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什么是 HDI PCB和 HDI PCB應(yīng)用
什么是 HDI PCB和 HDI
PCB應(yīng)用
一個(gè)電子產(chǎn)品有很多部分。其中，印刷電路板，通常被稱為PCB，對產(chǎn)品的功能至關(guān)重要。與任何其他需要組裝的產(chǎn)品一樣，PCB通常是電子設(shè)備的核心部分，但它只是一個(gè)安裝有組件的平坦層。
與所有事物一樣，PCB 在過去幾年中開發(fā)了新技術(shù)，使用不同的材料。高密度互連(HDI)是一種獨(dú)特的材料概念，幾年來一直作為印刷電路板選項(xiàng)出現(xiàn)在行業(yè)中。傳統(tǒng)上，PCB介質(zhì)采用基于FR4/玻璃樹脂的材料，HDI是微孔技術(shù)的致密化，為工程師提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，讓他們重新思考他們在處理更昂貴的印刷電路板技術(shù)時(shí)有時(shí)會(huì)忽略的電路板的簡單方面.
毫不夸張地說，HDI PCB技術(shù)正在徹底改變許多行業(yè)的制造業(yè)。如果您還不了解HDI PCB及其潛力，本指南將使您熟悉HDI PCB技術(shù)的全部內(nèi)容。
HDI PCB介紹
HDI代表高密度互連。它是一種多層印刷電路板，旨在提供比傳統(tǒng)FR-4板或玻璃環(huán)氧樹脂板更好的性能。該工藝使用薄銅箔層和多個(gè)金屬化層來創(chuàng)建帶有鍍通孔的多層電路板。這些孔允許連接銅箔層而無需電線或過孔，從而減少了電路板上所需的空間并允許將更多組件放置在單個(gè)電路板上。
它是一種印刷電路板，旨在允許極其密集的信號路由，通常采用多層形式。這使得HDI PCB非常適合需要快速有效地路由許多信號的應(yīng)用，例如微處理器、顯卡和其他電子設(shè)備。
HDI PCB的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)PCB相比，柔性PCB具有許多優(yōu)勢，使其在許多應(yīng)用中都受到青睞。主要好處是：
高可靠性
銅柱通過減少板疊層中使用的不同金屬之間的阻抗失配來提高可靠性，因?yàn)樗鼈兊臒崤蛎浵禂?shù)不同。此外，與傳統(tǒng)印刷電路板相比，HDI板對環(huán)境因素（如濕度和溫度）的敏感性較低，因?yàn)樗鼈兙哂懈叩臋C(jī)械強(qiáng)度。
高密度互連
使用銅柱可以在不增加板上層數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)高密度互連。這為將信號從電路板的一側(cè)路由到另一側(cè)提供了更大的靈活性，而無需使用昂貴的電鍍通孔或盲孔。銅柱的存在還有助于通過在每層接口處提供額外的電氣連接點(diǎn)來減少在不同層上路由的信號之間的串?dāng)_。
較小的尺寸
高密度互連是通過將組件比傳統(tǒng)電路板更緊密地放置在一起而制成的；這減小了電路板的整體尺寸，同時(shí)保持了與傳統(tǒng)電路板相同的性能水平。
減輕重量
整體構(gòu)建體積的減少允許在不影響性能或可靠性的情況下更薄的電路板。這也減少了生產(chǎn)過程中使用的材料量，從而降低了材料成本和廢物處理成本。
更低的電容和電感
與傳統(tǒng)PCB相比，互連具有更低的電容和電感，這有助于提高信號完整性、降低噪聲并增加帶寬。這轉(zhuǎn)化為更好的電路性能和更高的可靠性。
更高的性能
HDI板提供比傳統(tǒng)PCB更好的散熱和信號完整性。更高的密度允許更小的組件和更薄的層，同時(shí)保持所需的阻抗特性。這導(dǎo)致在數(shù)字和模擬電路中的性能優(yōu)于傳統(tǒng)PCB，特別是在抗噪性和信號完整性方面。
高度可定制
不僅可以定制HDI電路的尺寸和厚度，還可以定制其形狀，這意味著可以將更復(fù)雜的設(shè)計(jì)構(gòu)建到更小的封裝中。這對于空間非常寶貴的無線設(shè)備（例如智能手機(jī)和平板電腦）尤其有用。
更低的花費(fèi)
由于與傳統(tǒng)電路板相比，HDI PCB每平方英寸需要的銅層更少，因此它們的生產(chǎn)成本更低。此外，由于它們不需要昂貴的通孔組件，因此它們的制造成本低于傳統(tǒng)電路板。
HDI PCB應(yīng)用
HDI印刷電路板常用于工業(yè)和軍事領(lǐng)域。這是因?yàn)樗鼈兪鞘褂脙?yōu)質(zhì)材料制造的，因此適合在惡劣環(huán)境中使用。以下是一些HDI PCB應(yīng)用：
軍事應(yīng)用
軍事應(yīng)用包括航空設(shè)備、坦克和導(dǎo)彈。許多軍事基地的惡劣天氣條件如果未安裝在 HDI
PCB中，可能會(huì)對電子元件造成損壞。HDI印刷電路板上的組件比安裝在傳統(tǒng)PCB上的組件具有更高的抗沖擊和振動(dòng)能力。因此，它們構(gòu)成了軍隊(duì)飛機(jī)電子系統(tǒng)的重要組成部分。
飛機(jī)應(yīng)用
HDI印刷電路板因其耐用性和對來自飛機(jī)系統(tǒng)中其他組件（如雷達(dá)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器）的電磁干擾(EMI)的抵抗力而廣泛用于飛機(jī)制造行業(yè)。此外，這些板可以承受飛行過程中由湍流引起的強(qiáng)烈振動(dòng)，而不會(huì)影響其性能或功能。
電源
HDI PCB用于電源的主要原因是其高可靠性，使其成為電機(jī)或變壓器等設(shè)備的理想選擇。當(dāng)它們用于電路板上的組件產(chǎn)生大量熱量的應(yīng)用中時(shí)尤其如此。
輔助系統(tǒng)
除了用于電源之外，HDI印刷電路板還用于泵和壓縮機(jī)等輔助系統(tǒng)。這是因?yàn)榕c傳統(tǒng)PCB相比，它們具有更高的抗振性。這使得它們非常適合用于由運(yùn)動(dòng)部件（如電機(jī)和齒輪）產(chǎn)生大量振動(dòng)的應(yīng)用。
醫(yī)療應(yīng)用
HDI印刷電路板還廣泛用于醫(yī)療設(shè)備，例如起搏器、除顫器和其他救生醫(yī)療設(shè)備。事實(shí)上，這些設(shè)備通常需要極高水平的可靠性和耐用性，這就是HDI PCB在這里如此受歡迎的原因。
工業(yè)控制系統(tǒng)
HDI印刷電路板的另一個(gè)常見應(yīng)用是工業(yè)控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由各種組件組成，例如傳感器、執(zhí)行器和控制器，它們協(xié)同工作以有效控制機(jī)器或過程。與傳統(tǒng)PCB相比，使用HDI PCB的優(yōu)勢在于它們提供了更高的可靠性，從而隨著時(shí)間的推移降低了維護(hù)成本。
HDI PCB關(guān)鍵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
HDI PCB的主要設(shè)計(jì)考慮因素是：
HDI PCB的材料包括FR4玻璃增強(qiáng)環(huán)氧樹脂層壓板、聚酰亞胺薄膜和環(huán)氧樹脂層壓板。選擇取決于應(yīng)用程序。例如，如果零件要求高可靠性并具有較長的預(yù)期壽命，則通常首選FR4，因?yàn)樗染埘啺繁∧じ苣蜔帷?span lang="EN-US">
應(yīng)仔細(xì)分析HDI設(shè)計(jì)的電氣性能，以確保信號完整性不會(huì)因接地平面或其他層的不連續(xù)性引起的過度阻抗或反射而受損。
電源層必須盡可能靠近并與每個(gè)通孔附近的微孔連接。這有助于減少由在每個(gè)操作周期的不同時(shí)間流過電源層不同區(qū)域的電流引起的開關(guān)瞬變噪聲。
由于HDI板的層數(shù)較少，因此可用于信號的布線空間比傳統(tǒng)層少。這意味著在將其送去制造之前，您需要格外小心地優(yōu)化您的設(shè)計(jì)以提高布線效率。此階段的任何錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的返工和延遲將您的產(chǎn)品推出市場。
由于HDI PCB的表面積增加，它有更高的機(jī)會(huì)發(fā)射電磁干擾(EMI)。為了降低這種風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)人員可以在關(guān)鍵電路板點(diǎn)使用屏蔽線或板。
熱管理在HDI設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，因?yàn)闊崃坎荒芟駛鹘y(tǒng)方法那樣容易地通過基板消散。這意味著應(yīng)盡可能在電路板疊層中使用更厚的層和更多的銅。
關(guān)鍵要點(diǎn)
隨著電子制造中PCB使用的增加，HDI板的使用越來越多。目前HDI板的使用率很低，但預(yù)計(jì)會(huì)增長。很高興看到大大小小的制造商都在采用這項(xiàng)技術(shù)來滿足客戶的需求?，F(xiàn)在，許多人都對了解有關(guān)HDI PCB的組件和設(shè)計(jì)指南的更多信息產(chǎn)生了興趣。這可能非常熟悉，特別是對于那些熟悉接線及其功能的人來說。