Detaljerad förklaring av vanliga HDI PCB-stackningsstrukturer

Vanliga lagerstrukturer för HDI-kretskort

HDI-kretskort (High-Density Interconnect) har mikrovias, fina spårbredder/avstånd och staplade lager, vilket möjliggör tät sammankoppling och kompakt design. Dessa egenskaper gör HDI-kretskort lämpliga för högpresterande applikationer med begränsat utrymme.

Vanliga lagerstrukturer för HDI-kretskort:

1. 2+N+2 Struktur2 interna lager, N externa lager (används för 6-lagerskort).
2. 3+N+3 Struktur3 interna lager, N externa lager (används för 8-lagerskort).
3. 4+N+4 Struktur4 interna lager, N externa lager (används för kort med 10 lager och högre).
4. 5+N+5 Struktur5 interna lager, N externa lager (används för kort med 12 lager och högre).

Blind Vias: Blindvias förbinder inre lager med yttre lager, vilket minskar kretskortstjockleken.

Begravda Vias: Nedgrävda vias skapar kopplingar mellan inre lager, vilket optimerar lageranvändningen.

Vanligtvis varierar blinda och nedgrävda vias från 0.075 till 0.2 mm i diameter och skapas med metoder som laserborrning, plasmaetsning och ljuskänslig etsning, där laserborrning är den vanligaste.

HDI-kretskort, med sina högdensitetskomponenter och sammankopplingar, är idealiska för komplexa konstruktioner som 5G, IoT och fordonsapplikationer. Deras stack-up-design anpassas baserat på de specifika kraven för varje projekt.

Enkelt första ordningens laminerat tryckt kretskort (första ordningens laminerat 6-lagers kort, staplingsstruktur är (1+4+1))

Denna typ av HDI-kretskortsuppbyggnad, närmare bestämt ett laminerat kretskort av första ordningen, är det enklaste, där det inre flerskiktskortet inte har några nedgrävda hål och färdigställs genom en enda pressning. Även om det är ett laminerat 6-skiktskort av första ordningen, är dess tillverkningsprocess mycket lik den för ett konventionellt flerskikts-kretskort som lamineras en gång. Den viktigaste skillnaden är att det kräver laserborrning av blindvias och flera processer.

Eftersom denna HDI-kretskortsstruktur inte har några nedgrävda hål kan det andra och tredje lagret tillverkas som ett kärn-kretskort i produktionen, och det fjärde och femte lagret används som ytterligare ett kärnkort. Det yttre lagret läggs till med ett dielektriskt lager och kopparfolie, och mittenlagret läggs till med ett dielektriskt lager och pressas sedan en gång, vilket är mycket enkelt och har en lägre kostnad jämfört med konventionella laminerade kort av första ordningen.

Konventionellt första ordningens laminerat HDI tryckt kretskort (första ordningens laminerat HDI 6-lagers kort, staplad struktur är (1+4+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsuppbyggnad är (1+N+1), (N≥2, N är jämnt). Denna struktur är den vanligaste designen för branschens första ordningens laminerade kort för närvarande. Det inre flerskiktskortet har nedgrävda vior och behöver pressas två gånger för att slutföra. Förutom bottenhål har denna typ av enkelskiktslaminerat kort även nedgrävda hål.

Om konstruktören kan omvandla denna typ av HDI-kretskort till den ovan nämnda första typen av enkla första ordningens laminerade kretskort, kommer det att vara fördelaktigt för både utbuds- och efterfrågesidan. Efter vårt förslag har många av våra kunder valt att ändra staplingsstrukturen för konventionella första ordningens laminerade HDI-kort till ett enkelt första ordningens laminerat kort liknande den första typen.

Konventionell andra ordningens laminerade HDI tryckt kretskort (andra ordningens laminerade HDI 8-lagers kort, staplingsstruktur är (1+1+4+1+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsstapling är (1+1+N+1+1), (N≥2, N är jämnt). Denna struktur är den vanligaste designen för branschens laminerade HDI-kort av andra ordningen för närvarande. Det inre flerskiktskortet har nedgrävda vior och behöver pressas tre gånger för att färdigställas. Den främsta anledningen till detta är avsaknaden av en stapelhålsdesign, vilket gör tillverkningssvårigheten måttlig.

Men som nämnts ovan, om de nedgrävda vias i lager (3-6) optimeras i förhållande till de nedgrävda vias i lager (2-7), kan en pressning minskas. Denna processoptimering kan leda till kostnadsminskningar samtidigt som HDI-kretskortets strukturella integritet bibehålls. Denna typ liknar exemplet nedan.

Ett annat konventionellt andra ordningens laminerat HDI tryckt kretskort (andra ordningens laminerat HDI 8-lagers kort, staplingsstruktur är (1+1+4+1+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsuppbyggnad är (1+1+N+1+1), (N≥2, N är jämnt). Även om det är en andra ordningens laminerad HDI-kretskortsstruktur, eftersom positionen för de nedgrävda viorna inte är mellan de (3-6) lagren utan mellan de (2-7) lagren, kan en sådan design också minska antalet pressningar med en, vilket gör det andra ordningens laminerade HDI-kretskortet, som vanligtvis kräver en 3-pressningsprocess, optimerat för en 2-pressningsprocess.

Denna typ av kretskort medför dock ytterligare en svårighet vid tillverkning av HDI-kretskort. Det finns blindvias i (1-3)-skikten, vilka är uppdelade i (1-2) och (2-3) lager blindvias för tillverkning. Det är nödvändigt att använda viafyllning för att tillverka de inre blindvias i (2-3)-skikten. Det vill säga, de inre blindvias i dubbelskiktslamineringen skapas genom viafyllning. Vanligtvis är HDI-kretskort med viafyllning dyrare och tillverkningssvårigheten är också betydligt större.

Därför rekommenderas det för konventionella laminerade HDI-kort av andra ordningen att staplingsdesignen undviker användningen av staplade hål och försöker omvandla (1-3) blindvias till förskjutna (1-2) blindvias och (2-3) nedgrävda (blind) vias. Erfarna HDI-kretskortskonstruktörer kan använda denna typ av undvikande och förenklingsdesign eller optimering för att minska tillverkningskostnaden för sina produkter.

Ett annat okonventionellt andra ordningens laminerat HDI tryckt kretskort (andra ordningens laminerat HDI 6-lagers kort, staplingsstruktur är (1+1+2+1+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsstapling är (1+1+N+1+1), (N≥2, N är jämnt). Även om det är en andra ordningens laminerad kortstruktur, finns det även tvärgående blindhål, och djupkapaciteten för blindhålen ökar avsevärt. Djupet för (1-3)-lagers blindhål är fördubblat jämfört med konventionella (1-2)-lagers blindhål. Kunder med denna design har sina egna unika krav och tillåter inte att (1-3) tvärgående blindhål görs till staplade blindhål (1-2) (2-3) blindhål.

Förutom svårigheten med laserborrning är även den efterföljande kopparsänkningen (PTH) och elektropläteringen svåra. Generellt sett har kretskortstillverkare utan en viss teknisk nivå svårt att tillverka sådana kort. Tillverkningssvårigheten är betydligt högre än för konventionella laminerade kort av andra ordningen. Denna design rekommenderas inte om det inte finns speciella krav.

Andra ordningens laminerade HDI med blindhålstaplingsdesign, nedgrävda hål (2-7) lager ovanför de staplade blindhålen. (Andra ordningens laminerad HDI 8-lagers skiva, staplingsstruktur är (1+1+4+1+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsstapling är (1+1+N+1+1), (N≥2, N är jämnt). Denna struktur används för närvarande i vissa andra ordningens laminerade kort inom industrin. Det inre flerskiktskortet har nedgrävda hål och behöver pressas två gånger för att färdigställas. Den främsta anledningen är att det finns en stapelhålsdesign, som ersätter den ovan nämnda femte punkten i korslagerns bottenhålsdesign.

Huvuddragen i denna design är att bottenhålen måste staplas ovanför de (2-7) nedgrävda hålen, vilket ökar tillverkningssvårigheten. Designen med nedgrävda hål i (2-7)-skiktet kan minska antalet lamineringar, optimera processen och uppnå effekten av att minska kostnaderna.

Andra ordningens laminerade HDI med tvärskiktsblindhålsdesign (andra ordningens laminerade HDI 8-lagers skiva, staplingsstruktur är (1+1+4+1+1))

Strukturen för denna typ av HDI-kretskortsuppsättning är (1+1+N+1+1), (N≥2, N är jämnt). Denna struktur är för närvarande ett andra ordningens laminerat kort med en viss svårighetsgrad att tillverka inom industrin. Med en sådan design har det inre flerskiktskortet begravda hål i (3-6) lagren och behöver pressas tre gånger för att slutföra. Den främsta anledningen är att det finns en tvärskiktsdesign med bottenhål, vilket har hög tillverkningssvårighet.

Det är svårt för HDI-kretskortstillverkare utan vissa tekniska förmågor att tillverka sådana laminerade kort av andra ordningen. Om detta tvärgående bottenhålslager (1-3) optimeras och delas upp i (1-2) och (2-3) bottenhål, är denna metod för att dela bottenhål inte den staplingsmetod som nämns i punkt 4 och 6 ovan. Istället är det en metod för uppdelning av bottenhål i sicksack, vilket avsevärt minskar tillverkningskostnaden och optimerar produktionsprocessen.

Optimering av andra staplingsstrukturer av HDI-kort

Liknande optimeringsprinciper kan tillämpas på tredje ordningens laminering och staplingsstrukturer för PCB med högre HDI-profil för att undvika onödiga lamineringscykler. Att flytta vias för att eliminera staplade vias minskar tillverkningsstegen och förbättrar utbytet i HDI-PCB-tillverkningsprocessen.

Det är viktigt att notera att även om HDI-kretskortsuppsättningar erbjuder många fördelar, kräver de också specialiserade riktlinjer för HDI-kretskortsdesign och tillverkningsexpertis. Konstruktörer måste noggrant överväga faktorer som signalintegritet, värmehantering och tillverkningsbarhet för att fullt ut utnyttja fördelarna med HDI-tekniken.

Dessutom ett nära samarbete med erfarna kretskortstillverkare och pålitliga HDI-kretskortstillverkning tjänster är avgörande för att säkerställa framgångsrik HDI-kretskortsproduktion.

Den vanliga HDI-stapeln enligt följande

Att förstå olika HDI-kretskortsstrukturer ger konstruktörer mer flexibilitet när det gäller lagerallokering, routningsalternativ och komponentplacering. Detta möjliggör effektivt utnyttjande av tillgängligt utrymme och optimering av kretskortslayouten.

Varför välja Highleap Electronic för HDI PCB-produktion

Highleap Electronic utmärker sig som ett förstklassigt val för produktion av HDI-kretskort tack vare sina avancerade tillverkningsmöjligheter och omfattande expertis inom högdensitetskopplingsteknik. Våra toppmoderna anläggningar är utrustade med den senaste maskinerna för precisionslaserborrning, plasmaetsning och avancerade fotokänsliga tekniker, vilket säkerställer att varje HDI-kretskort uppfyller de högsta standarderna för kvalitet och prestanda.

Vi anställer ett team av högkvalificerade ingenjörer som specialiserar sig på att optimera stack-up-design för att förbättra signalintegritet, strömförsörjning och värmehantering, vilket säkerställer att din HDI PCB är både pålitliga och effektiva.

Dessutom strävar Highleap Electronic efter att erbjuda exceptionell kundservice och support genom hela produktionsprocessen. Från inledande designkonsultation till leverans av slutprodukten arbetar vi nära våra kunder för att förstå deras specifika krav och leverera skräddarsydda lösningar som uppfyller deras unika behov.

Vårt engagemang för kontinuerlig förbättring och innovation säkerställer att vi ligger steget före branschtrender och tekniska framsteg och erbjuder dig banbrytande lösningar. HDI PCB-lösningar som driver dina projekt framåt med självförtroende och framgång.

Vanliga frågor om HDI PCB-stapling för professionella

1. Vilka är de viktigaste övervägandena för att optimera signalintegriteten i HDI-kretskortsuppsättningar?

För att optimera signalintegriteten i HDI-kretskortsuppsättningar måste konstruktörer fokusera på att minimera överhörning, hantera spårimpedans och säkerställa korrekt signalrouting. Att använda kontrollerad impedansrouting, differentiell parrouting och undvika onödiga via-övergångar kan avsevärt förbättra signalkvaliteten.

2. Hur påverkar valet av material prestandan hos HDI PCB?

Valet av material för HDI PCB, inklusive typen av dielektrisk och kopparfolie, påverkar direkt kortets elektriska prestanda, värmehantering och mekaniska stabilitet. Högkvalitativa dielektriska material med låg förlust kan förbättra signalhastigheten och minska strömförlusten, medan koppar med hög ledningsförmåga säkerställer effektiv kraftleverans.

3. Vilka är fördelarna med att använda mikrovias i HDI PCB-designer?

Microvias i HDI PCB-design möjliggör högre komponentdensitet och förbättrad elektrisk prestanda genom att möjliggöra kortare signalvägar och minska parasitisk induktans. De underlättar också sammankopplingar i flera lager, vilket förbättrar kortets övergripande tillförlitlighet och signalintegritet.

4. Hur kan designers effektivt hantera termiska problem i HDI PCB?

Effektiv värmehantering i HDI PCB kan uppnås genom användning av termiska vior, kylflänsar och lämpliga lageruppbyggnadskonstruktioner. Att inkludera material med hög värmeledningsförmåga och säkerställa tillräckligt luftflöde i slutprodukten kan också hjälpa till att avleda värme och bibehålla optimala driftstemperaturer.

5. Vilka är de vanliga utmaningarna vid tillverkning av HDI PCB, och hur kan de hanteras?

Vanliga utmaningar vid tillverkning av HDI PCB inkluderar att säkerställa exakt borrning av mikroviaor, upprätthålla lagerinriktning och uppnå konsekvent lamineringskvalitet. Dessa utmaningar kan lösas genom att använda avancerade laserborrningstekniker, stränga kvalitetskontrollåtgärder och arbeta med erfarna PCB-tillverkare som har specialiserad expertis inom HDI-teknik.