如何为您的 HDI PCB 选择合适的材料

高密度互连（又名 HDI）技术最近正在获得市场认可，因为许多电子设计师都在争相获得它。值得注意的是，根据最新的市场趋势，HDI 的销售额是其传统生产线的两倍。

通常，任何电子设计师都必须选择正确的 HDI PCB 材料，无论其建筑应用如何。但是对于 HDI，选择正确的设备尤为重要，因为您使用的是轻巧、小巧且功能强大的 PCB。间距通常低于 8 mil（等效 200um），而其孔径通常低于 10 mil（等效 250um）。

1. HDI PCB——什么是 HDI 堆叠？

HDI PCB 具有独特的结构要求，制造商必须遵循这些要求才能获得最大输出。您需要具有高分解温度 (Td) 且通常具有良好质量的正确材料。同样，您将使用无铅焊料。

HDI 叠层包含树脂基体，可提供分离高导电铜线圈层所需的电阻和介电性能。

HDI 叠加在决定其性能方面发挥什么作用？

HDI Stack-up 包含树脂基质，它决定了 HDI 应用的性能。正确选择叠层（通过扩展，树脂基体）将有助于优化设计师想要制作的模板质量。

2. HDI PCB——选择前要考虑的介电材料特性

HDI 的最佳性能取决于电介质材料的正确选择。事实上，质量越高，性能就越好。一般来说，所选择的介电材料的质量必须高于传统多层PCB材料的质量。但是，您需要意识到高质量的介电材料可能很昂贵。也就是说，确定介电材料的质量需要特定的属性。在下面检查它们。

2.1：分解温度（Td）

这是指介电材料热分解的温度。在这个温度下，很明显介电材料开始改变状态。物质分子中存在的键通常解释了它们的分解温度。优秀的HDI叠层介电材料必须具有较高的分解温度（Td）才能实现高温多功能。

2.2：玻璃化转变温度（Tg）

介电材料的介电玻璃化转变温度 (Tg.) 是指从刚性非晶态转变为柔性态。这种特性是电介质中树脂或基质的独特特征。本文提出的有关材料的主要信息是揭示其在使用温度下的状态。

换句话说，Tg。解释材料是否继续保持玻璃状和刚性或橡胶状和柔韧性。对于 HDI 堆叠，设计的性质将决定您在这里寻找什么。但一般来说，高Tg。这表明电介质在设定温度下会保持刚性，这是一件好事。

2.3：热膨胀系数 (CTE)

热膨胀系数是温度每升高一度，介电材料的分数增加。这种扩展可以是体积、面积或长度，但最可能的是长度扩展。如果微小的温度变化导致尺寸的显着差异，则电介质可能不足以用于 HDI PCB。

2.4：分层时间

这也称为分层时间。它是一种用于分析介电材料性能的测量方法。它考虑了介电树脂分层所需的总时间。一般来说，对于 HDI 叠层，分层所需的时间越长越好。

3. HDI PCB——HDI 柔性 PCB 的材料要求是什么？

随着HDI技术在当今市场上的日益普及，需要知道在购买柔性PCB材料时要注意什么。在 HDI 上运行的应用程序需要比常规 PCB 更细的线路和更小的电镀通孔。这意味着需要非常薄的导体层和基板。不幸的是，大多数制造商只考虑这些物理特性而忽略了技术特性。以下小节列举了HDI柔性PCB的技术材料要求。

3.1：柔性材料的尺寸稳定性

在此之前，设计师对使用刚性基板和柔性材料表示怀疑，因为人们注意到这些材料在制造时会发生波动。当然，我们现在知道，当时流行的基板——PI Film——在制造过程中会收缩。这种收缩是由于层压过程中产生的巨大应力造成的。

FPC 的输出和性能受到使用薄材料的显着影响。但 FPC 的良率取决于所用材料的尺寸稳定性。要实现高密度电路产品，所用材料必须尺寸和结构稳定。

3.2 覆层胶的流动性控制

在 HDI 电路中使用涂膜的主要原因是为了达到一个小窗口。因此，确保在层压过程中粘合剂不会填满它。只有这样才能保证箔不被覆盖，这就是为什么需要控制HDI涂层材料的流速。

另一方面，过多的流动性会使窗口黯然失色。例如，如果流动性太小，可能会导致细线有很多孔，从而损害电绝缘性。由于大多数柔性材料并不总是具有此功能，因此基于粘合剂流动特性的正确涂膜仍然是最佳选择。

3.3 薄型铜箔

获得 HDI 柔性电路的一个很好的方法是使用细晶粒、薄且低剖面的铜箔。这种铜箔的厚度必须在通常的柔性电路的范围内，即1oz。平均图形密度是目标，1oz 的铜箔。有能力提供所需的性能。但是，对于 HDI 应用，制造商可以使用 1/3、½ 或 1/4 盎司中的任何一种。铜箔。

3.4 材料对粘合剂的电子迁移阻力

对于柔性电路，电子迁移是一个缺点，因为它会导致其破坏。特定的柔性电路粘合剂允许铜离子在它们容易受到偏置电压、高温或湿气的影响时穿过它们。这种效应是形成正负极的一条线。

现在线密度和电压正在增加；电路可靠性不断受到电子迁移的威胁。在所有应用中，HDI 似乎面临的风险最大。这就是为什么电路制造商必须对这个问题变得敏感并采取正确的措施来解决它。

4. HDI PCB——不同的HDI材料可用于不同的

低耗散因数 (Df) 或介电损耗正切的 PCB 材料是降低高频能量损耗的最佳选择。为了实现这一点，至少有四类 HDI 材料是合适的。在下面的小节中检查它们。

4.1：中等速度和损失

这些是目前最流行的 PCB 材料；它们属于 FR-4 家族。它们的介电常数与频率响应的比值并不平坦，因此它们的介电损耗更大。因此，只有对 GHz 要求很少的模拟或数字应用才会发现它有用。

4.2 高速、低损耗

此类 HDI 材料具有 Dk。使频率曲线更平坦。结果是显着低的介电损耗，高达中速材料的一半。要求大约 0 GHz 的应用会发现它最有用。

4.3 高速、低损耗、高信号完整性

Dk 的曲线。到频率同样平坦，并且介电损耗同样显着低。它们的另一个优点是它们消除了其他材料类别常见的不必要的电噪声。

4.4 高速、低损耗、高信号完整性、射频和微波

在讨论的所有 HDI 材料中，该类别的 Dk.to 频率曲线是最平坦的。它们同样具有最低的介电损耗。对于 GHz 要求高达 20 的应用，此材料类别最适合。

HDI PCB - 关于其功能的 HDI 材料成本

原则上，具有较低 Dk 和 Df 的材料。具有出色 SI 特性的值是获得出色 HDI 性能的最佳选择。尽管如此，上面第 5 章中强调的元素通常很难处理，并且并不总是适用于所有 HDI 堆叠。除此之外，您需要的材料质量越高，您应该准备花的钱就越多。通常，高速、轻微损耗、高信号完整性、射频和微波材料是最昂贵的类别。

HDI PCB——从何处获得适合 HDI 的材料

根据您所在的位置，您可以从您周围的多家 HDI PCB 制造商处获得 HDI 材料。但是，如果您发现很难找到值得信赖的人，您可以直接从亚马逊订购，它会送到您家门口。

基于近期市场趋势的 HDI PCB 的未来

鉴于 HDI 技术在当今电子世界中的普及，未来远非黯淡。虽然 HDI 确实仍然可以改进，但它的优势和应用有很多不容忽视的地方。包括军队在内的几乎所有行业都在采用HDI PCB，这进一步提高了它的接受度。

结论

HDI 技术在全球范围内迅速普及，现在有多个应用程序在其上运行。然而，为其选择正确的介电材料可能是一项艰巨的任务。如果您在做出选择之前考虑了一些因素，将会有所帮助，这就是我们在本文中试图帮助您做的事情。我们确实希望您会发现这些信息很有用。