирования, оптимизирует производственный процесс и, как следствие, позволяет снизить затраты.
Вторичный ламинированный HDI с кросс-слойной конструкцией слепых переходных отверстий (вторичный ламинированный HDI 8-слойная плата, многослойная структура: (1+1+4+1+1))
Эта конфигурация, представленная как (1+1+N+1+1) (где N≥2 и является четным числом), представляет собой одну из наиболее сложных структур вторичных ламинированных плат, встречающихся в настоящее время в отрасли. Такие конструкции обычно включают в себя погруженные переходные отверстия между слоями (3-6) внутри внутренней многослойной платы, что требует тройного ламинирования для завершения.
Основная сложность заключается в конструкции сквозных слепых переходных отверстий, что повышает сложность производства. В результате производители hdi печатные платы, не обладающие специальными техническими возможностями, часто сталкиваются с трудностями при производстве таких вторичных ламинированных плат. Оптимизация сквозных слепых переходных отверстий между слоями (1-3) путем их разделения на отдельные (1-2) и (2-3) слойные слепые переходные отверстия — с использованием ступенчатого подхода вместо слоистых переходных отверстий — значительно снизит производственные затраты и оптимизирует производственные процессы.
Факторы, влияющие на цену hdi печатные платы:
Количество слоев и стоимость
Количество слоев в печатной плате является ключевым фактором, определяющим ее цену. Большее количество слоев требует более сложных производственных процессов, что приводит к увеличению затрат. Например, обычные 4-8-слойные hdi печатные платы обычно стоят от 300 до 800 юаней за квадратный метр. Многослойные платы, превышающие 10 слоев, могут стоить более 1000 юаней за квадратный метр. Как правило, большее количество слоев соответствует более высокой базовой цене печатных плат.
Ширина дорожек, расстояние между ними и размер микроотверстий
Ширина дорожек, расстояние между ними и размер микроотверстий значительно влияют на цену hdi печатные платы. Когда ширина дорожек и расстояние между ними достигают меньших значений, например 2,5/2,5 мил, сложность производства увеличивается, что приводит к более высоким затратам по сравнению со стандартными конфигурациями 3/3 мил. Кроме того, меньший диаметр микроотверстий соответственно увеличивает производственные затраты. Например, за сквозные отверстия размером менее 0,25 мм большинство производителей печатных плат обычно взимают дополнительную плату, поскольку глубина проникновения сверла значительно уменьшается за один проход, что снижает эффективность производства. Микроотверстия обычно обрабатываются лазером, с типичными размерами сверления от 3 до 5 мил, где 4 мил представляют собой стандартный размер для проектирования и производства.
Количество заказа
Объем заказа является ключевым фактором, влияющим на цену hdi печатные платы. Массовое производство использует эффект масштаба для снижения удельных затрат. Как правило, большие объемы заказов приводят к снижению себестоимости единицы продукции. Прототипирование небольших партий обычно сопряжено с более высокими ценами, поскольку фиксированные затраты, такие как инженерные сборы (примерно 300–500 йен) и расходы на пленку (100 йен за слой), должны распределяться на меньшее количество единиц. Напротив, при больших объемах заказов цена может снижаться на 10–30 %.
