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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(duì)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(guò)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(lái)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?cè)谔幚砀嘿F的印刷電路板技術(shù)時(shí)有時(shí)會(huì)忽略的電路板的簡(jiǎn)單方面.
毫不夸張地說(shuō)，HDI PCB技術(shù)正在徹底改變?cè)S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?jī)?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(lái)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(wú)需電線或過(guò)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(hào)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(hào)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(shì)
與傳統(tǒng)PCB相比，柔性PCB具有許多優(yōu)勢(shì)，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(guò)減少板疊層中使用的不同金屬之間的阻抗失配來(lái)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(duì)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(hào)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(wú)需使用昂貴的電鍍通孔或盲孔。銅柱的存在還有助于通過(guò)在每層接口處提供額外的電氣連接點(diǎn)來(lái)減少在不同層上路由的信號(hào)之間的串?dāng)_。
較小的尺寸
高密度互連是通過(guò)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(guò)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(hào)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(hào)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(hào)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(duì)于空間非常寶貴的無(wú)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(duì)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(duì)來(lái)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(guò)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(guò)程。與傳統(tǒng)PCB相比，使用HDI PCB的優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)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(hào)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(guò)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(guò)電源層不同區(qū)域的電流引起的開關(guān)瞬變?cè)肼暋?span lang="EN-US">
由于HDI板的層數(shù)較少，因此可用于信號(hào)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(chǎng)。
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(guò)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(lái)越多。目前HDI板的使用率很低，但預(yù)計(jì)會(huì)增長(zhǎng)。很高興看到大大小小的制造商都在采用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)滿足客戶的需求。現(xiàn)在，許多人都對(duì)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(duì)于那些熟悉接線及其功能的人來(lái)說(shuō)。