HDI 是高密度互連(High Density Interconnector)

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2023-02-13

HDI是High Density Interconnector的英文(wén)簡寫, 高密度互連(HDI)制造式印刷電(diàn)路闆, 印刷電(diàn)路闆是以絕緣材料輔以導體(tǐ)配線(xiàn)所形成的結構性元件。印刷電(diàn)路闆在制成最終産(chǎn)品時,其上會安(ān)裝(zhuāng)集成電(diàn)路、晶體(tǐ)管(三極管、二極管)、無源元件(如:電(diàn)阻、電(diàn)容、連接器等)及其他(tā)各種各樣的電(diàn)子零件。借助導線(xiàn)連通,可(kě)以形成電(diàn)子信号連結及應有(yǒu)機能(néng)。因此,印刷電(diàn)路闆是一種提供元件連結的平台,用(yòng)以承接聯系零件的基底。

由于印刷電(diàn)路闆并非一般終端産(chǎn)品,因此在名(míng)稱的定義上略為(wèi)混亂,例如:個人電(diàn)腦用(yòng)的母闆,稱為(wèi)主機闆而不能(néng)直接稱為(wèi)電(diàn)路闆,雖然主機闆中(zhōng)有(yǒu)電(diàn)路闆的存在但是并不相同,因此評估産(chǎn)業時兩者有(yǒu)關卻不能(néng)說相同。再譬如:因為(wèi)有(yǒu)集成電(diàn)路零件裝(zhuāng)載在電(diàn)路闆上,因而新(xīn)聞媒體(tǐ)稱之為(wèi)集成電(diàn)路闆(IC闆),但實質(zhì)上它也不等同于印刷電(diàn)路闆。

在電(diàn)子産(chǎn)品趨于多(duō)功能(néng)複雜化的前提下,集成電(diàn)路元件的接點距離随之縮小(xiǎo),信号傳送的速度則相對提高,随之而來的是接線(xiàn)數量的提高、點間配線(xiàn)的長(cháng)度局部性縮短,這些就需要應用(yòng)高密度線(xiàn)路配置及微孔技(jì )術來達成目标。配線(xiàn)與跨接基本上對單雙面闆而言有(yǒu)其達成的困難,因而電(diàn)路闆會走向多(duō)層化,又(yòu)由于信号線(xiàn)不斷地增加,更多(duō)的電(diàn)源層與接地層就為(wèi)設計的必須手段,這些都促使多(duō)層印刷電(diàn)路闆(Multilayer Printed Circuit Board)更加普遍。

對于高速化信号的電(diàn)性要求,電(diàn)路闆必須提供具(jù)有(yǒu)交流電(diàn)特性的阻抗控制、高頻傳輸能(néng)力、降低不必要的輻射(EMI)等。采用(yòng)Stripline、Microstrip的結構,多(duō)層化就成為(wèi)必要的設計。為(wèi)減低信号傳送的品質(zhì)問題,會采用(yòng)低介電(diàn)質(zhì)系數、低衰減率的絕緣材料,為(wèi)配合電(diàn)子元件構裝(zhuāng)的小(xiǎo)型化及陣列化,電(diàn)路闆也不斷地提高密度以因應需求。BGA (Ball Grid Array)、CSP (Chip Scale Package)、DCA (Direct Chip Attachment)等組零件組裝(zhuāng)方式的出現,更促印刷電(diàn)路闆推向前所未有(yǒu)的高密度境界。

凡直徑小(xiǎo)于150um以下的孔在業界被稱為(wèi)微孔(Microvia),利用(yòng)這種微孔的幾何結構技(jì )術所作(zuò)出的電(diàn)路可(kě)以提高組裝(zhuāng)、空間利用(yòng)等等的效益,同時對于電(diàn)子産(chǎn)品的小(xiǎo)型化也有(yǒu)其必要性。

對于這類結構的電(diàn)路闆産(chǎn)品,業界曾經有(yǒu)過多(duō)個不同的名(míng)稱來稱呼這樣的電(diàn)路闆。例如:歐美業者曾經因為(wèi)制作(zuò)的程序是采用(yòng)序列式的建構方式,因此将這類的産(chǎn)品稱為(wèi)SBU (Sequence Build Up Process),一般翻譯為(wèi)“序列式增層法”。至于日本業者,則因為(wèi)這類的産(chǎn)品所制作(zuò)出來的孔結構比以往的孔都要小(xiǎo)很(hěn)多(duō),因此稱這類産(chǎn)品的制作(zuò)技(jì )術為(wèi)MVP (Micro Via Process),一般翻譯為(wèi)“微孔制程”。也有(yǒu)人因為(wèi)傳統的多(duō)層闆被稱為(wèi)MLB (Multilayer Board),因此稱呼這類的電(diàn)路闆為(wèi)BUM (Build Up Multilayer Board),一般翻譯為(wèi)“增層式多(duō)層闆”。

美國(guó)的IPC電(diàn)路闆協會基于避免混淆的考慮,而提出将這類的産(chǎn)品技(jì )術稱為(wèi)HDI (High Density Intrerconnection,高密度互連)技(jì )術的通用(yòng)名(míng)稱,如果直接翻譯就變成了高密度互連技(jì )術。但是這又(yòu)無法反映出電(diàn)路闆特征,因此多(duō)數的電(diàn)路闆業者就将這類的産(chǎn)品稱為(wèi)HDI闆或是全中(zhōng)文(wén)名(míng)稱“高密度互連技(jì )術”。但是因為(wèi)口語順暢性的問題,也有(yǒu)人直接稱這類的産(chǎn)品為(wèi)“高密度電(diàn)路闆”或是HDI闆。

HDI應用(yòng)

電(diàn)子設計在不斷提高整機性能(néng)的同時,也在努力縮小(xiǎo)其尺寸。從手機到智能(néng)武器的小(xiǎo)型便攜式産(chǎn)品中(zhōng),'小(xiǎo)'是永遠(yuǎn)不變的追求。高密度集成(HDI)技(jì )術可(kě)以使終端産(chǎn)品設計更加小(xiǎo)型化,同時滿足電(diàn)子性能(néng)和效率的更高标準。HDI廣泛應用(yòng)于手機、數碼(攝)像機、MP3、MP4、筆(bǐ)記本電(diàn)腦、汽車(chē)電(diàn)子和其他(tā)數碼産(chǎn)品等,其中(zhōng)以手機的應用(yòng)最為(wèi)廣泛。HDI闆一般采用(yòng)積層法(Build-up)制造,積層的次數越多(duō),闆件的技(jì )術檔次越高。普通的HDI闆基本上是1次積層,高階HDI采用(yòng)2次或以上的積層技(jì )術,同時采用(yòng)疊孔、電(diàn)鍍填孔、激光直接打孔等先進PCB技(jì )術。高階HDI闆主要應用(yòng)于3G手機、高級數碼攝像機、IC載闆等。

發展前景:根據高階HDI闆件的用(yòng)途--3G闆或IC載闆,它的未來增長(cháng)非常迅速:未來幾年世界3G手機增長(cháng)将超過30%,中(zhōng)國(guó)即将發放3G牌照;IC載闆業界咨詢機構Prismark預測中(zhōng)國(guó)2005年至2010預測增長(cháng)率為(wèi)80%,它代表PCB的技(jì )術發展方向。

市場供需分(fēn)析

手機産(chǎn)量的持續增長(cháng)推動着HDI闆的需求增長(cháng) 中(zhōng)國(guó)在世界手機制造業中(zhōng)扮演重要的角色。自2002年摩托羅拉全面采用(yòng)HDI闆制造手機以後,超過90%的手機主闆都采用(yòng)HDI闆。市場研究公(gōng)司In-Stat于2006年發布的研究報告預測,在未來5年内,全球手機産(chǎn)量仍将以15%左右的速度增長(cháng),至2011年,全球手機的總銷售将達到20億部。

國(guó)内HDI闆的産(chǎn)能(néng)不能(néng)滿足快速增長(cháng)的需求 近幾年,全球HDI手機闆生産(chǎn)現狀發生了重大格局變化:歐美主要PCB制造商(shāng)除知名(míng)的手機闆大廠ASPOCOM、AT&S仍為(wèi)諾基亞供應2階HDI手機闆外,大部分(fēn)HDI産(chǎn)能(néng)已由歐洲向亞洲轉移。亞洲特别是中(zhōng)國(guó),已成為(wèi)世界HDI闆主要供應地。 根據Prismark的統計,2006年中(zhōng)國(guó)手機生産(chǎn)量約占全球的35%,預計到2009年,中(zhōng)國(guó)手機的産(chǎn)量将達到全球的50%,HDI手機闆的采購(gòu)額将達到125億元。 從主要廠商(shāng)的情況來看,國(guó)内各主要廠商(shāng)的現有(yǒu)産(chǎn)能(néng)均不足全球總需求的2%。盡管部分(fēn)廠商(shāng)進行了投資擴産(chǎn),但從整體(tǐ)來講,國(guó)内HDI的産(chǎn)能(néng)增長(cháng)仍不能(néng)滿足快速增長(cháng)的需求。


HDI電(diàn)路優點

  1. 可(kě)降低PCB成本:當PCB的密度增加超過八層闆後,以HDI來制造,其成本将較傳統複雜的壓合制程來得低。

  2. 增加線(xiàn)路密度:傳統電(diàn)路闆與零件的互連

  3. 有(yǒu)利于先進構裝(zhuāng)技(jì )術的使用(yòng)

  4. 擁有(yǒu)更佳的電(diàn)性能(néng)及訊号正确性

  5. 可(kě)靠度較佳

  6. 可(kě)改善熱性質(zhì)

  7. 可(kě)改善射頻幹擾/電(diàn)磁波幹擾/靜電(diàn)釋放(RFI/EMI/ESD)

  8. 增加設計效率


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