Der Hauptunterschied zwischen HDI und herkömmlichen Leiterplatten – eine neue Ära der hochdichten Verbindung
HDI (High Density Interconnection) ist eine kompakte Leiterplatte, die für Anwender mit geringen Stückzahlen entwickelt wurde. Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten zeichnet sich HDI vor allem durch ihre hohe Leiterbahndichte aus. Die Unterschiede zwischen den beiden Leiterplattentypen zeigen sich hauptsächlich in den folgenden vier Aspekten.
1. Der HDI ist kleiner und leichter.
HDI-Leiterplatten bestehen aus herkömmlichen doppelseitigen Leiterplatten als Kern und werden durch kontinuierliche Laminierung miteinander verbunden. Diese Art von Leiterplatte, die durch kontinuierliche Laminierung hergestellt wird, wird auch als Build-up Multilayer Board (BUM) bezeichnet. Im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten zeichnen sich HDI-Leiterplatten durch ihr geringes Gewicht, ihre geringe Dicke, ihre kurze Bauform und ihre kompakte Größe aus.
Die elektrische Verbindung zwischen den Lagen einer HDI-Leiterplatte wird durch leitfähige Durchkontaktierungen und Blind-Vias realisiert. Ihre Struktur unterscheidet sich von herkömmlichen Multilayer-Leiterplatten. HDI-Leiterplatten verwenden eine große Anzahl von Mikro-Blind-Vias. Im Gegensatz zu Standard-Leiterplatten, die üblicherweise mechanisch gebohrt werden, wird bei HDI Laser-Direktbohrung eingesetzt, wodurch die Lagenanzahl und das Seitenverhältnis oft reduziert werden.
2. HDI-Motherboard-Produktionsprozess
Die hohe Dichte von HDI-Leiterplatten spiegelt sich vor allem in der Dichte der Löcher, Leiterbahnen, Pads und der Zwischenschichtdicke wider.
Mikro-Durchkontaktierungen: Die HDI-Leiterplatte enthält Mikro-Durchkontaktierungen wie Blind-Vias. Dies spiegelt sich hauptsächlich in der Mikro-Durchkontaktierungstechnologie mit einem Durchmesser von weniger als 150 µm und den hohen Anforderungen an Kosten, Produktionseffizienz und Positioniergenauigkeit der Durchkontaktierungen wider. Herkömmliche Multilayer-Leiterplatten verwenden ausschließlich Durchkontaktierungen und keine winzigen Blind-Vias.
Optimierung der Linienbreite/des Linienabstands: Dies spiegelt sich vor allem in den zunehmend strengeren Anforderungen an Linienfehler und die Oberflächenrauheit der Linien wider. Im Allgemeinen darf die Linienbreite/der Linienabstand 76,2 µm nicht überschreiten.
Hohe Paddichte: Die Lötkontaktdichte beträgt mehr als 50/cm².2
Verringerung der dielektrischen Dicke: Dies spiegelt sich hauptsächlich im Trend zur Reduzierung der Zwischenschichtdielektrikumdicke auf 80 µm und darunter wider, und die Anforderungen an die Dickengleichmäßigkeit werden immer strenger, insbesondere bei hochdichten Leiterplatten und Gehäusesubstraten mit charakteristischer Impedanzkontrolle.
3. Die elektrische Leistung der HDI-Platine ist besser
HDI ermöglicht nicht nur eine Miniaturisierung der Endprodukte, sondern erfüllt auch höhere Standards für elektronische Leistungsfähigkeit und Effizienz.
Die höhere Verbindungsdichte von HDI ermöglicht eine verbesserte Signalstärke und höhere Zuverlässigkeit. Darüber hinaus bieten HDI-Platinen Vorteile hinsichtlich HF-Interferenzen, elektromagnetischer Störungen, elektrostatischer Entladungen, Wärmeableitung usw. HDI nutzt zudem volldigitale Signalverarbeitungstechnologie (DSP) und eine Reihe patentierter Technologien und bietet umfassende Nutzlastanpassungsfähigkeit sowie hohe Kurzzeit-Überlastfähigkeit.
4. HDI-Leiterplatten stellen sehr hohe Anforderungen an die Vergrabungsdurchkontaktierung.
Ob es nun um die Größe der Leiterplatte oder die elektrischen Eigenschaften geht, HDI ist herkömmlichen Leiterplatten überlegen. Doch jede Medaille hat zwei Seiten. Die Kehrseite von HDI ist, dass die Fertigungsanforderungen und der Prozessaufwand aufgrund der Fertigung als High-End-Leiterplatte deutlich höher sind als bei herkömmlichen Leiterplatten. Zudem sind während der Produktion zahlreiche Aspekte zu beachten – insbesondere das Verlegen von Durchkontaktierungen.
Aktuell stellt das korrekte Verbinden der vergrabenen Durchkontaktierungen die größte Herausforderung bei der HDI-Fertigung dar. Werden diese Durchkontaktierungen nicht fachgerecht verbunden, treten erhebliche Qualitätsprobleme auf, darunter unebene Leiterplattenränder, ungleichmäßige Dielektrikumdicke und beschädigte Kontaktflächen.
Die Oberfläche der Platine ist uneben und die Linien verlaufen nicht gerade, was zu einem Strandphänomen in den Vertiefungen führt, was wiederum Defekte wie Linienlücken und Unterbrechungen zur Folge haben kann.
Die charakteristische Impedanz schwankt aufgrund ungleichmäßiger dielektrischer Dicke, was zu Signalinstabilität führt.
Die Unebenheit der Lötfläche führt zu einer schlechten Qualität der nachfolgenden Verpackung und damit zu Bauteilverlusten.
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