HDI板 (High Density Inverter)

HDI板 圖

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HDI板是高功率密度逆變器（High Density Inverter）的縮寫，是生產(chǎn)印制板的一種（技術(shù)），使用微盲埋孔技術(shù)的一種線路分布密度比較高的電路板。 HDI板專為小容量用戶設(shè)計(jì)的緊湊型產(chǎn)品。它采用模塊化可并聯(lián)設(shè)計(jì)，一個(gè)模塊容量1000VA（高度1U），自然冷卻，可以直接放入19”機(jī)架，最大可并聯(lián)6個(gè)模塊。該產(chǎn)品采用全數(shù)字信號(hào)過程控制（DSP）技術(shù)和多項(xiàng)專利技術(shù)，具有全范圍適應(yīng)負(fù)載能力和較強(qiáng)的短時(shí)過載能力，可以不考慮負(fù)載功率因數(shù)和峰值因數(shù)。

其實(shí)HDI高密度制法，并沒有明確的定義，但一般對(duì)于HDI或非HDI差別其實(shí)相當(dāng)大，首先，HDI制成的電路載板所使用的孔徑需小于或等于6mil(1/1,000寸)，至于孔環(huán)的環(huán)徑需要≦10mil，而線路接點(diǎn)的布設(shè)密度需在每平方英寸大于130點(diǎn)，信號(hào)線的線間距需3mil以下。

 目錄 

1. HDI板制造

2. HDI板工藝

3. HDI板來源

4. HDI板應(yīng)用

5. HDI板的市場(chǎng)供需分析

6. HDI板有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)

7. HDI板成像

 1  HDI板制造

HDI板制造是印制電路板行業(yè)中發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域。從1985年惠普推出的第一臺(tái)32位計(jì)算機(jī)，到如今采用36個(gè)順序?qū)訅憾鄬佑≈瓢搴投询B式微型過孔的大客戶服務(wù)器，HDI/微型過孔技術(shù)無疑是未來的PCB架構(gòu)。器件間距更小、I/O管腳和嵌入式無源器件更多的大型ASIC和FPGA具有越來越短的上升時(shí)間和更高頻率，它們都要求更小的PCB特征尺寸，這推動(dòng)了對(duì)HDI/微型過孔的強(qiáng)烈需求。

HDI板主要是應(yīng)用微盲埋孔的技術(shù)進(jìn)行制作，特性是可讓印刷電路板里的電子電路分布線路密度更高，而由于線路密度大增，也讓HDI板制成之印刷電路板無法使用一般鉆孔方式成孔，HDI必須采行非機(jī)械的鉆孔制程，非機(jī)械鉆孔的方法相當(dāng)多，其中「雷射成孔」為HDI高密度互連技術(shù)的搭配成孔方案為主。

 2  HDI板工藝

一階工藝：1+N+1

二階工藝：2+N+2

三階工藝：3+N+3

四階工藝：4+N+4

 3  HDI板來源

在電子產(chǎn)品趨于多功能復(fù)雜化的前提下，積體電路元件的接點(diǎn)距離隨之縮小，信號(hào)傳送的速度則相對(duì)提高，隨之而來的是接線數(shù)量的提高、點(diǎn)間配線的長度局部性縮短，這些就需要應(yīng)用高密度線路配置及微孔技術(shù)來達(dá)成目標(biāo)。配線與跨接基本上對(duì)單雙面板而言有其達(dá)成的困難，因而電路板會(huì)走向多層化，又由于訊號(hào)線不斷的增加，更多的電源層與接地層就為設(shè)計(jì)的必須手段，這些都促使從層印刷電路板（Multilayer Printed Circuit Board）更加普遍。

對(duì)于高速化訊號(hào)的電性要求，電路板必須提供具有交流電特性的阻抗控制、高頻傳輸能力、降低不必要的輻射（EMI）等。采用Stripline、Microstrip的結(jié)構(gòu)，多層化就成為必要的設(shè)計(jì)。為減低訊號(hào)傳送的品質(zhì)問題，會(huì)采用低介電質(zhì)系數(shù)、低衰減率的絕緣材料，為配合電子元件構(gòu)裝的小型化及陣列化，電路板也不斷的提高密度以因應(yīng)需求。BGA (Ball Grid Array)、CSP (Chip Scale Package)、DCA (Direct Chip Attachment)等組零件組裝方式的出現(xiàn)，更促印刷電路板推向前所未有的高密度境界。

凡直徑小于150um以下的孔在業(yè)界被稱為微孔（Microvia），利用這種微孔的幾何結(jié)構(gòu)技術(shù)所作出的電路可以提高組裝、空間利用等等的效益，同時(shí)對(duì)于電子產(chǎn)品的小型化也有其必要性。

對(duì)于這類結(jié)構(gòu)的電路板產(chǎn)品，業(yè)界曾經(jīng)有過多個(gè)不同的名稱來稱呼這樣的電路板。例如：歐美業(yè)者曾經(jīng)因?yàn)橹谱鞯某绦蚴遣捎眯蛄惺降慕?gòu)方式，因此將這類的產(chǎn)品稱為SBU （Sequence Build Up Process）,一般翻譯為“序列式增層法”。至于日本業(yè)者，則因?yàn)檫@類的產(chǎn)品所制作出來的孔結(jié)構(gòu)比以往的孔都要小很多，因此稱這類產(chǎn)品的制作技術(shù)為MVP （Micro Via Process）,一般翻譯為“微孔制程”。也有人因?yàn)閭鹘y(tǒng)的多層板被稱為MLB (Multilayer Board),因此稱呼這類的電路板為BUM (Build Up Multilayer Board),一般翻譯為“增層式多層板”。

美國的IPC電路板協(xié)會(huì)其于避免混淆的考慮，而提出將這類的產(chǎn)品稱為HDI （High Density Intrerconnection Technology）的通用名稱，如果直接翻譯就變成了高密度連結(jié)技術(shù)。但是這又無法反應(yīng)出電路板特征，因此多數(shù)的電路板業(yè)者就將這類的產(chǎn)品稱為HDI板或是全中文名稱“高密度互連技術(shù)”。但是因?yàn)榭谡Z順暢性的問題，也有人直接稱這類的產(chǎn)品為“高密度電路板”或是HDI板。

 4  HDI板應(yīng)用

電子設(shè)計(jì)在不斷提高整機(jī)性能的同時(shí)，也在努力縮小其尺寸。從手機(jī)到智能武器的小型便攜式產(chǎn)品中，"小"是永遠(yuǎn)不變的追求。高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加小型化，同時(shí)滿足電子性能和效率的更高標(biāo)準(zhǔn)。HDI目前廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼(攝)像機(jī)、MP3、MP4、筆記本電腦、汽車電子和其他數(shù)碼產(chǎn)品等，其中以手機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。HDI板一般采用積層法(Build-up)制造，積層的次數(shù)越多，板件的技術(shù)檔次越高。普通的HDI板基本上是1次積層，高階HDI采用2次或以上的積層技術(shù)，同時(shí)采用疊孔、電鍍填孔、激光直接打孔等先進(jìn)PCB技術(shù)。高階HDI板主要應(yīng)用于3G手機(jī)、高級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)、IC載板等。

發(fā)展前景：根據(jù)高階HDI板件的用途--3G板或IC載板，它的未來增長非常迅速：未來幾年世界3G手機(jī)增長將超過30%，中國即將發(fā)放3G牌照；IC載板業(yè)界咨詢機(jī)構(gòu)Prismark預(yù)測(cè)中國2005年至2010預(yù)測(cè)增長率為80%，它代表PCB的技術(shù)發(fā)展方向。

 5  HDI板的市場(chǎng)供需分析

手機(jī)產(chǎn)量的持續(xù)增長推動(dòng)著HDI板的需求增長　中國在世界手機(jī)制造業(yè)中扮演重要的角色。自2002年摩托羅拉全面采用HDI板制造手機(jī)以后，目前超過90%的手機(jī)主板都采用HDI板。市場(chǎng)研究公司In-Stat于2006年發(fā)布的研究報(bào)告預(yù)測(cè)，在未來5年內(nèi)，全球手機(jī)產(chǎn)量仍將以15%左右的速度增長，至2011年，全球手機(jī)的總銷售將達(dá)到20億部。

國內(nèi)HDI板的產(chǎn)能不能滿足快速增長的需求　近幾年，全球HDI手機(jī)板生產(chǎn)現(xiàn)狀發(fā)生了重大格局變化：歐美主要PCB制造商除知名的手機(jī)板大廠ASPOCOM、AT&S仍為諾基亞供應(yīng)2階HDI手機(jī)板外，大部分HDI產(chǎn)能已由歐洲向亞洲轉(zhuǎn)移。亞洲特別是中國，已成為世界HDI板主要供應(yīng)地。 根據(jù)Prismark的統(tǒng)計(jì)，2006年中國手機(jī)生產(chǎn)量約占全球的35%，預(yù)計(jì)到2009年，中國手機(jī)的產(chǎn)量將達(dá)到全球的50%，HDI手機(jī)板的采購額將達(dá)到125億元。 從主要廠商的情況來看，國內(nèi)各主要廠商的現(xiàn)有產(chǎn)能均不足全球總需求的2%。盡管部分廠商進(jìn)行了投資擴(kuò)產(chǎn)，但從整體來講，國內(nèi)HDI的產(chǎn)能增長仍不能滿足快速增長的需求。

 6  HDI板有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)

可降低PCB成本：當(dāng)PCB的密度增加超過八層板后，以HDI來制造，其成本將較傳統(tǒng)復(fù)雜的壓合制程來得低。

增加線路密度：傳統(tǒng)電路板與零件的互連

有利于先進(jìn)構(gòu)裝技術(shù)的使用

擁有更佳的電性能及訊號(hào)正確性

可靠度較佳

可改善熱性質(zhì)

可改善射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放（RFI/EMI/ESD）

增加設(shè)計(jì)效率

 7  HDI板成像

1.在達(dá)到低缺陷率和高產(chǎn)量的同時(shí)，能夠達(dá)到HDI常規(guī)的高精確性運(yùn)行的穩(wěn)定生產(chǎn)。例如：

* 高級(jí)手機(jī)板，CSP節(jié)距小于0.5mm（連接[盤之間帶或不帶導(dǎo)線]

* 板結(jié)構(gòu)為3+n+3，每個(gè)面上有三個(gè)疊加導(dǎo)通孔（stacked via），

* 帶疊加導(dǎo)通孔的6到8層無鐵心印制板

在成像方面，此類設(shè)計(jì)要求環(huán)寬小于75mm，在有些情況下環(huán)寬甚至小于50mm。由于對(duì)位問題，這些不可避免地導(dǎo)致了低產(chǎn)量。另外，受微型化的驅(qū)動(dòng)，線路和間距越來越細(xì)—滿足這個(gè)挑戰(zhàn)就要求改變傳統(tǒng)成像方法。這可以通過減少面板尺寸，或通過使用快門曝光機(jī)用幾個(gè)步驟（四個(gè)或六個(gè)）進(jìn)行面板成像。這兩種方法都是通過減少材料變形的影響來得到更好的對(duì)位。改變面板尺寸導(dǎo)致了材料的高費(fèi)用，使用快門曝光機(jī)導(dǎo)致了每天的低產(chǎn)量。這兩種方法都不能完全解決材料變形和減少照相版相關(guān)的缺陷，這包括印制批次/批量時(shí)照相版的實(shí)際變形。

2.通過每天印制要求數(shù)量的面板，達(dá)到要求的產(chǎn)量。如先前所述，要求的產(chǎn)量的相關(guān)數(shù)量應(yīng)考慮到精確度要求中。要達(dá)到要求的產(chǎn)量，需要借助自動(dòng)控制來得到高產(chǎn)出率。

3.低成本運(yùn)作。這是對(duì)任何批量生產(chǎn)廠家的主要要求。早期的LDI模式或是要求把傳統(tǒng)使用的干膜換成更敏感的干膜，從而達(dá)到更快的成像速度；或是根據(jù)LDI模式用到的光源，把干膜換成不同的波段。在所有這些情況下，新的干膜通常都會(huì)比廠家使用的傳統(tǒng)干膜要貴。

4.與現(xiàn)有的工藝和生產(chǎn)方法兼容。批量生產(chǎn)的工藝和方法通常都被小心的規(guī)定，從而來符合批量生產(chǎn)的要求。對(duì)任何新成像方法的引進(jìn)對(duì)現(xiàn)有的方法的變化都應(yīng)該是最小。這包括對(duì)所用的干膜變化最小、有能力進(jìn)行阻焊膜各層的曝光、批量生產(chǎn)要求的可溯源功能和更多。