一、什么是HDI板？

HDI板（High Density Interconnector），即高密度互連板，是使用微盲埋孔技術(shù)的一種線(xiàn)路分布密度比較高的電路板。HDI板有內層線(xiàn)路和外層線(xiàn)路，再利用鉆孔、孔內金屬化等工藝，使各層線(xiàn)路內部實(shí)現連結。

二、HDI板與普通pcb的區別

HDI板一般采用積層法制造，積層的次數越多，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)。當PCB的密度增加超過(guò)八層板后，以HDI來(lái)制造，其成本將較傳統復雜的壓合制程來(lái)得低。

HDI板的電性能和訊號正確性比傳統PCB更高。此外，HDI板對于射頻干擾、電磁波干擾、靜電釋放、熱傳導等具有更佳的改善。高密度集成（HDI）技術(shù)可以使終端產(chǎn)品設計更加小型化，同時(shí)滿(mǎn)足電子性能和效率的更高標準。

HDI板使用盲孔電鍍 再進(jìn)行二次壓合，分一階、二階、三階、四階、五階等。一階的比較簡(jiǎn)單，流程和工藝都好控制。二階的主要問(wèn)題，一是對位問(wèn)題，二是打孔和鍍銅問(wèn)題。二階的設計有多種，一種是各階錯開(kāi)位置，需要連接次鄰層時(shí)通過(guò)導線(xiàn)在中間層連通，做法相當于2個(gè)一階HDI。第二種是，兩個(gè)一階的孔重疊，通過(guò)疊加方式實(shí)現二階，加工也類(lèi)似兩個(gè)一階，但有很多工藝要點(diǎn)要特別控制，也就是上面所提的。第三種是直接從外層打孔至第3層（或N-2層），工藝與前面有很多不同，打孔的難度也更大。對于三階的以二階類(lèi)推即是。

在PCB打樣中，HDI造價(jià)較高，故一般的PCB打樣廠(chǎng)家都不愿意做。捷多邦可以做別人不愿意做的HDI盲埋PCB板?，F階段，捷多邦采用的HDI技術(shù)已突破最高層數為20層；盲孔階數1~4階；最小孔徑0.076mm，工藝為激光鉆孔。

三、HDI板的優(yōu)勢

這種PCB在突顯優(yōu)勢的基礎上發(fā)展迅速：

1.HDI技術(shù)有助于降低PCB成本;

2.HDI技術(shù)增加了線(xiàn)密度;

3.HDI技術(shù)有利于使用先進(jìn)的包裝;

4.HDI技術(shù)具有更好的電氣性能和信號有效性;

5.HDI技術(shù)具有更好的可靠性;

6.HDI技術(shù)在散熱方面更好;

7.HDI技術(shù)能夠改善RFI（射頻干擾）/EMI（電磁干擾）/ESD（靜電放電）;

8.HDI技術(shù)提高了設計效率;

四、HDI板的材料

對HDI PCB材料提出了一些新的要求，包括更好的尺寸穩定性，抗靜電移動(dòng)性和非膠粘劑。HDI PCB的典型材料是RCC（樹(shù)脂涂層銅）。RCC有三種類(lèi)型，即聚酰亞胺金屬化薄膜，純聚酰亞胺薄膜，流延聚酰亞胺薄膜。

RCC的優(yōu)點(diǎn)包括：厚度小，重量輕，柔韌性和易燃性，兼容性特性阻抗和優(yōu)異的尺寸穩定性。在HDI多層PCB的過(guò)程中，取代傳統的粘接片和銅箔作為絕緣介質(zhì)和導電層的作用，可以通過(guò)傳統的抑制技術(shù)用芯片抑制RCC。然后使用非機械鉆孔方法如激光，以便形成微通孔互連。

RCC推動(dòng)PCB產(chǎn)品從SMT（表面貼裝技術(shù)）到CSP的發(fā)生和發(fā)展（芯片級封裝），從機械鉆孔到激光鉆孔，促進(jìn)PCB微通孔的發(fā)展和進(jìn)步，所有這些都成為RCC領(lǐng)先的HDI PCB材料。

在實(shí)際的PCB中在制造過(guò)程中，對于RCC的選擇，通常有FR-4標準Tg 140C，FR-4高Tg 170C和FR-4和Rogers組合層壓，現在大多使用。隨著(zhù)HDI技術(shù)的發(fā)展，HDI PCB材料必須滿(mǎn)足更多要求，因此HDI PCB材料的主要趨勢應該是：

1.使用無(wú)粘合劑的柔性材料的開(kāi)發(fā)和應用;

2.介電層厚度小，偏差小;

3 .LPIC的發(fā)展;

4.介電常數越來(lái)越小;

5.介電損耗越來(lái)越小;

6.焊接穩定性高;

7.嚴格兼容CTE（熱膨脹系數）;

五、HDI板制造的應用技術(shù)

HDI PCB制造的難點(diǎn)在于微觀(guān)通過(guò)制造，通過(guò)金屬化和細線(xiàn)。

1、微通孔制造

微通孔制造一直是HDI PCB制造的核心問(wèn)題。主要有兩種鉆井方法：

a.對于普通的通孔鉆孔，機械鉆孔始終是其高效率和低成本的最佳選擇。隨著(zhù)機械加工能力的發(fā)展，其在微通孔中的應用也在不斷發(fā)展。

b.有兩種類(lèi)型的激光鉆孔：光熱消融和光化學(xué)消融。前者是指在高能量吸收激光之后加熱操作材料以使其熔化并且通過(guò)形成的通孔蒸發(fā)掉的過(guò)程。后者指的是紫外區高能光子和激光長(cháng)度超過(guò)400nm的結果。

有三種類(lèi)型的激光系統應用于柔性和剛性板，即準分子激光，紫外激光鉆孔，CO 2 激光。激光技術(shù)不僅適用于鉆孔，也適用于切割和成型。甚至一些制造商也通過(guò)激光制造HDI。雖然激光鉆孔設備成本高，但它們具有更高的精度，穩定的工藝和成熟的技術(shù)。激光技術(shù)的優(yōu)勢使其成為盲/埋通孔制造中最常用的方法。如今，在HDI微通孔中，99％是通過(guò)激光鉆孔獲得的。

2、通過(guò)金屬化

通孔金屬化的最大困難是電鍍難以達到均勻。對于微通孔的深孔電鍍技術(shù)，除了使用具有高分散能力的電鍍液外，還應及時(shí)升級電鍍裝置上的鍍液，這可以通過(guò)強力機械攪拌或振動(dòng)，超聲波攪拌，水平噴涂。此外，在電鍍前必須增加通孔壁的濕度。

除了工藝的改進(jìn)外，HDI的通孔金屬化方法也看到了主要技術(shù)的改進(jìn)：化學(xué)鍍添加劑技術(shù)，直接電鍍技術(shù)等。

3、細線(xiàn)

細線(xiàn)的實(shí)現包括傳統的圖像傳輸和激光直接成像。傳統的圖像轉移與普通化學(xué)蝕刻形成線(xiàn)條的過(guò)程相同。

對于激光直接成像，不需要攝影膠片，而圖像是通過(guò)激光直接在光敏膜上形成的。紫外波燈用于操作，使液體防腐解決方案能夠滿(mǎn)足高分辨率和簡(jiǎn)單操作的要求。不需要攝影膠片，以避免因薄膜缺陷造成的不良影響，可以直接連接CAD/CAM，縮短制造周期，使其適用于限量和多種生產(chǎn)。

六、結尾

硬件工程師剛接觸多層PCB的時(shí)候，很容易看暈。動(dòng)輒十層八層的，線(xiàn)路像蜘蛛網(wǎng)一樣。

今天畫(huà)了幾張多層PCB電路板內部結構圖，用立體圖形展示各種疊層結構的PCB圖內部架構。

圖例：高密度互聯(lián)板的核心在過(guò)孔

多層PCB的線(xiàn)路加工，和單層雙層沒(méi)什么區別，最大的不同在過(guò)孔的工藝上。

線(xiàn)路都是蝕刻出來(lái)的，過(guò)孔都是鉆孔再鍍銅出來(lái)的，這些做硬件開(kāi)發(fā)的大家都懂，就不贅述了。

多層電路板，通常有通孔板、一階板、二階板、二階疊孔板這幾種。更高階的如三階板、任意層互聯(lián)板平時(shí)用的非常少，價(jià)格賊貴，先不多討論。

一般情況下，8位單片機產(chǎn)品用2層通孔板；32位單片機級別的智能硬件，使用4層-6層通孔板；Linux和Android級別的智能硬件，使用6層通孔至8一階HDI板；智能手機這樣的緊湊產(chǎn)品，一般用8層一階到10層2階電路板。

圖例：8層2階疊孔

只有一種過(guò)孔，從第一層打到最后一層。不管是外部的線(xiàn)路還是內部的線(xiàn)路，孔都是打穿的，叫做通孔板。

通孔板和層數沒(méi)關(guān)系，平時(shí)大家用的2層的都是通孔板，而很多交換機和軍工電路板，做20層，還是通孔的。

用鉆頭把電路板鉆穿，然后在孔里鍍銅，形成通路。

這里要注意，通孔內徑通常有0.2mm、0.25mm和0.3mm，但一般0.2mm的要比0.3mm的貴不少。因為鉆頭太細容易斷，鉆得也慢一些。多耗費的時(shí)間和鉆頭的費用，就體現在電路板價(jià)格上升上了。

高密度板的激光孔

這張圖是6層1階HDI板的疊層結構圖，表面兩層都是激光孔，0.1mm內徑。內層是機械孔，相當于一個(gè)4層通孔板，外面再覆蓋2層。

激光只能打穿玻璃纖維的板材，不能打穿金屬的銅。所以外表面打孔不會(huì )影響到內部的其他線(xiàn)路。

激光打了孔之后，再去鍍銅，就形成了激光過(guò)孔。

2階HDI板 兩層激光孔

這張圖是一個(gè)6層2階錯孔HDI板。平時(shí)大家用6層2階的少，大多是8層2階起。這里更多層數，跟6層是一樣的道理。

所謂2階，就是有2層激光孔。

所謂錯孔，就是兩層激光孔是錯開(kāi)的。

為什么要錯開(kāi)呢？因為鍍銅鍍不滿(mǎn)，孔里面是空的，所以不能直接在上面再打孔，要錯開(kāi)一定的距離，再打上一層的空。

6層二階=4層1階外面再加2層。

8層二階=6層1階外面再加2層。

疊孔板 工藝復雜價(jià)格更高

錯孔板的兩層激光孔重疊在一起。線(xiàn)路會(huì )更緊湊。

需要把內層激光孔電鍍填平，然后再做外層激光孔。價(jià)格比錯孔更貴一些。

超貴的任意層互聯(lián)板 多層激光疊孔

就是每一層都是激光孔，每一層都可以連接在一起。想怎么走線(xiàn)就怎么走線(xiàn)，想怎么打孔就怎么打孔。