高密度互連（又名 HDI）技術(shù)最近獲得了市場(chǎng)認(rèn)可，因?yàn)樵S多電子設(shè)計(jì)師都爭(zhēng)先恐后地獲得它。值得注意的是，根據(jù)最新的市場(chǎng)趨勢(shì)，HDI 的銷售額是其傳統(tǒng)生產(chǎn)線的兩倍。

通常，任何電子設(shè)計(jì)師都必須選擇正確的 HDI  PCB材料，無(wú)論他們正在構(gòu)建哪種應(yīng)用。但是對(duì)于 HDI，選擇合適的設(shè)備尤為重要，因?yàn)槟褂玫氖禽p巧、小巧且功能強(qiáng)大的 PCB。間距通常低于 8 密耳（相當(dāng)于 200um），而其孔徑通常低于 10 密耳（相當(dāng)于 250um）。

1. HDI PCB – 什么是 HDI Stack-Up？

HDI PCB具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)要求，制造商必須遵循這些要求才能獲得最大輸出。同樣，如果您將使用無(wú)鉛焊料。您需要具有高分解溫度 (Td) 且通常質(zhì)量?jī)?yōu)良的合適材料。

HDI 疊層包含樹(shù)脂基體，該樹(shù)脂基體提供分離高導(dǎo)電銅線圈層所需的電阻和介電特性。

HDI 堆疊在決定其性能方面扮演什么角色？

HDI Stack-up 包含決定 HDI 應(yīng)用性能的樹(shù)脂基質(zhì)。因此，正確選擇疊層（通過(guò)擴(kuò)展樹(shù)脂基質(zhì)）將有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)師想要制作的形式的質(zhì)量。

2. HDI PCB——選擇前要考慮的介電材料特性

HDI 的最佳性能取決于電介質(zhì)材料的正確選擇。事實(shí)上，質(zhì)量越高，性能就越好。一般來(lái)說(shuō)，要選擇的介電材料的質(zhì)量必須高于傳統(tǒng)多層 PCB 材料的質(zhì)量。但是，您需要注意高質(zhì)量的介電材料可能很昂貴。也就是說(shuō)，確定介電材料的質(zhì)量需要特定的屬性；在下面檢查它們。

2.1：分解溫度（Td）

這是指介電材料發(fā)生熱分解的溫度。在這個(gè)溫度下，很明顯介電材料開(kāi)始改變狀態(tài)。物質(zhì)分子中存在的鍵通常是其分解溫度的原因。用于 HDI 疊層的優(yōu)秀介電材料必須具有高分解溫度 (Td) 才能實(shí)現(xiàn)高溫多功能。

2.2：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）

介電材料的介電玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg.) 是指其從剛性非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝誀顟B(tài)的參考。這種特性是電介質(zhì)中樹(shù)脂或基體的獨(dú)特特征。該材料提出的主要信息是揭示其在使用溫度下的狀態(tài)。 

換句話說(shuō)，Tg。解釋材料是繼續(xù)保持玻璃狀和剛性還是橡膠狀和柔性。對(duì)于 HDI 堆疊，設(shè)計(jì)的性質(zhì)將決定您在這里尋找什么。但一般來(lái)說(shuō)，高 Tg。建議電介質(zhì)在設(shè)定溫度下保持剛性，這是一件好事。

2.3：熱膨脹系數(shù)（CTE）

熱膨脹系數(shù)是溫度每升高一度電介質(zhì)材料的增量。這種膨脹可以是體積、面積或長(zhǎng)度，但對(duì)于電介質(zhì)，最可能的是長(zhǎng)度膨脹。如果溫度的微小變化會(huì)導(dǎo)致尺寸的顯著差異，那么對(duì)于HDI PCB 而言，電介質(zhì)可能不夠用。

2.4：分層時(shí)間

這也稱為分層時(shí)間。它是一種用于分析介電材料性能的測(cè)量方法。它考慮了介電樹(shù)脂分層所需的總時(shí)間。通常，對(duì)于 HDI 堆疊，分層所需的時(shí)間越長(zhǎng)越好。

3. HDI PCB——HDI柔性PCB的材料要求是什么？

隨著HDI技術(shù)在當(dāng)今市場(chǎng)上的日益普及，在購(gòu)買柔性PCB材料時(shí)需要知道要注意什么。在 HDI 上運(yùn)行的應(yīng)用需要更細(xì)的線路和比常規(guī) PCB 小得多的電鍍通孔。這意味著需要非常薄的導(dǎo)體層和基板。不幸的是，大多數(shù)制造商只考慮這些物理特性而忽略了技術(shù)特性。以下小節(jié)列舉了HDI柔性PCB的技術(shù)材料要求。

3.1：柔性材料的尺寸穩(wěn)定性

在此之前，設(shè)計(jì)師對(duì)使用剛性基板和柔性材料表示懷疑，因?yàn)槿藗冏⒁獾竭@些材料在制造過(guò)程中會(huì)發(fā)生波動(dòng)。當(dāng)然，我們現(xiàn)在知道這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)流行的基材——PI Film——在制造過(guò)程中會(huì)收縮。這種收縮是由于層壓過(guò)程中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力而產(chǎn)生的。

使用薄材料會(huì)顯著影響 FPC 的輸出和性能。但是 FPC 的產(chǎn)量取決于所用材料的尺寸穩(wěn)定性。因此，要獲得高密度的電路產(chǎn)品，所用材料的尺寸和結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)定。

3.2 包覆膠流動(dòng)性控制

在 HDI 電路中使用涂膜的主要原因是為了達(dá)到一個(gè)小窗口。因此確保在層壓過(guò)程中粘合劑不會(huì)填滿它。只有這樣才能保證鋁箔不被覆蓋，這也是控制HDI涂層材料流量的必要原因。

例如，如果流動(dòng)性太小，則會(huì)導(dǎo)致細(xì)線具有如此多的孔洞，從而損害電絕緣性。另一方面，過(guò)多的流動(dòng)性會(huì)使窗口蒙上陰影。由于大多數(shù)柔性材料并不總是具有此功能，因此基于粘合劑流動(dòng)特性的正確涂層仍然是最佳選擇。

3.3 薄型銅箔

實(shí)現(xiàn) HDI 柔性電路的一種極好方法是使用細(xì)粒度、薄且低剖面的銅箔。這種銅箔的厚度必須在通常的柔性電路的范圍內(nèi)，即1oz。其中平均圖形密度是目標(biāo)，1oz 的銅箔。有能力提供所需的性能。但是，對(duì)于 HDI 應(yīng)用，制造商可以使用 1/3、? 或 1/4oz 中的任何一種。銅箔。

3.4 材料對(duì)粘合劑電子遷移的抵抗力

對(duì)于柔性電路，電子遷移是不利的，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致其破壞。當(dāng)銅離子對(duì)偏置電壓、高溫或濕氣變得敏感時(shí)，特定的柔性電路的粘合劑允許銅離子穿過(guò)它們。這種效應(yīng)是形成負(fù)極和正極的線。

現(xiàn)在線密度和電壓都在增加；電路可靠性不斷受到電子遷移的威脅。在所有應(yīng)用程序中，HDI 似乎風(fēng)險(xiǎn)最大。這就是為什么電路制造商必須對(duì)這個(gè)問(wèn)題變得敏感并采取正確的措施來(lái)解決它。

4. HDI PCBs——不同的HDI材料可用于不同的

為了減少高頻能量損失，低耗散因數(shù) (Df) 或介電損耗角正切的 PCB 材料是最好的。為此，至少有四類 HDI 材料是合適的。在下面的小節(jié)中檢查它們。

4.1：中等速度和損耗

這些是最流行的PCB 材料；它們屬于 FR-4 家族。它們的介電常數(shù)與頻率響應(yīng)的比率并不平坦，因此會(huì)經(jīng)歷更大的介電損耗。因此，只有對(duì) GHz 要求較低的模擬或數(shù)字應(yīng)用才能發(fā)現(xiàn)它有用。

4.2 高速、低損耗

此類 HDI 材料具有 Dk。使頻率曲線更平坦。結(jié)果是顯著的低介電損耗，高達(dá)中速材料可獲得的一半。具有大約 0 GHz 要求的應(yīng)用會(huì)發(fā)現(xiàn)它最有用。

4.3 高速、低損耗、高信號(hào)完整性

Dk 的曲線。頻率同樣平坦，介電損耗同樣顯著低。它們的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們消除了其他材料類別常見(jiàn)的不必要的電噪聲。

4.4 高速、淺損耗、高信號(hào)完整性、射頻和微波

在討論的所有 HDI 材料中，該類別的 Dk.to 頻率曲線是最平坦的。它們同樣具有最低的介電損耗。對(duì)于 GHz 要求高達(dá) 20 的應(yīng)用，這種材料類別是最合適的。

HDI PCBs——HDI材料的成本及其功能

原則上，具有較低 Dk 和 Df 的材料。具有出色 SI 功能的值是獲得出色 HDI 性能的最佳選擇。盡管如此，上面第 5 章中強(qiáng)調(diào)的元素通常難以處理，并不總是適用于所有 HDI 堆疊。除此之外，您需要的材料質(zhì)量越高，您應(yīng)該準(zhǔn)備花的錢就越多。通常，高速、輕微損耗、高信號(hào)完整性、RF 和微波材料是這些類別中最昂貴的。

HDI PCB——從哪里獲得適用于 HDI 的材料

根據(jù)您所在的位置，您可以從您周圍的幾家 HDI PCB 制造商那里獲得 HDI 材料。但是，如果您發(fā)現(xiàn)很難找到值得信賴的人，您可以直接從亞馬遜訂購(gòu)，它會(huì)送到您家門口。

基于近期市場(chǎng)趨勢(shì)的 HDI PCB 的未來(lái)

鑒于 HDI 技術(shù)在當(dāng)今電子世界中的普及，未來(lái)遠(yuǎn)非黯淡。雖然 HDI 確實(shí)仍然可以改進(jìn)，但它的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用卻是很多不容忽視的。現(xiàn)在，包括軍隊(duì)在內(nèi)的幾乎所有部門都在采用HDI PCB，這進(jìn)一步提高了其可接受性。

結(jié)論

HDI 技術(shù)在全球范圍內(nèi)迅速普及，現(xiàn)在有多種應(yīng)用程序在其上運(yùn)行。然而，為其選擇合適的介電材料可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。在做出選擇之前，您需要考慮一些因素，這就是我們?cè)诒疚闹性噲D幫助您做的事情。我們希望您會(huì)發(fā)現(xiàn)這些信息很有用。