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HDI – 高密度互联 PCBs

NCAB在高密度互连(HDI)PCB制造领域拥有丰富经验,与全球高端工厂合作,具备为多行业应用生产HDI PCB的专业技术。

依托遍布全球的技术支持团队,我们深入掌握HDI板的技术规格要求与先进制造工艺。探索更多关于HDI电路板技术规范IPC定义专业设计建议的内容。

什么叫HDI板?

根据IPC-2226标准,HDI PCB是指单位面积布线密度高于传统PCB的印刷电路板。其特点包括:线宽/间距≤100μm(0.10mm)、孔径 <150μm、捕获焊盘<400μm(0.40mm),以及连接焊盘密度>20 pads/cm²,远超常规PCB技术。HDI PCB分为Type I、Type II、Type III三种主要结构类型。 

HDI的主要结构类型

下图展示了IPC-2226标准定义的HDI PCB主要结构类型:Type I、Type II、Type III。

HDI PCB Type 1 graphic | NCAB Group
Type I (1阶HDI) :单层盲孔结构,可位于芯板一侧或两侧(如1+N+1),中间为核心板(N层)。采用通孔和盲孔实现层间互连,无埋孔,适用于简单HDI设计。
HDI -PCB type 2 structure | NCAB Group
Type II. (带埋孔的1阶HDI) :在Type I基础上增加埋孔(Buried Via),如1+N+1结构,芯板含埋孔,通过通孔、盲孔、埋孔实现层间互连,提升Z轴互连灵活性。
HDI-PCB Type 3 structure
Type III. (2阶及以上HDI):具备2层及以上盲孔结构,需多次激光钻孔、电镀和压合工序,通过通孔、盲孔、埋孔结构,支持复杂互连,适用于高密度BGA器件。

HDI板结构

  • 1+n+1 = 单层盲孔结构(如上文所述Type I和Type II)
  • 2+n+2 = 双层盲孔结构(如上文所述Type III)
  • 3+n+3 = 三层盲孔结构

NCAB集团HDI PCB 技术能力概览

了解NCAB在HDI PCB 领域的先进技术能力,请访问我们的技术能力页面。您可获取关于可用材料、PCB工艺、产品类型及部分公差范围的详细信息。

HDI PCB设计与制造须知

以下为您详细解析HDI PCB设计的关键知识,涵盖设计技巧、指南及最新趋势。

HDI板设计实用技巧

初始设计直接影响HDI PCB的成本与质量。以下提供HDI PCB设计的关键洞见,涵盖常见设计问题、生产风险及最佳解决方案。

HDI PCB常见设计问题可能导致的生产风险解决方案
介质层过厚,不适合激光钻孔– 激光钻孔耗时增加,生产效率降低
– 电镀填孔易出现孔内空洞,尤其在微孔底部
– 良率降低,增加PCB成本.
采用孔径比< 0.8:1
微孔尺寸过小– 微孔易被异物堵塞,导致电镀不良
– 微孔底部电镀质量差
– 良率降低,增加PCB成本
– 需填铜的微孔直径建议100um,孔径比<0.8:1
– 无需填铜的微孔直径建议125um,孔径比<0.8:1
微孔捕获焊盘和目标焊盘尺寸过小– 目标焊盘过小,钻孔易偏移,烧伤邻近材料
– 捕获焊盘过小可能破裂,不符合IPC-6016标准
捕获焊盘建议比微盲孔大200um,特殊需求请咨询NCAB.
电镀填孔凹陷要求过严良率降低,增加PCB成本凹陷尺寸控制在≤25um
塞孔镀层厚度要求过高.(盘中孔或树脂塞孔电镀填平)影响工艺流程,增加钻孔难度。过厚镀层限制外层细线/小间距设计根据IPC-6012 Class II标准,镀层厚度≥6um
对不同尺寸过孔(包括埋孔和通孔)进行树脂塞孔易出现气泡或塞孔不完全统一塞孔过孔尺寸。如需对不同尺寸的过孔进行塞孔,其尺寸范围应控制在0.15mm以内
微孔布局不当微孔置于SMD区域,回流焊时易产生焊点空洞。
对微孔进行填铜处理将增加成本
尽量避免微孔置于SMD区域
若无法避免,需置于SMD焊盘上并填铜处理
堆叠盲孔或盲孔-埋孔间距过小堆叠盲孔间距过近,可能导致上层孔侵入下层孔,电镀不良
需填铜或加厚埋孔,增加成本和风险
微孔间距建议0.30mm,必要时可减至0.25mm.
例如:0.10mm盲孔与0.25mm埋孔,孔中心距分别为0.475mm和0.425mm.

如需HDI PCB设计支持,请随时联系NCAB技术团队,我们将为您提供全面技术协助!

HDI PCB设计指南

超过30%的Gerber数据存在问题,如信息模糊、设计规则冲突或数据与规格矛盾。为确保HDI PCB设计从一开始就正确无误,我们提供专业设计指南作为检查清单。以下为HDI PCB设计指南摘录。 

Cap电镀最小线宽与间距要求 

IPC-4761 Type VII 塞孔/盘中孔/树脂塞孔电镀填平

 * 仅适用于需Cap电镀的埋孔芯板外层(如盲孔堆叠在埋孔上)
** 对于更高精度设计,请联系NCAB技术团队,针对具体项目进行专业评估

Illustration from design guideline for HDI PCB | NCAB
A.  Class 1, class 2和class 3要求包覆铜最小距离为25um.
B. Class 2、Class 3要求包覆铜最小厚度为5um.
C. Class 3要求镀层顶部最小厚度为12um,Class 2为5um.

NCAB提供全面的HDI PCB设计指南,还提供有关多高层PCB、类载板、软板/软硬结合板、半软板、埋铜PCB、过孔保护,及阻抗&叠层设计指南。

HDI PCB技术洞见

通过以下技术洞见文章,深入了解HDI PCB项目成功的关键因素及最新设计趋势。以下为内容精选:

电子元器件微型化驱动PCB设计向更高复杂性演进。HDI PCB需集成更多功能、提升性能,同时保持轻薄特性,这对设计与制造工艺提出了极高要求。为应对更高的连接密度与更高层数挑战,需采用更先进的解决方案。

设计空间日益紧凑,布线空间受限,导致线宽与间距被极致压缩,微孔直径持续缩小。

HDI板设计说明:

  • 盲孔:外层激光钻孔
  • 埋孔:内层钻孔,可根据孔尺寸采用机械或激光钻孔,实现中间层互连。
  • 材料需求:需使用比传统PCB更薄的预浸料(PP)和芯板

随着设计复杂性提升,从硬件研发、PCB设计到PCB供应商,需严格遵循统一设计规范。

HDI PCBs:从设计到量产的正确决策

HDI PCB成功量产的两大关键:一是在设计阶段做出正确决策,二是选择技术能力匹配的专业工厂。

从消费电子、计算机到汽车电子和高端医疗设备,微型化是行业趋势。这不仅体现在产品尺寸缩小,还因元器件更小,组装需更高密度和更精细的几何特征。

随着电子产品复杂性增加,高密度互连(HDI)PCB需求激增,需支持更高层数、更多连接、更细线宽与间距的先进解决方案。

HDI PCB叠层结构示例

多层结构与盲/埋孔设计需采用更薄的预浸料(PP)与芯板,对工厂工艺能力提出了更高要求。

下载HDI PCB设计指南

遵循NCAB专业设计指南,确保从一开始就正确设计。

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如需更多HDI PCB技术支持或信息,请联系NCAB中国团队,我们将提供专业协助。