探秘 HDI—— 高密度互连技术的精妙之处

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人气：531发布日期：2024-11-16 10:18【大中小】

HDI（High Density Interconnector，高密度互连）是一种生产印刷电路板的先进技术。它使用微盲埋孔技术，使得线路分布密度非常高，主要应用于智能手机、笔记本电脑等电子设备。

名称来源方面，HDI是High Density Interconnector的英文简写。印刷电路板是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件，在制成最终产品时，会安装各种电子零件。由于电子产品趋于多功能复杂化，集成电路元件的接点距离缩小，信号传送速度提高，这就需要应用高密度线路配置及微孔技术。凡直径小于150um以下的孔在业界被称为微孔，利用这种微孔技术所作出的电路可以提高组装、空间利用等效益，同时对于电子产品的小型化也有必要性。对于这类结构的电路板产品，业界曾有多个不同名称，如欧美业者称其为SBU（序列式增层法），日本业者称其为MVP（微孔制程），还有人称为BUM（增层式多层板）等。后来美国的IPC电路板协会提出将这类产品技术称为HDI（高密度互连）技术的通用名称。

HDI的发展历程起源于美国。1994年4月，美国印制板业界组成合作性社团ITRI，集多方力量研究电路板制造技术。1994年9月，ITRI开展高密度电路板的制作研究，该项目特称为October Project。经过约三年的研究，1997年7月15日，ITRI公开研究成果，出版评估了微孔的October project phase1 round2 报告，由此正式展开 “高密度互连 HDI”的新时代。自此，HDI高速发展，2001年，HDI成为手机板与集成电路封装载板的主流。

HDI线路板的核心技术特点

（一）微盲埋孔技术
微盲埋孔技术是HDI线路板区别于普通PCB的重要特征之一。该技术允许在电路板的内层间直接打出微小的孔，并填充导电材料。这样一来，极大地节省了空间，提高了布线密度。例如，在一些高端电子产品中，由于空间有限，需要在极小的区域内集成大量的电子元件和线路，微盲埋孔技术就能够满足这种需求。据统计，采用微盲埋孔技术的HDI线路板可以在相同尺寸的电路板上实现比普通PCB高30%至50%的布线密度。
（二）精细线路与间距
HDI线路板可以实现线宽/线距小于等于50微米，这使得更多复杂的电路设计成为可能。如此精细的线路和间距，能够在有限的空间内布置更多的电子元件和线路，提高电路板的性能和功能。例如，在智能手机等小型化电子产品中，需要高度集成的电路设计，HDI线路板的精细线路与间距就能够满足这种需求。同时，精细的线路和间距也有助于提高信号传输的速度和稳定性。
（三）叠层结构
高密度互连板采用任意层互联（Any Layer Interconnection, ALI）技术，实现任意内层间的直接连接。这种叠层结构提高了设计的灵活性和信号的完整性。通过任意层互联技术，设计师可以更加自由地设计电路板的布局和线路连接，满足不同电子产品的需求。此外，叠层结构还可以减少信号传输的路径长度，降低信号损耗，提高信号的传输质量。
（四）新材料应用
为了适应更小尺寸和更高频率的要求，HDI线路板常采用低损耗、高速材料，如PTFE基材。这些新材料能够保证信号传输的质量，减少信号的衰减和失真。例如，在5G通信等高速数据传输领域，HDI线路板采用的低损耗、高速材料可以有效地提高信号的传输速度和稳定性。同时，新材料的应用也有助于提高电路板的耐热性和可靠性，延长电子产品的使用寿命。