常见HDI PCB堆叠结构详解

HDI PCB板的常见分层结构

HDI（高密度互连）PCB 具有微通孔、精细线宽/间距和堆叠层，可实现密集互连和紧凑设计。这些特性使 HDI PCB 适用于高性能、空间受限的应用。

HDI PCB的常见分层结构：

1. 2+N+2结构：2个内层，N个外层（用于6层板）。
2. 3+N+3结构：3个内层，N个外层（用于8层板）。
3. 4+N+4结构：4个内层，N个外层（用于10层及以上板）。
4. 5+N+5结构：5个内层，N个外层（用于12层及以上板）。

盲孔：盲孔将内层与外层连接起来，从而减小PCB的厚度。

埋入式过孔：埋入式过孔可在内部层之间建立连接，从而优化层利用率。

通常，盲孔和埋孔的直径范围为0.075至0.2毫米，采用激光钻孔、等离子蚀刻和感光蚀刻等方法制作，其中最常见的是激光钻孔。

HDI PCB 具有高密度元件和互连特性，非常适合 5G、物联网和汽车应用等复杂设计。其堆叠设计可根据每个项目的具体需求进行定制。

简易一阶叠层印刷电路板（一阶叠层6层板，叠层结构为（1+4+1））

这种HDI PCB叠层，具体来说是一级压合PCB，是最简单的，其中内层多层板没有埋孔，一次压合完成。虽然它是一级压合的6层板，但其制造工艺与传统的一次压合多层PCB设计非常相似。关键区别在于它需要激光钻孔盲孔和多道工序。

由于此HDI PCB叠层结构无埋孔，生产时可将第2、3层做成一块核心板，第4、5层作为另一块核心板。外层加介电层及铜箔，中间加介电层后再压合一次，非常简单，且成本较传统一阶积板更低。

常规一阶积层HDI印刷电路板（一阶积层HDI 6层板，叠层结构为（1+4+1））

该类HDI PCB叠层结构为（1+N+1），（N≥2，N为偶数）。此结构是目前业界一阶叠层板的主流设计。内层多层板有埋孔，需压合两次方可完成。该类单层叠层板除盲孔外，还设有埋孔。

如果设计人员能够将这类HDI PCB改成上述第一种简单的一阶叠层PCB，对供需双方都有利。经过我们的建议，很多客户都选择将常规一阶叠层HDI板的叠层结构改为类似第一种的简单的一阶叠层板。

常规二阶积层HDI印刷电路板（二阶积层HDI 8层板，叠层结构为（1+1+4+1+1））

该类HDI PCB叠层结构为（1+1+N+1+1），（N≥2，N为偶数）。此结构是目前业界二阶叠层HDI板的主流设计。内层多层板有埋孔，需要压合三次才能完成。主要原因是缺乏叠孔设计，使得制造难度适中。

但是，如上所述，如果将（3-6）层的埋孔优化为（2-7）层的埋孔，则可以减少一次压合。这种工艺优化可以在保持HDI PCB结构完整性的同时降低成本。这种类型如下例所示。

另一种常规二阶积层HDI印刷电路板（二阶积层HDI 8层板，堆叠结构为（1+1+4+1+1））

该类HDI PCB叠层结构为（1+1+N+1+1），（N≥2，N为偶数）。虽然是二阶叠层的HDI板结构，但由于埋孔的位置不是在第（3-6）层之间，而是在第（2-7）层之间，这样的设计也可以减少一次压合次数，使得通常需要3次压合的二阶叠层HDI PCB优化为2次压合。

然而，这类板子在HDI PCB制造中存在另一个难题。1-3层板中有盲孔，需要分成1-2层和2-3层盲孔进行制造。2-3层的内层盲孔需要采用填孔工艺制作。也就是说，双层板的内层盲孔是通过填孔工艺制作的。通常，采用填孔工艺的HDI PCB成本更高，制造难度也更大。

因此，对于常规二阶叠层HDI板，建议叠层设计应避免使用叠孔，并尽量将（1-3）个盲孔转换为交错排列的（1-2）个盲孔和（2-3）个埋（盲）孔。经验丰富的HDI PCB设计师可以采用这种避免和简化的设计或优化，以降低其产品的制造成本。

另一种非常规二阶积层HDI印刷电路板（二阶积层HDI 6层板，堆叠结构为（1+1+2+1+1））

此类HDI PCB叠层结构为（1+1+N+1+1），（N≥2，N为偶数）。虽然是二阶叠层板结构，但也存在跨层盲孔，盲孔深度能力显著提升。（1-3）层盲孔深度比常规（1-2）层盲孔增加一倍。此设计的客户有自己独特的要求，不允许将（1-3）跨层盲孔做成叠层盲孔（1-2）（2-3）盲孔。

除了激光钻孔难度较大外，后续的沉铜（PTH）和电镀工艺也较为困难。一般来说，没有一定技术水平的PCB厂商很难制造此类板子，其制造难度明显高于常规的二阶积层板。除非有特殊要求，否则不建议采用此设计。

二阶积层HDI板采用盲孔堆叠设计，埋孔位于堆叠盲孔上方（2-7）层。（二阶积层HDI 8层板，堆叠结构为（1+1+4+1+1））

该类HDI PCB叠层结构为（1+1+N+1+1），（N≥2，N为偶数）。目前业内一些二阶叠层板多采用此结构。内层多层板有埋孔，需要压合两次才能完成。主要原因是有叠孔设计，取代了上述第5点的跨层盲孔设计。

该设计的主要特点是盲孔需要在（2-7）埋孔上方叠层，增加了制造难度。在（2-7）层进行埋孔设计可以减少一层压板，优化工艺，达到降低成本的效果。

跨层盲孔设计的二阶积层HDI板（二阶积层HDI 8层板，叠层结构为（1+1+4+1+1））

该类HDI PCB叠层结构为（1+1+N+1+1），（N≥2，N为偶数）。此结构目前在业内属于具有一定制造难度的二阶叠层板。此类设计，内层多层板在（3-6）层有埋孔，需要压合三次才能完成。主要原因是存在跨层盲孔设计，制造难度较高。

对于没有一定技术能力的HDI PCB厂家来说，制造此类二阶积层板比较困难。如果将这种跨层盲孔（1-3）层进行优化，拆分成（1-2）和（2-3）盲孔，这种拆分盲孔的方法就不是上面第4、6点提到的那种堆叠方式，而是交错盲孔拆分方式，这样将大大降低制造成本，并优化生产工艺。

HDI板其他堆叠结构的优化

类似的优化原理可应用于三阶叠层和更高阶的HDI PCB叠层结构，以避免不必要的叠层循环。通过移动过孔来消除堆叠过孔，可以减少制造步骤，并提高HDI PCB制造工艺的良率。

值得注意的是，虽然 HDI PCB 叠层具有诸多优势，但也需要专业的 HDI PCB 设计指南和制造专业知识。设计人员必须仔细考虑信号完整性、热管理和可制造性等因素，才能充分利用 HDI 技术的优势。

此外，与经验丰富的 PCB 制造商和可靠的HDI PCB 制造服务密切合作，对于确保 HDI PCB 生产的成功至关重要。

常见的HDI堆叠如下

了解不同的 HDI PCB 堆叠结构，可为设计人员在层分配、布线选项和元件放置方面提供更大的灵活性。这有助于有效利用可用空间并优化 PCB 布局。

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高利普电子凭借其先进的制造能力和在高密度互连技术领域的深厚专业知识，成为 HDI PCB 生产的首选。我们先进的设备配备了最新的精密激光钻孔、等离子蚀刻和先进的感光技术，确保每一块 HDI PCB 都符合最高的质量和性能标准。

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HDI PCB 叠层专业常见问题解答

1. 优化 HDI PCB 堆叠中的信号完整性的关键考虑因素是什么？

为了优化 HDI PCB 叠层中的信号完整性，设计人员必须注重最小化串扰、管理走线阻抗并确保正确的信号布线。利用受控阻抗布线、差分对布线以及避免不必要的过孔转换可以显著提高信号质量。

2.材料的选择如何影响HDI PCB的性能？

HDI PCB 材料的选择，包括电介质和铜箔的类型，直接影响电路板的电气性能、热管理和机械稳定性。高质量、低损耗的电介质材料可以提高信号速度并降低功率损耗，而高导电性的铜则可以确保高效的电力传输。

3. 在HDI PCB设计中使用微孔有哪些优势？

HDI PCB 设计中的微孔可通过缩短信号路径并降低寄生电感来提高元件密度并提升电气性能。它们还能促进多层互连，从而增强电路板的整体可靠性和信号完整性。

4. 设计人员如何有效管理 HDI PCB 中的热问题？

通过使用散热孔、散热器和适当的层叠设计，可以实现 HDI PCB 的有效热管理。采用高导热率材料并确保最终产品中有足够的气流，也有助于散热并保持最佳工作温度。

5. 制造 HDI PCB 时常见的挑战是什么？如何应对？

制造 HDI PCB 的常见挑战包括确保微孔的精确钻孔、保持层对齐以及实现一致的层压质量。这些挑战可以通过利用先进的激光钻孔技术、严格的质量控制措施以及与在 HDI 技术方面拥有专业知识的经验丰富的 PCB 制造商合作来解决。