任意の層高密度相互接続PCB
HDIの基本概念

HDIは高密度インターコネクタ(High Density Interconnector)の略で、マイクロブラインドビア/埋め込みビア技術を用いて高密度配線を実現するPCB製造技術の一種です。これにより、小型化、高性能化、低コスト化を実現できます。HDI PCBは、高密度と高精度化を目指して絶えず進化を続ける設計者の追求の結晶です。「高密度」とは、機器の性能向上だけでなく、機器サイズの小型化も実現します。高密度実装(HDI)技術は、最終製品の設計をより小型化すると同時に、電子機器の性能と効率性に関するより高い基準を満たすことを可能にします。
HDI PCBには通常、レーザードリリングによるブラインドビアと機械ドリリングによるブラインドビアが含まれます。内層と外層間の導通技術は、一般的に、貫通埋め込みビア、ブラインドビア、スタックホール、スタッガードホール、クロスブラインド/埋め込みビア、スルーホール、ブラインドビアフィリング電気めっき、細線小空間、ディスク上のマイクロホールなどのプロセスによって実現されます。
HDI PCB には、1 層、2 層、3 層、4 層、および任意の層の相互接続など、いくつかのタイプがあります。
● 1層HDIの構造:1+N+1(プレス2回、レーザードリリング1回)。
● 2層HDIの構造:2+N+2(プレス3回、レーザードリリング2回)。
● 3層HDI構造:3+N+3(プレス4回、レーザードリリング3回)。
● 4層HDI構造:4+N+4(プレス5回、レーザードリリング4回)。
上記の構造から、レーザー穴あけを1回行えば1層HDI、2回行えば2層HDIといった具合に、どの層の配線でもコア基板からレーザー穴あけを開始できます。言い換えれば、プレス前にレーザー穴あけが必要なのは、どの層のHDIでも同じです。
HDIの設計コンセプト
1.多層PCBのBGAエリアに穴が開いている設計に遭遇しましたが、スペースの制約により、超小型BGAパッドと超小型穴を使用して基板全体を貫通させる必要があります。どのように設計すればよいでしょうか?ここでは、PCB業界でよく話題になるHDI高精度PCBについてご紹介します。
従来のPCBの穴あけ加工は、穴あけ工具の影響を受けます。穴あけサイズが0.15mmに達すると、コストが既に非常に高くなり、更なる改善は困難です。しかし、スペースの制約により0.1mmの穴しか採用できない場合は、HDIの設計コンセプトが必要になります。
2. HDI PCBの穴あけ加工は、従来の機械式穴あけではなく、レーザー穴あけ技術(レーザーボードとも呼ばれる)を採用しています。HDIの穴あけサイズは通常3~5ミル(0.076~0.127mm)、線幅は3~4ミル(0.076~0.10mm)で、はんだパッドのサイズを大幅に縮小できるため、単位面積あたりの配線分布が向上し、高密度配線が可能になります。
HDI技術の登場はPCB業界の発展に適応し、促進してきました。HDI PCB上にBGAやQFPなどをより高密度に配置できるようになったのです。現在、HDI技術は広く普及しており、中でも1層HDIは0.5ピッチBGAを搭載したPCB製造において広く使用されています。HDI技術の発展はチップ技術の発展を牽引し、ひいてはHDI技術の改善と進歩を促進しています。
現在では、0.5ピッチBGAチップが設計エンジニアに徐々に広く採用されるようになり、BGAのはんだ接合部も中央がくり抜かれたり接地された形から、中央に信号入出力があり配線が必要な形に徐々に変化してきました。
3. HDI PCBは一般的に積層方式で製造されます。積層回数が多いほど、基板の技術レベルが高くなります。一般的なHDI PCBは基本的に1回の積層ですが、高層HDIでは2回以上の積層技術に加え、ホールスタッキング、電気めっきによる穴埋め、レーザーによる直接ドリル加工などの高度なPCB技術が採用されています。
HDI PCBは高度な組み立て技術を採用しており、従来のPCBよりも電気性能と信号精度が向上しています。さらに、HDIは無線周波数干渉、電磁波干渉、静電放電、熱伝導などの性能も向上しています。
応用

HDI PCB は、電子分野において次のような幅広い応用シナリオを持っています。
-ビッグデータとAI:HDI PCBは、携帯電話の信号品質、バッテリー寿命、機能統合を向上させると同時に、重量と厚さを軽減します。また、5G通信、AI、IoTなどの新技術の開発もサポートします。
-自動車:HDI PCBは、自動車の電子システムの複雑さと信頼性の要件を満たすと同時に、自動車の安全性、快適性、インテリジェンスを向上させます。また、車載レーダー、ナビゲーション、エンターテイメント、運転支援などの機能にも適用できます。
-医療:HDI PCBは、医療機器の精度、感度、安定性を向上させると同時に、サイズと消費電力を削減します。また、医療用画像診断、モニタリング、診断、治療などの分野にも応用できます。
HDI PCBの主な用途は、携帯電話、デジタルカメラ、AI、ICキャリア、ラップトップ、自動車用電子機器、ロボット、ドローンなどであり、複数の分野で広く使用されています。




