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- 低損耗高速PCB材料
- R-5775, R-5785, R-5795, TU-872 SLK , TU-872 SLK SP, TU 933+, I-Tera MT40, Astra MT77, Tachyon 100G 材料
- EM-888, EM-888(S), EM-888(K), EM-526, EM-528, EM-528K, IT-968, IT-968 SE, IT-988G, IT-988G SE 材料
- 高密度互連（HDI）印刷電路板使用微導孔（Microvias）、埋入式導孔（Via-in-Pad）以及更小的線路間距（Trace/Space），以實現更高的信號密度與優越的信號完整性
高密度互連印刷電路板
根據 IPC-2226 的定義，高密度互連 (HDI) 是指單位面積布線密度比傳統印刷電路板 (PCB) 更高的電路板。IPC-2226 中將 HDI 特徵劃分為多種類型，包括 Type I、Type II 和 Type III。
高密度互連 (HDI) 印刷電路板相比標準PCB具有更高的電路密度，這意味著可以在更小的面積內放置更多的元件。這主要透過以下方法實現：縮小線寬、增加層數、使用堆疊孔、錯層孔、盲孔與埋孔，以及更精細的線路與間距設計。
由於製造工藝更為複雜，且需使用專業材料，HDI PCB 的成本通常高於標準PCB。在設計 HDI PCB 時，設計師需考慮關鍵的設計因素，並確保 PCB 製造商能正確處理高技術難度電路板的挑戰。
奔創電子具備處理所有項目的能力與經驗，包括 HDI PCB 的加工與製造。隨著 HDI PCB 的應用日益廣泛，其已被廣泛使用於多個行業，包括醫療、軍事與航空航天領域，特別是在智慧型手機、平板電腦及其他數位設備中有著最顯著的應用。
HDI 多層PCB能力
HDI電路板需要更小的導孔來實現層間連接，特別是在使用細間距BGA元件和高布線密度設計時。為了適應細間距元件，HDI佈局通常具有以下特徵：
更小的導孔：
HDI電路板使用微孔（機械鑽孔或雷射鑽孔）、盲孔、埋孔以及錯層孔來實現層間連接。這些導孔的縱橫比比典型的通孔導孔更小。為了配合細間距元件，這些導孔的直徑更小，這也限制了它們的有效深度。
更薄的線路：
HDI電路板上的更薄線路用於與各層的導孔連接，以及埋孔填膠結構 (in-pad via)。更薄的線路允許更高的布線密度，因此得名為高密度互連 (HDI)。
更高的層數：
我們曾經生產過非HDI板的高層數電路板，但在使用高引腳密度元件（如FPGA）時，HDI電路板的層數可以輕易達到20層或更多。
較低的信號電平：
HDI電路板不適用於高電壓或大電流應用，這是因為相鄰線路之間的高場強可能會引發靜電放電（ESD），而高電流會導致導體溫度過高。
HDI PCB設計指南
下載我們的HDI PCB設計指南
為了避免一開始就出錯，我們整理了設計規範，您可以將其作為檢查清單使用。
該文件列出了一些與HDI相關的典型製造特徵。儘管列出的特徵限制並非全面，但我們經驗豐富的工程師熟悉各類PCB材料，擁有提供建議和解答所有HDI PCB問題的知識與專業能力。更重要的是，他們能協助設計出具備製造可行性的產品，同時預測專案中的潛在成本驅動因素。
| 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% |
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HDI PCB 1-N-1 結構
這是最簡單的 HDI PCB 設計結構，適合低 I/O 數量的 BGA。具備精細線路、微孔及對位技術，可實現 0.4 mm 的球間距，並具有優異的安裝穩定性和可靠性，可能包含填銅孔。
在此 1-N-1 堆疊結構中，“1” 表示核心兩側各進行一次順序層壓。每次層壓添加兩層銅層，總層數為 N+2。此結構中沒有堆疊孔，埋孔以機械鑽孔方式完成，無需使用導電填料，埋孔將自然被介電材料填充。第二次層壓添加頂層與底層，最後再以機械鑽完成製造。製造商會計算適量的半固化片（prepreg）填充層間樹脂，以確保樹脂流入埋孔內部。
HDI PCB 2-N-2 結構
在 PCB 製造中，“2+N+2” 表示電路板設計中的堆疊結構。數字“2”和“2”表示核心中的銅層數量（或其他材料），核心提供元件的電氣連接與穩定性，而“N” 代表可在核心層間添加的信號層數，具體數量取決於 PCB 的設計複雜性及電氣連接需求。
例如，在順序層壓過程中，“4+N+4” 表示 PCB 製造過程中使用的層數。堆疊結構決定了 PCB 的整體電氣性能、信號完整性及熱管理能力。核心中的 4 層銅層提供了額外的穩定性並改善電路板的機械完整性，使得設計更加平衡，滿足電氣性能與可靠性需求。
堆疊結構對於確保 PCB 的整體電氣性能、信號完整性以及熱管理至關重要。在核心層設計 4 層銅層並在內層添加 N 層信號層的結構中，設計師可以優化布線、屏蔽與去耦策略，以滿足電路板的電氣需求。核心的額外 4 層銅層提供額外的穩定性，並改善電路板的機械完整性。
總體而言，在 PCB 製造中採用 4+N+4 堆疊結構，提供了一種平衡的設計，不僅滿足了電氣性能的要求，還提高了可靠性與機械強度，適用於高效能的印刷電路板製造需求。
Any Layer HDI PCB
Any Layer HDI PCB 是結合雷射技術與填銅技術的先進設計，使所有層之間可以自由連接，滿足智慧型手機等高性能設備小型化與薄型化的需求。
這些 HDI PCB 具有多層填銅堆疊的埋孔微孔，可實現更複雜的互連結構。在 Any Layer HDI 中，每層都採用填銅雷射鑽微孔以進行連接。這樣的設計不僅提高設計靈活性，還能最大化各層的互連密度。
HDI 印刷電路板結構
根據 印刷電路協會 (IPC-2226)，HDI 印刷電路板設計有六種結構類型，每種結構均以 i+[C]+i 表示，其中 i 代表核心 (Core) 每側的層數，[C] 代表核心本身。核心是 PCB 的剛性基材，上面印製著銅線路。
IPC-2226 HDI 特徵分類, 以下是 HDI 印刷電路板製造中最常用的三種結構：
- Type I：微孔特徵，孔徑≤0.15mm (6 mils)。
- Type II：盲孔特徵，孔未穿透整個板層，終止於內層，孔徑通常為 0.15mm 至 0.50mm (6 mils 至 20 mils)。
- Type III：通孔特徵，孔穿透整個板層並從兩側伸出，孔徑通常>0.50mm (20 mils)。
每種類型的 HDI 特徵均根據特定應用需求設計。IPC-2226 標準為 HDI 特徵提供設計指南與性能準則，是電子行業設計和製造高密度 PCB 的重要參考標準。
根據 IPC-2315 標準，製造商可能採用 I 至 VI 型 HDI 堆疊結構，其中 IV、V 和 VI 型的製造成本更高，通常不適用於需要高密度佈線及 BGA breakout 的情況。
HDI 設計的可製造性主要取決於導孔結構,HDI 設計的可製造性與導孔結構密切相關。微孔結構對製造過程有顯著影響，因為它直接影響層壓循環的次數。微孔的起始和終止層數變化越多，製造 PCB 所需的順序層壓次數就越多，增加了製程的複雜性。
Any Layer HDI PCB製造過程
Any Layer HDI PCB 製造始於超薄核心層，內部填銅的雷射鑽微孔作為基礎。在填銅完成後，添加下一層介電材料並進行順序層壓，再以雷射鑽加工新層，並對該層導孔填銅，如此循環至達到所需的堆疊結構。順序填銅可提升板材結構強度，並防止微孔內部產生凹痕或空洞，確保堆疊結構的可靠性。
順序層壓循環
順序層壓是多層金屬與絕緣材料依次疊加並層壓在一起的製程，用於製造複雜且高密度的電路板。每層依次添加乾膜抗蝕材料，蝕刻出所需圖案，重複此過程直至完成所有層的組裝，最終在高溫高壓下壓合形成致密的 PCB。
每次層壓循環或順序層壓過程包括將所需數量的材料層進行堆疊，隨後施加熱與壓力以將這些層壓合在一起。這一過程會在每次循環中重複進行，直到達到所需的最終厚度為止。
印刷電路板順序層壓循環中面臨的挑戰
- 層壓一致性：
在多次層壓循環中確保層壓品質的一致性是一項主要挑戰，因為很難控制壓力、溫度和時間的均勻性，導致層壓不均問題。 - 分層現象：
分層是常見問題，發生在電路板各層之間的粘結力減弱或失效時。多次層壓循環會增加分層風險，可能導致電路板失效。 - 翹曲變形：
翹曲是與多次層壓循環相關的另一個常見問題。當印刷電路板加熱和冷卻不均時，會導致電路板變形，影響其平整性與穩定性。 - 層壓缺陷：
在層壓過程中可能出現缺陷，例如氣泡、裂縫和空洞等，這些缺陷會削弱電路板結構，降低其可靠性。 - 材料壓縮：
多次層壓循環還可能導致材料壓縮，導致印刷電路板的原始厚度減少，進而影響其性能與可靠性。
HDI 電路板應用
行動裝置：
智慧型手機/平板電腦
配合行動裝置高功能化的發展趨勢，我們公司在製造小型化、高密度、高品質 PCB 的過程中，採用了堆疊導孔 (Build-up Stack-via)、錯層導孔 (Staggered via)、填充導孔 (Filled via) 和細間距 (Fine Pitch) 技術，滿足高功能性產品的需求。
記憶模組 (DIMM/SODIMM)：桌上型電腦/筆記型電腦/工作站/伺服器
為了提升需快速處理大量數據的電腦性能，我們公司提供多種形式的 DIMM 和 SODIMM PCB，並針對伺服器與工作站應用，提供客製化選項以滿足不同需求。
固態硬碟 (SSD)：
桌上型電腦/筆記型電腦/工作站/伺服器
固態硬碟 (SSD) 以其低功耗和高處理速度，正逐漸成為下一代環保存儲設備的理想選擇，並將最終成為電腦的標準輔助存儲設備。目前，我們公司提供多層高品質 PCB，以滿足 SSD 的設計與性能需求。
顯示設備 (LCD/OLED)：
OLED 電視 / 個人電腦顯示器 / 筆記型電腦顯示器 / 手機與平板顯示器
隨著信息與通信產業的快速發展，顯示設備市場預期將持續成長。近期，市場對高解析度、高整合度、薄型化及輕量化的需求日益增加。為滿足客戶需求，我們公司採用堆疊導孔 (Build-up Stack via)、錯層導孔 (Staggered via)、填充導孔 (Filled via) 和細間距 (Fine Pitch) 技術，提供適用於各類顯示產品的高密度、高品質 PCB 解決方案。
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