HDI PCB终极指南

您想要小规模还是大规模制造 HDI PCB？

这是您一直在寻找的正确指南。

它涵盖了有关 HDI 印刷电路板的基本和高级方面，从定义、设计、优势、设计、应用等等。

在本指南结束时，您将成为 HDI PCB 方面的专家。

一起来看看。

• 什么是 HDI PCB？

• HDI PCB的好处

• HDI PCB制造工艺

• HDI PCB工作原理

• HDI PCB的类型

• HDI PCB术语的定义

• HDI PCB的应用

• 总结

第 1 章：什么是 HDI PCB？

当我们谈论 HDI PCB 时，我们是什么意思？

HDI PCB定义是什么？

基本而言，HDI PCB 代表 高密度互连印刷电路板.

他们的主要特点？

电路板每单位表面积的布线密度高。

HDI印刷电路板

使用这些 PCB 时，您会注意到它们具有精细的线条和空间、捕获焊盘、小过孔和高连接焊盘密度。

这些具有促进电气性能以及最小化应用程序的尺寸和重量的功能。这些板的有效性可替代使用昂贵的高层层压板。

正如我们稍后将看到的，这些电路板的重量轻、电速度高和频率高等特性使其成为多种应用的理想选择。

第 2 章：HDI PCB 的优势

使用 HDI 印刷电路板 在您的应用程序中具有多种优势。 这些优点是使各种制造商使用这些 HDI PCB 的原因。

但是，您在使用 HDI PCB 时会体验到哪些好处呢？

具有减少热传递的 HDI PCB

传热减少的 HDI

·减少传热

拥有 HDI PCB 的好处之一是热传递最少。 这是因为热量在逸出 HDI PCB 之前会传播很短的距离。

HDI PCB的设计使其能够通过高 热膨胀 这反过来又增加了 PCB 的使用寿命。

电路板上的热膨胀

·管理导热性

过孔的可用性有助于 HDI PCB 在组件之间传输电流。 您可以用导电或非导电材料填充过孔。

您还可以通过将盲孔和焊盘内过孔组件放在一起来改进 HDI PCB 的功能。

减少组件之间的传输距离可以减少传输时间以及交叉延迟。

这样做的结果是为您的 HDI PCB 提供了一个强信号。

·更小的外形尺寸

在节省空间方面，HDI PCB 是理想的 PCB。 在设计 HDI PCB 时，您可以快速减少层数。

例如，您可以轻松地将具有 8 层通孔的 PCB 替换为具有焊盘内通孔解决方案的 4 层 HDI。

不同层的HDI PCB

通过这样做，您最终会得到一个较小的 PCB，该 PCB 具有通孔，这些通孔对人来说是可见的，并且可以提高性能。

·最小的用电量

拥有 HDI 高密度印刷电路板的好处之一是它会消耗更少的电池电量。 这是由于制造过程中使用的技术。

这种技术包括将电气组件保持在一起，从而最大限度地减少能量损失。

这样做的效果是延长了电池的使用寿命。

使用通孔代替通孔也使 HDI PCB 成为降低功耗的理想选择。

·组件的结合

由于您可以最大限度地减少 PCB 上用于放置组件的空间，因此您可以在板上合并尽可能多的细节。

此外，您可以根据 PCB 的设计减少或增加层数。

您可以用来合并组件的另一个考虑因素是填充板的两侧。 当然，这取决于 HDI PCB 的设计和应用。

·不同的设计

通过使用 HDI PCB，您可以为您的应用提供不同的设计。 HDI PCB 有不同的类型，您可以为您的应用选择。

HDI PCB的独特设计

例如，您可以为您的应用程序提供灵活、刚性或两者的组合。 稍后，在本指南中，我们将讨论您在设计 PCB 时可以选择的每种类型的 HDI PCB。

第 3 章：HDI PCB 制造过程

制造 HDI PCB 是您可以快速学习的最简单的过程之一。即使您会遇到一些技术步骤，您也可以通过了解所有要求来应对它们。以下是制造 HDI PCB 时需要遵循的步骤。

1.HDI PCB设计和布局

您可以为您的 HDI PCB 提供各种设计和布局。但是，在选择 PCB设计和布局 这将适合您的应用程序。

PCB设计和布局

首先，您必须检查应用程序的大小。 这是在尺寸方面，以确保所有角度都完美契合。

您需要检查的另一个考虑因素是您的 HDI PCB 将在其中运行的环境。

这对于确定要使用的材料至关重要，尤其是在高温环境下。

最后，大多数 HDI PCB 不会消耗大量电力。

因此，您需要检查应用的能量输出要求水平，以确保设计正确的 HDI PCB。

1.HDI PCB制造工艺

以下是制造 HDI PCB 时可以遵循的步骤。

HDI PCB制造

·设计与输出

制造 HDI PCB 的第一步是制定适合您应用的计划。 存在各种可用于设计 HDI PCB 的软件。

其中常见的包括 Altium设计师, 计算机辅助设计, 垫, KiCad的, 老鹰等等。

您正在确定哪些软件将告知您的制造商要使用的生产程序。

因此，您需要通知制造商您将使用的软件。

·检查您的HDI PCB所需的信号频率

下一步涉及确定板上各种电气组件的正确功率和电压需求。

这包括检查您是否可以适应电路板上的走线长度和受控阻抗。

检查信号频率检查信号频率

您的制造商将在这里派上用场，以确保您准确了解他们对 PCB 的最小公差要求。

同时，确保您制定了如何将来自 HDI PB 的噪音降至最低的计划。

·为制造目的记录电路板堆叠计划

在此步骤中，您需要记录堆叠计划所需的所有内容。 同样，在此步骤中，制造商将帮助您确定 HDI PCB 的规格。

要检查的详细信息包括要使用的材料类型和为您的 HDI PCB 指定的约束条件。

您的 HDI PCB 可以使用 FR-4、Nelco 或 Rodgers 类型的材料。

罗杰斯PCB材料

您可以为堆叠计划制定的其他策略包括使用信号层。 您可以将其与相邻层并排放置，这将为信号提供有效的返回路径。

您可以选择的另一种选择是在平面之间路由 HDI PCB 内层上的高频信号。

这样做的重要性在于防止信号从外部发出的任何辐射。

在你的堆叠上，你可以有地平面。 这一点很重要，因为它减少了参考阻抗，从而最大限度地减少了电路上的辐射效应。

·平面布置

HDI PCB 制造过程的关键步骤。 在这里，您必须将 PCB 划分为逻辑部分。

分区时要注意的一个考虑因素是，您是将所有子电路单独放置还是放置到更大的设计中。

这一步是必不可少的，尤其是在处理需要隔离以减少干扰的模拟和数字部分时。 此外，您需要确定电路的方向。

·了解地平面和电源平面

此步骤涉及了解 HDI PCB 的详细信息。 您必须识别和了解地平面并检查它是否完整。

路由信号不应分割您的接地层。 接地平面上的分割将迫使您旋转可用的空隙，这可能会影响 EMI 以及信号时序。

如果必须划分接地层，则需要在信号迹线上包含一个电阻器。 其功能是通过创建一个桥来促进信号，从而可以促进返回路径。

·检查焊盘尺寸

您需要确保您的 PCB 具有正确的焊盘图案。 正确的尺寸需要提供所有组件的适应才能正常运行。

印刷电路板尺寸电路板尺寸

通常，您的 PCB 焊盘尺寸需要为组件引脚尺寸的 30% 左右。 这样做的好处是，它将为您的 PCB 提供机械强度，同时最大限度地减少寄生电容。

·路由高频信号

通过路由高频信号，您将最大限度地提高 HDI PCB 的屏蔽效果。 高频信号从源头移动时会发出高水平的辐射。

这种辐射会干扰两种不同的信号。 有两种方法可以路由频率信号以避免这种干扰。

一是您可以减少长信号和并行信号，从而最大限度地减少信号的耦合。 第二种选择是增加信号迹线的距离。

或者，如果它们有噪声，您可以将信号路由到不同的层。 不同层上的频率信号的路由必须相互正交。

例如，在信号层上，您可以包含垂直或水平的迹线。

·确保您有一个有效的返回路径

您需要确保每个信号都有一条源自源并通过该路径在唱歌处结束的路线。 路径需要有最少的障碍物。

在某些情况下可能需要使用 if via，以确保路径顺畅。 通孔最大限度地减少了电流在 PCB 上的裂缝上传播的机会。

这会导致信号质量下降。 如果您使用过孔将电流反向到源，请确保您具有紧密耦合。

紧耦合保证了信号的及时到达。 您可以将反向通孔放置在信号通孔附近，以最大限度地减少信号传输所需的距离。

·使用 3W 规则来最小化走线耦合

线路耦合会影响信号传输的质量。 但是，您可以通过使用 3W 阀门来防止这种情况。

该规则规定迹线之间的间隔距离应为从端到端测量的单个迹线宽度的三倍。 该规则增加了走线之间的距离，从而使耦合效应最小化。

为了增加减少线路耦合的增益，您需要将分离距离从三个增加到十个。

·使用20H规则，尽量减少平面耦合

地平面和电源之间发生耦合，这对您的 HDI PCB 构成风险。 耦合允许边缘吸收到接地平面，而不是向外辐射。

20H 规则表示您应确保相邻电源层和地之间的电介质厚度比电源层厚 20 倍。

·检查路由指南

最后，您需要确保遵循 HDI PCB 的布线指南。 首先，避免在走线上使用 90 度弯曲，因为它们会导致频率的单次反射。

此外，请检查以确保来自不同对的所有信号都具有相同的信号和间隙。 这样做的好处是会增加电磁场的抵消。

最后，在设计传输线时，请确保使用微带走线。 这些走线的目的是提供一个使用电介质分隔的单一参考平面。

第 4 章：HDI PCB 工作原理

对于初学者来说，了解 HDI PCB 的工作原理有点混乱。 所有人都能看到绿色的形状和大量不同的零件组装在一起。

但是，如果您有兴趣，很容易理解该板的功能。 让我为你简化一下。 首先，当您查看板时，您需要从城市的角度来看待它。 另一种看待它的方式是乘飞机向下看。

HDI PCB设计

您所看到的只是一个井井有条的城市，与您走在街上时不同。 您可以查看道路、建筑物、人员和车辆，它们都相互作用形成一个城市。

现在将这种观点转化为 HDI PCB。 这些 PCB 是一个完整的系统，其组件以协调的方式交互。

让我们用城市及其组件的类比来看看PCB是如何运作的。

·谈HDI PCB走线（让我们把它等同于道路和汽车）

当您查看 PCB 时，您会观察到在连接不同组件时，整个电路板上都有线路。 就像汽车在道路上行驶一样，有电子沿着这些线路运行，将能量从一个元素传输到另一个元素。

这些线由铜制成，它们被称为 步伐 当我们谈论 HDI PCB 时。

·集成电路（让我们把它等同于市中心）

在城市中，市区是进行大量活动的区域。 在这里，您拥有从大型办公室到小型企业甚至市场的各种业务。

当我们谈论多氯联苯时，市中心也存在。 在这里，它们是 PCB 上的方形黑色形状。 他们叫 集成电路s.

集成电路集成电路

在火灾计算活动中，所有工作都在这里进行。

HDI PCB 的设计使得您可以在板上固定各种组件。

通常，组件的性质将取决于 DDI PCB 的主要功能应用。

例如，您可以拥有：

电阻器

发光二极管

电感器

电容器等

HDI PCB 与组件

带有组件的 HDI PCB – 图片提供：JPS

·HDI PCB焊盘

这些是 HDI PCB 上的区域，您可以在其中焊接板上的组件。

或者，您可以将其称为支持 PCB 上组件的部分。

它看起来像这样：

PCB焊盘

PCB 焊盘——图片提供：Electro Soft Engineering

·HDI PCB丝印

它们都是您将在 PCB 上看到的白色或有时金色的绘画。

他们被称为 丝网.

它们的作用是指导正在固定或组装 PCB 的人员了解哪个部件适用于特定位置。

丝印

在大多数情况下，它们位于组件端，并且具有组件接口、标识符、设置等重要信息。

·过孔

这些是允许互连 PCB 或组件的各个部分的孔。

例如，通孔允许您连接 PCB 的各个层。

此外，您可以加入焊盘或走线。

它看起来像这样：

不同种类的过孔

第 5 章：HDI PCB 的类型

市场上有不同类型的 HDI PCB。 这些 HDI PCB 虽然在设计方面有所不同，但它们都具有相同的功能。

但是，您选择哪种类型的 HDI PCB 将取决于您的应用。

那么，这些类型是什么？

这是这个问题的答案

不同种类的HDI PCB

1)柔性HDI PCB

这种HDI PCB的成分是一种柔性塑料。 正是这种材料使板子可以塑造成不同的形状，这与刚性板相比是有利的。

电路板的灵活性使您可以在应用过程中轻松弯曲或移动，而不会损坏电路板上的电路。

这种电路板的唯一缺点是设计和制造成本很高。 然而，它们有许多优点。

例如，您可以用这些 PCB 代替先进设备（如卫星）中的繁重布线。 它们占用空间小且重量更轻的事实使它们成为此类用途的理想选择。

该板的另一个优点是它具有不同的设计，例如双面、单面或多层设计。

2)刚性HDI PCB

这种类型的 HDI PCB 的不同之处在于，除了它具有的面数和层数外，您还可以拥有不同的刚性。 刚性 HDI PCB 构成刚性但坚固的基板材料，如玻璃纤维。

这种材料可以防止 HDI 板弯曲。 然而，当提到这些PCB时，大多数消费者倾向于认为它们是电路板。

这种 HDI PCB 的典型应用示例是大多数桌面上的塔。

3）刚柔HDI PCB

刚柔结合 HDI PCB 结合了刚性和柔性电路 HDI 板技术。 刚柔结合 HDI PCB 由连接到柔性电路板的刚性电路板组成。

设计的复杂性取决于您的应用程序。

4)多层HDI PCB

多层 HDI PCB 采用了先进的双面电路板技术。 这些板具有多层衬底板，其中绝缘材料将这些层中的每一层隔开。

就像双面 HDI PCB 一样，您可以使用通孔或过孔来连接电路板中的电路。

使用多层 HDI PCB 的优势在于它比双面 HDI 板占用更少的空间。

最常见的多层 HDI PCB 类型包括具有 4、6,8、XNUMX 甚至 XNUMX 层的 PCB。 但是，您可以根据您的规格拥有具有更多层的多层 HDI PCB。

使用此类 HDI 板的标准应用包括服务器、医疗机械、计算机和手持设备。

5）双面HDI PCB

双面 HDI PCB 的特点是两面都有导电金属层。 此外，导电元件和电路的连接在两侧。

通过在两侧都有孔，一侧的电路连接到 HDI PCB 另一侧的电路。 有两种方法可以连接电路。

您可以使用以太网表面贴装技术或通孔技术进行连接。 通孔技术需要通过孔馈送细线，也称为引线。

然后将这些孔中的每一个焊接到相关的电路或组件上。 另一方面，表面技术不包括使用电线。

相反，您将引线直接焊接到 HDI PCB 上。

即使 HDI PCB 上的空间很小，Surface 技术也让您可以自由使用更多电路。

这意味着与通孔板相比，HDI PCB 可以以更轻的重量和更快的速度执行许多功能。

6)单面HDI PCB

这种HDI PCB的主要特点是它只有一层基材或基板。 通常是铜的薄金属层覆盖在电路板的一侧。

铜的使用主要是因为它是一种极好的电导体。

在金属顶部，您将有一个保护性阻焊层，然后您可以在保护性阻焊层顶部有一个丝印涂层。

丝印的目的是标记HDI PCB的部件。 单面 HDI PCB 通常在电路板的一侧具有电子电路和组件。

您可以方便地将此板用于简单的电子应用。 您可以在家轻松设计和制造此 PCB，因为它成本更低且复杂性更低。

然而，由于它们在基本应用中很常见，因此很少能找到大规模使用的这些板。

第 6 章：HDI PCB 术语的定义

在处理 HDI PCB 时，您会遇到各种术语。

其中一些术语起初可能看起来难以理解，但在适当的过程中，您会觉得它们很舒服。

让我带您了解这些术语，以便您能够理解它们。

HDI PCB

·埋地孔

埋孔是指PCB的两个或多个内层之间的连接。 但是，此通孔不穿过 PCB 的外层。

在为您的 PCB 应用选择埋孔时，您可以拥有几个优势。

首先，由于通孔不穿过外层，因此您可以在小空间内执行更多功能。

其次，埋孔是设计 HDI 板的一种经济有效的方法。 实际上，许多制造商在制造HDI PCB时更喜欢使用埋孔。

·微孔

微孔是激光在 HDI PCB 上钻孔的小孔。

这些孔对于在多层 HDI PCB 的层之间产生电气连接至关重要。

激光钻出这些孔后，您可以根据 HDI PCB 的设计用不同类型的材料填充它们。

例如，您可以使用环氧树脂、导电和非导电材料或电镀铜。

使用微通孔可以增加 HDI PCB 的组件设计。 然而，HDI PCB 的可靠性结构是微孔应用的主要限制。

·盲孔

盲孔是 PCB 外层与一个或多个内层之间的连接。 但是，此连接并未贯穿整个电路板。

基本而言，过孔将由筒体、焊盘和反焊盘组成。 在钻盲孔时，您必须考虑几个因素。

首先，您必须检查您希望通孔具有的深度。

此外，您需要检查 PCB 的电镀质量。

最后，您需要选择在钻孔时要使用的构建计划。

· SBU（顺序构建）

这是一种在 HDI PCB 制造中很常见的技术。

它包括随后构建具有至少 2 个压制步骤的多层板。

发生的情况是，您可以将多个层依次添加到已经具有多个层的板上。

在使用这项技术时，盲孔和埋孔在将层组合到电路板中起着至关重要的作用。

通过在 HDI PCB 上使用顺序构建技术，您可以获得几个优势。

它们包括具有成本效益的优势、在板上添加更多组件的能力以及在板上使用的小空间。

第 7 章：HDI PCB 的应用

一路走来，您可能想知道在哪里应用这些关键的电路板。

事实是，您可以使用 HDI PCB 的广泛应用领域。

这包括从基本应用到复杂应用。 以下是您可以使用 HDI PCB 的一些应用。

·消费类电子产品

消费电子是指您会发现很多人使用的基本设备。

它们包括笔记本电脑、电脑和智能手机、娱乐系统、家用电器以及录音设备。

消费类电子产品

由于其中一些小工具的性质，需要更轻的 PCB。 这些电路板仍然需要携带相同的电气元件，以保持其灵活性。

由于 HDI PCB 符合这些品质，因此不同制造商通常使用它们来生产这些小工具。

但是，制造商需要严格遵守现行法规。

这避免了他们提出影响设备质量的不同设计的情况。

· 医疗器材

电子产品在我们的健康方面发挥着重要作用。 然而，这种设备的PCB元件总是被低估。

医疗行业的 PCB 高度专业化，以确保它们符合标准。

这包括让这些 HDI PCB 的小尺寸包含所有有用的细节。

此外，他们必须遵守为确保患者安全而制定的健康标准。 您会发现有几种设备对 HDI PCB 很重要。

它们包括监视器、扫描仪、心脏起搏器等内部设备、控制系统以及科学仪器。

·工业应用

HDI PCB 是高功率工业应用的标准配置，因为它们消耗更少的能源，同时确保最大输出。

此外，它们可以承受它们在执行其功能时所处的恶劣环境。

工业自动化系统

大多数 HDI PCB 在板上都包含厚铜，这有助于更快的电池充电和大电流应用。 您可以在各种工业应用中找到这些 PCB。

它们包括工业设备，例如电钻、用于测量压力和温度的测量设备。

此外，它们还存在于太阳能电池板和发电机等电力设备中。

·汽车应用

汽车是另一个应用领域，您可以在其中找到使用中的 HDI PCB。 大多数汽车依靠电子零件才能正常工作。

您可以将 HDI PCB 和其他一些技术（例如 RF 中存在的高频信号）组合应用到汽车中常见的传感器应用中。

汽车行业

雷达技术等其他技术也在汽车行业中找到了自己的道路。 所有这些技术都依赖于 HDI PCB 来发挥作用。

常见的应用包括汽车控制系统，例如发动机管理系统。 其他应用包括导航设备、音频和视频设备以及周边电机。

·航空航天应用

HDI 提供的耐用性和精度使其成为大多数航空航天应用的理想选择。 飞机和喷气式飞机所经历的恶劣和动荡的环境需要能够承受这种压力的设备。

波音

为了解决这个问题，大多数飞机使用体积小、重量轻的柔性 HDI PCB。

它们还可以抵抗振动效应。

这些 HDI 需要满足某些标准才能在航空航天工业中使用，因为飞机的安全性依赖于它们。

常见的应用包括监测设备，例如加速度计和压力传感器。

此外，您可以在飞行测试期间收集信息的测试设备中找到它们。

·照明应用

HDI PCB 每天都在广泛的 LED 应用中使用。 由于技术的变化，LED 越来越受欢迎。

这些灯的优点是它们消耗更少的功率并且效率很高。 在 LED 的核心，您会发现 HDI PCB。

LED路灯

使这些灯脱颖而出的功能包括占用空间小的 HDI PCB； 因此它们的尺寸会很小。 此外，组件靠近在一起的事实意味着更少的能量损失到周围环境中，从而确保了最大输出。

LED在广泛的行业中很常见。 它们包括汽车灯、家庭灯以及医疗剧院。

总结

总之，我希望我能够解决您对 HDI PCB 的所有担忧。 在为您的应用选择 HDI PCB 时，重要的是检查规格。

您可以检查的规格包括您使用的材料和 HDI PCB 的设计。

此外，市场上有各种 HDI PCB 制造商。 然而，并不是所有的都是真实的。 因此，在让他们制造您的 HDI PCB 之前，请务必检查制造商的详细信息。

实际上，您可以通过聘请我们制造您的 HDI PCB 来避免所有猜测。 我们向您保证我们在制造您的 HDI PCB 时的质量和时间表，您若有PCB制造要求，您可以联系我们。