HDI板 (High Density Inverter)

HDI板 图

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HDI板是高功率密度逆变器（High Density Inverter）的缩写，是生产印制板的一种（技术），使用微盲埋孔技术的一种线路分布密度比较高的电路板。 HDI板专为小容量用户设计的紧凑型产品。它采用模块化可并联设计，一个模块容量1000VA（高度1U），自然冷却，可以直接放入19”机架，最大可并联6个模块。该产品采用全数字信号过程控制（DSP）技术和多项专利技术，具有全范围适应负载能力和较强的短时过载能力，可以不考虑负载功率因数和峰值因数。

其实HDI高密度制法，并没有明确的定义，但一般对于HDI或非HDI差别其实相当大，首先，HDI制成的电路载板所使用的孔径需小于或等于6mil(1/1,000寸)，至于孔环的环径需要≦10mil，而线路接点的布设密度需在每平方英寸大于130点，信号线的线间距需3mil以下。

 目录 

1. HDI板制造

2. HDI板工艺

3. HDI板来源

4. HDI板应用

5. HDI板的市场供需分析

6. HDI板有以下几项优点

7. HDI板成像

 1  HDI板制造

HDI板制造是印制电路板行业中发展最快的一个领域。从1985年惠普推出的第一台32位计算机，到如今采用36个顺序层压多层印制板和堆叠式微型过孔的大客户服务器，HDI/微型过孔技术无疑是未来的PCB架构。器件间距更小、I/O管脚和嵌入式无源器件更多的大型ASIC和FPGA具有越来越短的上升时间和更高频率，它们都要求更小的PCB特征尺寸，这推动了对HDI/微型过孔的强烈需求。

HDI板主要是应用微盲埋孔的技术进行制作，特性是可让印刷电路板里的电子电路分布线路密度更高，而由于线路密度大增，也让HDI板制成之印刷电路板无法使用一般钻孔方式成孔，HDI必须采行非机械的钻孔制程，非机械钻孔的方法相当多，其中「雷射成孔」为HDI高密度互连技术的搭配成孔方案为主。

 2  HDI板工艺

一阶工艺：1+N+1

二阶工艺：2+N+2

三阶工艺：3+N+3

四阶工艺：4+N+4

 3  HDI板来源

在电子产品趋于多功能复杂化的前提下，积体电路元件的接点距离随之缩小，信号传送的速度则相对提高，随之而来的是接线数量的提高、点间配线的长度局部性缩短，这些就需要应用高密度线路配置及微孔技术来达成目标。配线与跨接基本上对单双面板而言有其达成的困难，因而电路板会走向多层化，又由于讯号线不断的增加，更多的电源层与接地层就为设计的必须手段，这些都促使从层印刷电路板（Multilayer Printed Circuit Board）更加普遍。

对于高速化讯号的电性要求，电路板必须提供具有交流电特性的阻抗控制、高频传输能力、降低不必要的辐射（EMI）等。采用Stripline、Microstrip的结构，多层化就成为必要的设计。为减低讯号传送的品质问题，会采用低介电质系数、低衰减率的绝缘材料，为配合电子元件构装的小型化及阵列化，电路板也不断的提高密度以因应需求。BGA (Ball Grid Array)、CSP (Chip Scale Package)、DCA (Direct Chip Attachment)等组零件组装方式的出现，更促印刷电路板推向前所未有的高密度境界。

凡直径小于150um以下的孔在业界被称为微孔（Microvia），利用这种微孔的几何结构技术所作出的电路可以提高组装、空间利用等等的效益，同时对于电子产品的小型化也有其必要性。

对于这类结构的电路板产品，业界曾经有过多个不同的名称来称呼这样的电路板。例如：欧美业者曾经因为制作的程序是采用序列式的建构方式，因此将这类的产品称为SBU （Sequence Build Up Process）,一般翻译为“序列式增层法”。至于日本业者，则因为这类的产品所制作出来的孔结构比以往的孔都要小很多，因此称这类产品的制作技术为MVP （Micro Via Process）,一般翻译为“微孔制程”。也有人因为传统的多层板被称为MLB (Multilayer Board),因此称呼这类的电路板为BUM (Build Up Multilayer Board),一般翻译为“增层式多层板”。

美国的IPC电路板协会其于避免混淆的考虑，而提出将这类的产品称为HDI （High Density Intrerconnection Technology）的通用名称，如果直接翻译就变成了高密度连结技术。但是这又无法反应出电路板特征，因此多数的电路板业者就将这类的产品称为HDI板或是全中文名称“高密度互连技术”。但是因为口语顺畅性的问题，也有人直接称这类的产品为“高密度电路板”或是HDI板。

 4  HDI板应用

电子设计在不断提高整机性能的同时，也在努力缩小其尺寸。从手机到智能武器的小型便携式产品中，"小"是永远不变的追求。高密度集成（HDI）技术可以使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的更高标准。HDI目前广泛应用于手机、数码(摄)像机、MP3、MP4、笔记本电脑、汽车电子和其他数码产品等，其中以手机的应用最为广泛。HDI板一般采用积层法(Build-up)制造，积层的次数越多，板件的技术档次越高。普通的HDI板基本上是1次积层，高阶HDI采用2次或以上的积层技术，同时采用叠孔、电镀填孔、激光直接打孔等先进PCB技术。高阶HDI板主要应用于3G手机、高级数码摄像机、IC载板等。

发展前景：根据高阶HDI板件的用途--3G板或IC载板，它的未来增长非常迅速：未来几年世界3G手机增长将超过30%，中国即将发放3G牌照；IC载板业界咨询机构Prismark预测中国2005年至2010预测增长率为80%，它代表PCB的技术发展方向。

 5  HDI板的市场供需分析

手机产量的持续增长推动着HDI板的需求增长　中国在世界手机制造业中扮演重要的角色。自2002年摩托罗拉全面采用HDI板制造手机以后，目前超过90%的手机主板都采用HDI板。市场研究公司In-Stat于2006年发布的研究报告预测，在未来5年内，全球手机产量仍将以15%左右的速度增长，至2011年，全球手机的总销售将达到20亿部。

国内HDI板的产能不能满足快速增长的需求　近几年，全球HDI手机板生产现状发生了重大格局变化：欧美主要PCB制造商除知名的手机板大厂ASPOCOM、AT&S仍为诺基亚供应2阶HDI手机板外，大部分HDI产能已由欧洲向亚洲转移。亚洲特别是中国，已成为世界HDI板主要供应地。 根据Prismark的统计，2006年中国手机生产量约占全球的35%，预计到2009年，中国手机的产量将达到全球的50%，HDI手机板的采购额将达到125亿元。 从主要厂商的情况来看，国内各主要厂商的现有产能均不足全球总需求的2%。尽管部分厂商进行了投资扩产，但从整体来讲，国内HDI的产能增长仍不能满足快速增长的需求。

 6  HDI板有以下几项优点

可降低PCB成本：当PCB的密度增加超过八层板后，以HDI来制造，其成本将较传统复杂的压合制程来得低。

增加线路密度：传统电路板与零件的互连

有利于先进构装技术的使用

拥有更佳的电性能及讯号正确性

可靠度较佳

可改善热性质

可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放（RFI/EMI/ESD）

增加设计效率

 7  HDI板成像

1.在达到低缺陷率和高产量的同时，能够达到HDI常规的高精确性运行的稳定生产。例如：

* 高级手机板，CSP节距小于0.5mm（连接[盘之间带或不带导线]

* 板结构为3+n+3，每个面上有三个叠加导通孔（stacked via），

* 带叠加导通孔的6到8层无铁心印制板

在成像方面，此类设计要求环宽小于75mm，在有些情况下环宽甚至小于50mm。由于对位问题，这些不可避免地导致了低产量。另外，受微型化的驱动，线路和间距越来越细—满足这个挑战就要求改变传统成像方法。这可以通过减少面板尺寸，或通过使用快门曝光机用几个步骤（四个或六个）进行面板成像。这两种方法都是通过减少材料变形的影响来得到更好的对位。改变面板尺寸导致了材料的高费用，使用快门曝光机导致了每天的低产量。这两种方法都不能完全解决材料变形和减少照相版相关的缺陷，这包括印制批次/批量时照相版的实际变形。

2.通过每天印制要求数量的面板，达到要求的产量。如先前所述，要求的产量的相关数量应考虑到精确度要求中。要达到要求的产量，需要借助自动控制来得到高产出率。

3.低成本运作。这是对任何批量生产厂家的主要要求。早期的LDI模式或是要求把传统使用的干膜换成更敏感的干膜，从而达到更快的成像速度；或是根据LDI模式用到的光源，把干膜换成不同的波段。在所有这些情况下，新的干膜通常都会比厂家使用的传统干膜要贵。

4.与现有的工艺和生产方法兼容。批量生产的工艺和方法通常都被小心的规定，从而来符合批量生产的要求。对任何新成像方法的引进对现有的方法的变化都应该是最小。这包括对所用的干膜变化最小、有能力进行阻焊膜各层的曝光、批量生产要求的可溯源功能和更多。