HDI PCB
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Leiterplatte mit hoher Dichte und beliebiger Schichtvernetzung
GRUNDKONZEPT DES HDI
HDI steht für High Density Interconnector und ist eine Leiterplattenherstellungstechnologie, die mithilfe von Micro Blind/Buried Via-Technologie eine hohe Leitungsverteilungsdichte erreicht. Dadurch lassen sich kleinere Abmessungen, höhere Leistung und geringere Kosten erzielen. HDI-Leiterplatten sind das Ziel von Designern, die sich ständig in Richtung hoher Dichte und Präzision entwickeln. Das sogenannte „High“ verbessert nicht nur die Maschinenleistung, sondern reduziert auch die Maschinengröße. Die High Density Integration (HDI)-Technologie ermöglicht eine Miniaturisierung des Endproduktdesigns und erfüllt gleichzeitig höhere Standards hinsichtlich elektronischer Leistung und Effizienz.
HDI-Leiterplatten umfassen typischerweise Blind-Vias mit Laserbohrung und mechanischem Bohren. Die Technologie der Leitung zwischen Innen- und Außenschichten wird im Allgemeinen durch Verfahren wie Through Buried Via, Blind Via, gestapelte Löcher, versetzte Löcher, Cross Blind/Buried Via, Durchgangslöcher, galvanische Blind-Via-Füllung, Feindraht-Kleinraum und Mikrolöcher in der Scheibe usw. erreicht.
Es gibt mehrere Arten von HDI-Leiterplatten: 1-lagig, 2-lagig, 3-lagig, 4-lagig und jede beliebige Lagenverbindung.
● Aufbau von 1-lagigem HDI: 1+N+1 (zweimal pressen, einmal laserbohren).
● Struktur des 2-Schicht-HDI: 2+N+2 (3-mal pressen, 2-mal laserbohren).
● Struktur des 3-Schicht-HDI: 3+N+3 (4-mal pressen, 3-mal laserbohren).
● Struktur des 4-Schicht-HDI: 4+N+4 (5-mal pressen, 4-mal laserbohren).
Aus den obigen Strukturen lässt sich schließen, dass einmaliges Laserbohren ein einlagiges HDI, zweimaliges ein zweilagiges HDI usw. ergibt. Jede Verbindungsschicht kann von der Trägerplatte aus lasergebohrt werden. Anders ausgedrückt: Vor dem Pressen muss jede beliebige HDI-Schicht lasergebohrt werden.
Designkonzept von HDI
1. Wenn wir auf ein Design mit Löchern im BGA-Bereich einer mehrschichtigen Leiterplatte stoßen, wir aber aufgrund von Platzbeschränkungen ultrakleine BGA-Pads und ultrakleine Löcher verwenden müssen, um eine vollständige Durchdringung der Leiterplatte zu erreichen, wie gehen wir vor? Im Folgenden stellen wir die häufig in Leiterplatten erwähnte hochpräzise HDI-Leiterplatte vor.
Das herkömmliche Bohren von Leiterplatten wird durch das Bohrwerkzeug beeinflusst. Bei einer Bohrlochgröße von 0,15 mm sind die Kosten bereits sehr hoch und weitere Verbesserungen sind schwierig. Aufgrund des begrenzten Platzes, wenn nur eine Lochgröße von 0,1 mm möglich ist, ist jedoch das HDI-Designkonzept erforderlich.
2. Das Bohren von HDI-Leiterplatten erfolgt nicht mehr durch herkömmliches mechanisches Bohren, sondern durch Laserbohren (manchmal auch als Laserboard bezeichnet). Die Bohrlochgröße von HDI beträgt in der Regel 3–5 mil (0,076–0,127 mm), die Linienbreite 3–4 mil (0,076–0,10 mm). Die Größe der Lötpads kann stark reduziert werden, sodass eine größere Linienverteilung pro Flächeneinheit erreicht wird, was zu einer hohen Verbindungsdichte führt.
Die Entwicklung der HDI-Technologie hat die Entwicklung der Leiterplattenindustrie vorangetrieben und ermöglicht die Anordnung dichterer BGAs, QFPs usw. auf HDI-Leiterplatten. Die HDI-Technologie ist heute weit verbreitet, insbesondere 1-Lagen-HDI mit 0,5-Pitch-BGAs in der Leiterplattenproduktion. Die Entwicklung der HDI-Technologie treibt die Entwicklung der Chiptechnologie voran, was wiederum die Verbesserung und Weiterentwicklung der HDI-Technologie vorantreibt.
Heutzutage werden BGA-Chips mit 0,5 Pitch nach und nach von vielen Designingenieuren übernommen und die Lötstellen von BGAs haben sich allmählich von einer mittig ausgehöhlten oder geerdeten Form zu einer Form mit Signaleingang und -ausgang in der Mitte gewandelt, die eine Verdrahtung erfordert.
3. HDI-Leiterplatten werden üblicherweise im Stapelverfahren hergestellt. Je häufiger gestapelt wird, desto höher ist das technische Niveau der Leiterplatte. Gewöhnliche HDI-Leiterplatten werden grundsätzlich einmal gestapelt, während bei hochschichtigen HDI-Leiterplatten zwei oder mehr Stapelverfahren sowie fortschrittliche Leiterplattentechnologien wie Lochstapelung, Lochfüllung durch Galvanisierung und direktes Laserbohren usw. zum Einsatz kommen.
HDI-Leiterplatten ermöglichen den Einsatz fortschrittlicher Montagetechnologie und bieten eine höhere elektrische Leistung und Signalgenauigkeit als herkömmliche Leiterplatten. Darüber hinaus bietet HDI bessere Verbesserungen bei Hochfrequenzstörungen, elektromagnetischen Wellenstörungen, elektrostatischer Entladung und Wärmeleitung usw.
Anwendung
HDI-Leiterplatten bieten eine breite Palette von Anwendungsszenarien im elektronischen Bereich, beispielsweise:
Big Data und KI: HDI-Leiterplatten können die Signalqualität, die Akkulaufzeit und die Funktionsintegration von Mobiltelefonen verbessern und gleichzeitig Gewicht und Dicke reduzieren. HDI-Leiterplatten können auch die Entwicklung neuer Technologien wie 5G-Kommunikation, KI und IoT usw. unterstützen.
Automobil: HDI-Leiterplatten erfüllen die Komplexitäts- und Zuverlässigkeitsanforderungen elektronischer Systeme im Automobilbereich und verbessern gleichzeitig Sicherheit, Komfort und Intelligenz. Sie eignen sich auch für Funktionen wie Fahrzeugradar, Navigation, Unterhaltung und Fahrassistenz.
Medizin: HDI-Leiterplatten können die Genauigkeit, Empfindlichkeit und Stabilität medizinischer Geräte verbessern und gleichzeitig deren Größe und Stromverbrauch reduzieren. Sie können auch in Bereichen wie medizinischer Bildgebung, Überwachung, Diagnose und Behandlung eingesetzt werden.
Die Hauptanwendungen von HDI-Leiterplatten liegen in Mobiltelefonen, Digitalkameras, KI, IC-Trägern, Laptops, Automobilelektronik, Robotern, Drohnen usw. und werden in zahlreichen Bereichen weithin eingesetzt.
