HDI電路板 - 8層2階HDI POS PCB

HDI PCB與普通PCB的區別

HDI PCB一般採用積層法製造，積層的次數越多，板件的科技檔次越高。 普通的HDI PCB基本上是1次積層，高階HDI採用2次或以上的積層科技，同時採用疊孔、電鍍填孔、雷射直接打孔等先進PCB科技。 當PCB的密度新增超過八層板後，以HDI來製造，其成本將較傳統複雜的壓合制程來得低。

HDI PCB的電效能和訊號正確性比傳統PCB更高。 此外，HDI PCB對於射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。 高密度集成（HDI）科技可以使終端產品設計更加小型化，同時滿足電子效能和效率的更高標準。

HDI PCB使用盲孔電鍍再進行二次壓合，分一階、二階、三階、四階、五階等。 一階的比較簡單，流程和工藝都好控制。 二階的主要問題，一是對位問題，二是打孔和鍍銅問題。 二階的設計有多種，一種是各階錯開位置，需要連接次鄰層時通過導線在中間層連通，做法相當於2個一階HDI。 第二種是，兩個一階的孔重疊，通過疊加管道實現二階，加工也類似兩個一階，但有很多工藝要點要特別控制，也就是上面所提的。 第三種是直接從外層打孔至第3層（或N-2層），工藝與前面有很多不同，打孔的難度也更大。 對於三階的以二階類推即是。

HDI PCB的優勢

這種PCB在突顯優勢的基礎上發展迅速：

1、HDI科技有助於降低PCB成本。

2、HDI科技新增了線密度。

3、HDI科技有利於使用先進的包裝。

4、HDI科技具有更好的電力效能和訊號有效性。

5、HDI科技具有更好的可靠性。

6、HDI科技在散熱方面更好。

7、HDI科技能够改善RFI（射頻干擾）/EMI（電磁干擾）/ESD（靜電放電）。

8、HDI科技提高了設計效率。

HDI PCB的材料

對HDI PCB材料提出了一些新的要求，包括更好的尺寸穩定性，抗靜電移動性和非膠粘劑。 HDI PCB的典型材料是RCC（樹脂塗層銅）。 RCC有三種類型，即聚醯亞胺金屬化薄膜，純聚醯亞胺薄膜，流延聚醯亞胺薄膜。

RCC的優點包括：厚度小，重量輕，柔韌性和易燃性，相容性特性阻抗和優异的尺寸穩定性。 在HDI多層PCB的過程中，取代傳統的粘接片和銅箔作為絕緣介質和導電層的作用，可以通過傳統的抑制科技用晶片抑制RCC。 然後使用非機械鑽孔方法如雷射，以便形成微通孔互連。

RCC推動PCB產品從SMT（表面貼裝科技）到CSP的發生和發展（晶片級封裝），從機械鑽孔到雷射鑽孔，促進PCB微通孔的發展和進步，所有這些都成為RCC領先的HDI PCB材料。

在實際的PCB中在製造過程中，對於RCC的選擇，通常有FR-4標準Tg 140C，FR-4高Tg 170C和FR-4和Rogers組合層壓，現在大多使用。 隨著HDI科技的發展，HDI PCB材料必須滿足更多要求，囙此HDI PCB材料的主要趨勢應該是：

1、使用無粘合劑的柔性材料的開發和應用。

2、介電層厚度小，偏差小。

3、LPIC的發展。

4、介電常數越來越小。

5、介電損耗越來越小。

6、焊接穩定性高。

7、嚴格相容CTE（熱膨脹係數）。

HDI PCB製造的應用科技，HDI PCB製造的難點在於微觀通過製造，通過金屬化和細線。

1、微通孔製造，微通孔製造一直是HDI PCB製造的覈心問題。 主要有兩種鑽井方法：

a、對於普通的通孔鑽孔，機械鑽孔始終是其高效率和低成本的最佳選擇。 隨著機械加工能力的發展，其在微通孔中的應用也在不斷發展。

b、有兩種類型的雷射鑽孔：光熱消融和光化學消融。 前者是指在高能量吸收雷射之後加熱操作材料以使其熔化並且通過形成的通孔蒸發掉的過程。 後者指的是紫外區高能光子和雷射長度超過400nm的結果。

有三種類型的雷射系統應用於柔性和剛性板，即准分子鐳射，紫外雷射鑽孔，CO 2雷射。 雷射技術不僅適用於鑽孔，也適用於切割和成型。 甚至一些製造商也通過雷射製造HDI。 雖然雷射鑽孔設備成本高，但它們具有更高的精度，穩定的工藝和成熟的科技。 雷射技術的優勢使其成為盲/埋通孔製造中最常用的方法。 如今，在HDI微通孔中，99%是通過雷射鑽孔獲得的。

2、通過金屬化，通孔金屬化的最大困難是電鍍難以達到均勻。 對於微通孔的深孔電鍍科技，除了使用具有高分散能力的電鍍液外，還應及時陞級電鍍裝置上的鍍液，這可以通過强力機械攪拌或振動，超聲波攪拌，水准噴塗。 此外，在電鍍前必須新增通孔壁的濕度。

除了工藝的改進外，HDI PCB的通孔金屬化方法也看到了主要科技的改進：化學鍍添加劑科技，直接電鍍科技等。

3、細線，細線的實現包括傳統的圖像傳輸和雷射直接成像。 傳統的影像轉移與普通化學蝕刻形成線條的過程相同。

對於雷射直接成像，不需要攝影膠片，而影像是通過雷射直接在光敏膜上形成的。 紫外波燈用於操作，使液體防腐解決方案能够滿足高解析度和簡單操作的要求。 不需要攝影膠片，以避免因薄膜缺陷造成的不良影響，可以直接連接CAD/CAM，縮短製造週期，使其適用於限量和多種生產。