HDI-kretskort:Any layer HDI-kretskort, Ultra HDI-kretskort

Högfrekventa lågförlustkretskortsmaterial
Lågförlustmaterial för höghastighetskretskort
R-5775, R-5785, R-5795, TU-872 SLK, TU-872 SLK SP, TU 933+, I-Tera MT40, Astra MT77, Tachyon 100G-material
EM-888, EM-888(S), EM-888(K), EM-526, EM-528, EM-528K, IT-968, IT-968 SE, IT-988G, IT-988G SE-material
High-Density Interconnect, eller HDI-kretskort, använder mikrovia, via-in-pad och mindre spår/mellanrum för att ge högre signaltäthet och överlägsen signalintegritet.

HDI Kretskort

IPC-2226 definierar HDI som ett kretskort med högre ledningstäthet per ytenhet jämfört med konventionella kretskort (PCB). Det finns olika typer av HDI-egenskaper, typ I, typ II och typ III enligt definitionen i IPC-2226.

Högdensitetsinterkonnekterande (HDI) kretskort har en betydligt högre kretstäthet jämfört med standardkretskort, vilket innebär att fler komponenter kan placeras på en mindre yta. Detta uppnås genom att minska ledningsbredder, öka antalet lager, lägga till staplade/stegrade/blinda/gömda viahål samt använda finare linjer och mellanrum.

Dessa är vanligtvis dyrare än standardkretskort på grund av den mer komplexa tillverkningsprocessen och användningen av specialiserade material. Följande är några viktiga designöverväganden som PCB-designern måste förstå, eftersom de måste vara säkra på att deras kretskortstillverkare förstår utmaningarna med högteknologiska kretskort.

Benchuang Electronics har kapacitet och erfarenhet att hantera alla uppdrag – inklusive högdensitetsinterkonnektering (HDI) tillverkning och produktion. HDI-kretskort har blivit allt populärare och används inom en mängd olika branscher, inklusive medicinsk, militär och flyg- och rymdindustri. De återfinns främst i smarttelefoner, surfplattor och andra digitala enheter.

HDI Multilayerkretskort Kapacitet

Ett HDI-kretskort kräver mindre viahål för lagerövergångar, särskilt vid finstegade BGA-komponenter och fler ledningar per kvadratmillimeter. För att kunna hantera finstegade komponenter kommer du att hitta följande typiska egenskaper i en HDI-layout:

Mindre viahål: HDI-kretskort använder mikroviahål (mekaniskt eller lasersvarvade), blinda/gömda och stegrade viahål för lagerövergångar. Dessa viahål har mindre aspektförhållanden än typiska genomgående viahål. För att kunna använda dessa viahål med finstegade komponenter är deras diametrar mindre, vilket i sin tur begränsar deras användbara djup.

Tunnare ledningar: De tunnare ledningarna som används i HDI-kretskort krävs för att göra anslutningar till viahål på varje lager, liksom till in-pad-viahål. De tunnare ledningarna möjliggör också högre ledningstäthet, därav termen HDI.

Högre lagerantal: Vi har tillverkat icke-HDI-kretskort med höga lagerantal, men HDI-kretskort kan enkelt nå 20 eller fler lager när man arbetar med komponenter med hög pintäthet (t.ex. FPGA:er).

Lägre signaluppnivåer: HDI-kretskort används inte för hög spänning eller hög ström. Detta beror på att den höga fältstyrkan mellan intilliggande ledningar kommer att orsaka ESD, och höga strömmar kommer att orsaka överdriven temperaturökning i ledarna.

HDI Kretskort Designriktlinjer

Ladda ner våra designriktlinjer för HDI-kretskort

För att förhindra fel från början har vi sammanställt våra designriktlinjer som en checklista.

Filen listar några av de tillverkningsfunktioner som vanligtvis förknippas med HDI. De angivna funktionsgränserna är inte omfattande; Våra erfarna ingenjörer har också arbetat med alla typer av PCB-material, så de har kunskap och expertis för att ge rekommendationer och besvara alla dina HDI-kretskortsfrågor. Viktigast av allt, de vet hur de ska hjälpa till med tillverkningsbarhet och de potentiella kostnadsdrivarna i ett projekt.

Description	Production	Advanced
Structure	3+n+3 (8+N+8 MAX)	9+N+9
Layer Count	2~80L	100L
Min. Board thickness	0.005" (+/-10%)	0.005" (+/-10%)
Max. Board thickness	0.300" (+/-10%)	0.350" (+/-8%)
BGA Pitch	8mils (0.2mm)	6mils (0.15mm)
Min.BGA pad/space	7mils/3mils	5mils/2mils
Materials for build up
Prepreg (FR4 1067/1086/2113)	Yes	Yes
Prepreg (ceramics Ro4350)	Yes	Yes
Laser Drillable Prepreg	Yes	Yes
laser Drillable core (FR4, PI, PTFE, ceramics)	Yes	Yes
laser Drillable Min.Dielectric thickness	2mils	1.5mils
laser Drillable Max.Dielectric thickness	4mils	5mils
Laser via
Min / Max	2.5mils / 6mils	2mils / 6mils
Min via edge to via dege space	6mils	5mils
True position Tolerance	+/-1mils	+/-1mils
Drilling
Min. Drilled blind via diameter (as drilled)	6mils	5mils
Min via edge to via dege space (as drilled)	8mils	7mils
PTH Design
Blind via aspect ratio (dielectric thickness/ Laser drill hole size)	0.8	1
Blind via plating thickness	0.3~1mils	0.3~1mils
Capture pad A/R	2.5mils	2mils
Laser via Fill Material	Epoxy resin/Copper paste	Epoxy resin/Copper paste
Blind via aspect ratio (as drilled) (dielectric thickness/ drilling hole size)	0.5	0.5
Blind via plating thickness (as drilled)	0.8mils	1.0mils
Capture pad A/R (as drilled)	3mils	2mils
Outer Layer
Min. Trace/Space	2mils / 2mils	1.5mils / 1.5mils
Min. pad over drill size	6mils	5mils
Max. Copper thickness	12 oz	30 oz
Line/ pad to board edge	8mils	7mils
Line Tolerance	+/-15%	+/-10%
Inner Layer
Min.Trace/Space	1.5mils / 1.5mils	1.2mils / 1.5mils
Min. Copper Thickness	1/3oz	1/7 oz
Max. Copper Thickness	10oz	12oz
Min. Core Thickness	2mils	1.5mils
Line/ pad to drill hole	7mils	6mils
Line/ pad to board edge	8mils	7mils
Line Tolerance	+/-10%	+/-10%

Visa fler +

HDI Kretskort 1-n-1

Detta är den enklaste HDI-kretskortsdesignstrukturen, lämplig för BGA med lägre I/O-antal. Den har fina ledningar, mikroviahål och registreringstekniker som klarar 0,4 mm bollavstånd, utmärkt monteringsstabilitet och tillförlitlighet, och kan innehålla kopparfyllda viahål.

I denna 1-N-1-typ av uppbyggnad representerar ”1” en sekventiell laminering på varje sida av kärnan. En sekventiell laminering lägger till två kopparlager för totalt N+2 lager. Denna uppbyggnad har inte staplade viahål. Det finns en extra laminering och inga staplade viahål. Det begravda viahålet har borrats mekaniskt. Det finns inget behov av att använda konduktiv fyllning för viahålet. Det kommer naturligt att fyllas med det dielektriska materialet. Den andra lamineringen lägger till de övre och nedre lagren. Sedan avslutar vi med en slutlig mekanisk borrning. Kretskortstillverkaren planerar rätt mängd prepreg mellan lager ett och två så att harts flödar in i det begravda viahålet.

HDI Kretskort 2-n-2

2+N+2 inom kretskortstillverkning avser en uppbyggnadstruktur i designen av ett kretskort. Siffrorna 2 och 2 representerar antalet kopparlager (eller andra material) i kärnan av kretskortet, vilket ger den elektriska anslutningen och stabiliteten för komponenterna. ”N” avser antalet ytterligare signallager som kan läggas till mellan kärnlagret. Värdet på ”N” bestäms av komplexiteten och antalet elektriska anslutningar som behövs på kretskortet.

Till exempel avser termen ”4+n+4” i den sekventiella lamineringen av kretskort antalet lager som används i tillverkningsprocessen av ett kretskort.

Uppbyggnadsstrukturen är avgörande för att bestämma den övergripande elektriska prestandan, signalintegriteten och termisk hantering av kretskortet. Genom att ha 4 lager i kärnan och ytterligare N lager i den inre delen kan designern optimera ledningsdragning, avskärmning och avkopplingsstrategier för att uppfylla kretskortets elektriska krav. De ytterligare 4 lagren i kärnan ger extra stabilitet och förbättrar kretskortets mekaniska integritet.

Sammanfattningsvis ger 4+N+4-uppbyggnadsstrukturen inom kretskortstillverkning en balanserad design som erbjuder nödvändig elektrisk prestanda, tillförlitlighet och mekanisk styrka för kretskortet.

Any Layer Kretskort

Dessa är kretskort som möjliggör fria anslutningar mellan alla lager genom att kombinera laserteknik och fylld beläggningsteknik som tillåter ultrafin bearbetning. Med högre designfrihet och högre ledningstäthet är dessa kretskort idealiska för behoven av nedskalning och förtunning av smarttelefoner och andra högeffektenheter.

Any layer HDI-kretskort kallas ibland för any-layer HDI, vilket innebär att signaler kan dirigeras på högdensitetsinterkonnektioner mellan vilket lager som helst i uppbyggnaden. Dessa avancerade HDI-kretskort innehåller flera lager av kopparfyllda staplade in-pad-mikroviahål som möjliggör ännu mer komplexa interconnectioner. När any layer HDI-kretskort används på ett HDI-kretskort har varje lager sina egna kopparfyllda, lasersvarvade mikroviahål. Any layer HDI-kretskort använder endast staplade kopparfyllda mikroviahål för att skapa anslutningar genom varje lager. Detta möjliggör anslutningar mellan vilka två lager som helst i kretskortet när lagren är staplade. Detta erbjuder inte bara en ökad flexibilitet, utan gör det också möjligt för designers att maximera interconnectionstätheten på vilket lager som helst.

HDI Kretskortsstruktur

Institutet för kretskort (IPC-2226) tillhandahåller sex designstrukturer för HDI-kretskort. Dessa strukturer definieras av IPC-2226-standarden. Varje struktur kan representeras med notationen i+[C]+i, där i indikerar antalet lager på varje sida av ”kärnan”: som representeras som [C]. Kärnan i ett kretskort är det styva basmaterialet på vilket kopparspår är tryckta. Nedan följer de tre vanligaste strukturerna vid tillverkning av HDI-kretskort.

I IPC-2226-specifikationen klassificeras HDI-egenskaper i tre typer:

Typ I: Mikrovia-egenskaper, med en storlek på 0,15 mm (6 mil) eller mindre.
Typ II: Blinda via-egenskaper, där viahålet inte passerar genom hela kretskortet utan avslutas på ett inre lager. Storleken på Typ II-viahål är vanligtvis mellan 0,15 mm och 0,50 mm (6 mil till 20 mil).
Typ III: Genomgående via-egenskaper, där viahålet passerar genom hela kretskortet och sträcker sig ut genom båda sidor. Storleken på Typ III-viahål är vanligtvis större än 0,50 mm (20 mil).

Varje typ av HDI-egenskap är designad för att uppfylla specifika krav och används i olika applikationer. IPC-2226-specifikationen tillhandahåller designriktlinjer och prestandakriterier för HDI-egenskaper och används i stor utsträckning inom elektronikindustrin som referens för design och tillverkning av högdensitetskretskort.

Baserat på IPC-2315-standarden från Institute of Printed Circuits (IPC) kan tillverkare använda HDI-kretskort med uppbyggnad av typ I, II, III, IV, V eller VI. Av dessa är typ IV, V och VI dyrare att tillverka och är vanligtvis inte lämpliga för högdensitetskretskort med utmaningar vid ledningsdragning och BGA-utbrytning.

Tillverkningsbarheten för HDI-design handlar främst om viastrukturer. Mikrovia-strukturer kan ha stor inverkan på tillverkningsprocessen eftersom de direkt påverkar antalet lamineringscykler. Ju fler variationer man har av lager där mikroviahål börjar och slutar, desto fler sekventiella lamineringar krävs för kretskortstillverkningen.

Any Layer HDI Kretskortstillverkning

Any layer HDI-kretskortstillverkningsprocessen börjar med en ultratunn kärna med lasersvarvade mikroviahål och en solid kopparfylld bas. Efter att det initiala mikroviahålet på ett inre lager har fyllts med koppar, läggs nästa dielektriska lager till genom sekventiell laminering. Lasersvarvning appliceras på det nya lagret för att bygga upp det any layer HDI-kretskortet staplat, följt av att viahålen i det lagret fylls med koppar. Denna process upprepas tills den önskade uppbyggnaden är klar med kopparfyllda mikroviahål. Den sekventiella kopparfyllningen förbättrar kretskortets strukturella integritet och behövs för att förhindra fördjupningar/utrymmen i de inre mikroviahålen, så länge uppbyggnaden skapar starka pläteringsgränssnitt om staplade mikroviahål används.

Sekventiella Lamineringscykler

Sekventiell laminering av kretskort är en process där flera lager av metall och isolerande material staplas och lamineras samman på ett sekventiellt sätt. Denna process används för att bygga flerlagerade kretskort med mer komplexa och täta kretslayoutar. Vid sekventiell laminering läggs varje lager till ett efter ett, där ett torrfilmsfotoresistmaterial appliceras ovanpå varje lager och sedan etsas för att bilda det önskade mönstret. Denna process upprepas för varje lager, och efter att alla lager har monterats pressas och härdas hela stapeln under värme och tryck för att bilda ett stabilt och mycket tätt kretskort.

Varje lamineringscykel eller en sekventiell lamineringsprocess innebär att det önskade antalet materiallager staplas, följt av applicering av värme och tryck för att binda samman lagren. Processen upprepas för varje cykel tills den önskade slutliga tjockleken uppnås.

Utmaningar vid Sekventiella Lamineringscykler i Kretskort

Lamineringskonsistens: Att säkerställa en konsekvent lamineringskvalitet över flera cykler är en stor utmaning, eftersom det är svårt att kontrollera likformigheten i tryck, temperatur och tid, vilket kan leda till ojämn laminering.
Avlaminering: Avlaminering är ett vanligt problem som uppstår när bindningen mellan lagren i ett kretskort försvagas eller bryts. Detta kan inträffa på grund av flera lamineringscykler, vilket ökar risken för avlaminering och kan leda till att kretskortet inte fungerar.
Skjuvning: Skjuvning är ett annat vanligt problem associerat med flera lamineringscykler. Skjuvning uppstår när kretskortet inte värms och kyls jämnt, vilket leder till deformation av kretskortet och gör att det blir skjuvt.
Lamineringsdefekter: Lamineringsdefekter, såsom luftbubblor, sprickor och utrymmen, kan uppstå under lamineringsprocessen. Dessa defekter kan försvaga kretskortet och minska dess tillförlitlighet.
Materialkompression: Flera lamineringscykler kan också leda till materialkompression, vilket kan göra att kretskortet förlorar sin ursprungliga tjocklek. Detta kan påverka kretskortets prestanda och tillförlitlighet.

HDI Kretskortsapplikationer

Mobilt:
Smarttelefon/Platta

I linje med trenden mot högre funktionalitet i mobila enheter tillämpar vårt företag Build up Stack-via, Staggered via, Filled via och Fine Pitch i tillverkningsprocessen för små/högdensitetskretskort av hög kvalitet.

Minnesmodul (DIMM/SODIMM): Stationär dator/Bärbar dator/Workstation/Server

För att förbättra prestandan hos datorer som kräver snabb bearbetning av stora datamängder tillhandahåller vårt företag kretskort för DIMM och SODIMM i olika former, samt erbjuder anpassningsalternativ för servrar och workstations.

SSD:
Stationär dator/Bärbar dator/Workstation/Server

Med sin låga strömförbrukning och höga bearbetningshastighet framstår SSD (solid state drive) som ett miljövänligt lagringsmedium för nästa generation. Det kommer så småningom att bli standarden för sekundärlagring i datorer. För närvarande tillhandahåller vårt företag flerlagerade kretskort av hög kvalitet.

Display(LCD/OLED):
OLED-TV/Datorskärm/Bärbar datorskärm/Mobil/Plattaskärm

Displaybranschen förväntas fortsätta växa i takt med den snabba utvecklingen inom informations- och kommunikationsindustrin. Nyligen har krav på hög upplösning, hög integration, tunn tjocklek och låg vikt ökat. Dessutom tillhandahåller vårt företag Build up Stack-via, Staggered via, Filled via och fina pitchar enligt kundens behov för att leverera högdensitetskretskort av hög kvalitet som är tillämpliga på olika displayprodukter.

HDI Kretskort