高密度互連（又名 HDI）技術(shù)最近獲得了市場認(rèn)可，因為許多電子設(shè)計師都爭先恐后地獲得它。值得注意的是，根據(jù)最新的市場趨勢，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)計師都必須選擇正確的 HDI  PCB材料，無論他們正在構(gòu)建哪種應(yīng)用。但是對于 HDI，選擇合適的設(shè)備尤為重要，因為您使用的是輕巧、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，如果您將使用無鉛焊料。您需要具有高分解溫度 (Td) 且通常質(zhì)量優(yōu)良的合適材料。

HDI 疊層包含樹脂基體，該樹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)用性能的樹脂基質(zhì)。因此，正確選擇疊層（通過擴(kuò)展樹脂基質(zhì)）將有助于優(yōu)化設(shè)計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。事實上，質(zhì)量越高，性能就越好。一般來說，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，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。在這個溫度下，很明顯介電材料開始改變狀態(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)中樹脂或基體的獨特特征。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，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。對于 HDI 堆疊，設(shè)計的性質(zhì)將決定您在這里尋找什么。但一般來說，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、面積或長度，但對于電介質(zhì)，最可能的是長度膨脹。如果溫度的微小變化會導(dǎo)致尺寸的顯著差異，那么對于HDI PCB 而言，電介質(zhì)可能不夠用。

2.4：分層時間

這也稱為分層時間。它是一種用于分析介電材料性能的測量方法。它考慮了介電樹脂分層所需的總時間。通常，對于 HDI 堆疊，分層所需的時間越長越好。

3. HDI PCB——HDI柔性PCB的材料要求是什么？

隨著HDI技術(shù)在當(dāng)今市場上的日益普及，在購買柔性PCB材料時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)計師對使用剛性基板和柔性材料表示懷疑，因為人們注意到這些材料在制造過程中會發(fā)生波動。當(dāng)然，我們現(xiàn)在知道這是因為當(dāng)時流行的基材——PI Film——在制造過程中會收縮。這種收縮是由于層壓過程中產(chǎn)生的巨大應(yīng)力而產(chǎn)生的。

使用薄材料會顯著影響 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)到一個小窗口。因此確保在層壓過程中粘合劑不會填滿它。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，如果流動性太小，則會導(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，過多的流動性會使窗口蒙上陰影。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特性的正確涂層仍然是最佳選擇。

3.3 薄型銅箔

實現(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 材料對粘合劑電子遷移的抵抗力

對于柔性電路，電子遷移是不利的，因為它會導(dǎo)致其破壞。當(dāng)銅離子對偏置電壓、高溫或濕氣變得敏感時，特定的柔性電路的粘合劑允許銅離子穿過它們。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)險最大。這就是為什么電路制造商必須對這個問題變得敏感并采取正確的措施來解決它。

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，因此會經(jīng)歷更大的介電損耗。因此，只有對 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)用會發(fā)現(xiàn)它最有用。

4.3 高速、低損耗、高信號完整性

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

4.4 高速、淺損耗、高信號完整性、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，它會送到您家門口。

基于近期市場趨勢的 HDI PCB 的未來

鑒于 HDI 技術(shù)在當(dāng)今電子世界中的普及，未來遠(yuǎn)非黯淡。雖然 HDI 確實仍然可以改進(jìn)，但它的優(yōu)勢和應(yīng)用卻是很多不容忽視的。現(xiàn)在，包括軍隊在內(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，這就是我們在本文中試圖幫助您做的事情。我們希望您會發(fā)現(xiàn)這些信息很有用。