Ultra HDI基板|科技綜合指南

電子設備的加速發展要求更小、更强大、更可靠的印刷電路板（印刷電路板）. Ultra HDI基板該領域的科技是最先進的，它有可能提供我們從未見過的尺寸和效能。 本文以可靠的數據點和行業視角的形式，帶您深入瞭解該科技的定義、製造程式、設計規則、應用和發展問題。

關於Ultra HDI基板科技

Ultra HDI基板（超高密度互連印刷電路板）標記頂層印刷電路板小型化。 根據定義，它的線寬和間距小於40微米，此外還有直徑小於50微米的微孔設定和IPC-2226定義的稍厚介電層HDI基板密度和超HDI突破了這些限制，可以分割以支持每平方釐米由多個互連支持的設計，而不是傳統的2層構建。

Ultra HDI基板通過在如此小的占地面積內允許超複雜的佈線，使4×4互連設計特徵與眾不同。這種測量方法是通過先進資料、雷射鑽孔微孔和多順序構建（MSBU）工藝獲得的。 囙此，該科技在當今的產品中起著不可或缺的作用，特別是對於智能手機、可穿戴設備、高頻射頻模塊和先進的醫療植入物。

Ultra製造HDI基板

創造超HDI基板是一種依賴於不同尖端科技的先進工藝。 它從基板選擇開始。 使用低介電損耗和耐高溫資料（改性聚醯亞胺）是提高高頻信號完整性的首選。

Ultra生產的覈心HDI基板是雷射鑽孔。 與經典的機械鑽孔相比，雷射的參與導致微孔尺寸小至25微米。 這些微孔對於連接多層而不佔用電路板上的大量空間至關重要。 該過程控制得非常好，通常由自動光學檢測（AOI）系統進行監控，以驗證質量。

順序構建（SBU）科技是另一條巨型非洲魚的重要組成部分。 這涉及層壓機和單獨圖案化的電介質，銅層一次添加一個銅，這使您可以擁有堆疊和交錯的微孔結構。 這樣，該結構允許先進的焊盤中通孔方案，這在Ultra的高密度佈線中非常重要HDI基板.

還為Ultra開發了鍍銅和蝕刻工藝HDI基板為了確保滿足線條定義參數，仔細控制銅厚度（通常小於15微米）。 先進的直接成像（DI）科技用於創建電路，因為線/空間幾何形狀的範圍為20/20微米或更小。

Ultra設計HDI基板

超高密度發展指數電路板設計需要對電力、機械和熱約束進行多學科優化。 信號完整性是最高的，特別是對於現代設備中遠遠超過25Gbps的資料速率。 必須通過定義跡線幾何形狀和堆疊來管理阻抗和互連問題的服務主機、尺寸、串擾和電磁干擾（EMI）。

權力完整性是你不能偷工減料的。 由於Ultra的緻密特性HDI基板所有配電網（PDN）的設計必須保證最小的電壓降和雜訊。 這些組件中的許多或多或少地以去蓋圖案放置，並輔以嵌入式電容資料。 熱管理本身就是一個挑戰。 局部熱點可能是由組件和薄介電層的密集放置引起的。 先進的熱通孔、散熱器和有時集成在封裝散熱器上的微流體被用來有效地冷卻晶片。

DFM Ultra指南HDI基板考慮到它們是製造方面的，囙此非常嚴格。 更高的精度和更精細的功能，以及高端資料的使用，要求設計師和製造商分階段相互聯系。 一個集成印刷電路板製造合作夥伴可以幫助識別設計可行性問題，並對產量/輻射可靠性進行修改。

Ultra的應用和用途HDI基板科技

該科技在眾多有前景的高科技領域得到了廣泛的應用。 Ultra HDI基板消費電子產品生產：生產超薄智能手機、平板電腦和可穿戴設備。 蘋果iPhone的邏輯板有Ultra HDI基板例如以小尺寸提供高功能。

例如，在醫療進步領域生產起搏器和神經刺激器等小型植入式設備至關重要。 據MarketsandMarkets、Ultra預測，全球醫療電子市場將增長至82億美元HDI基板將成為實現下一代診斷和治療設備的關鍵推動因素。

汽車行業與Ultra合作HDI基板用於高級駕駛員輔助系統（ADAS）、資訊娛樂模塊和電動汽車（EV）電源管理。 它是安全關鍵汽車應用所必需的，具有安全繼電器和高速信號完整性的功能。

Ultra HDI基板在航空航太和國防等行業，高頻雷達、衛星通信和關鍵任務航空電子應用至關重要。 這可以通過將更多功能壓縮到更小、更輕的封裝中來加速性能並降低發射成本。

趨勢和行業見解

全球超HDI基板在5G、基於物聯網和人工智慧設備數量新增的推動下，市場正在經歷強勁增長。 根據Prismark Partners 2023年的一份報告HDI基板預計2023年至2028年期間，該細分市場將以8.5%的複合年增長率增長。 這種需求的增長來自對高密度、高性能電子組件需求的新增。

Ultra的生產HDI基板亞太地區仍是Ultra的最大供應商HDI基板現時，中國和韓國，包括Unimicron、Zhen Ding Technology和at＆S等領先公司，都在用最先進的雷射鑽孔和直接成像機建造生產線。

Ultra HDI基板沒有障礙就無法通過。 與資料和設備相關的高昂成本以及所需的熟練勞動力可能會成為小型原始設備製造商的進入障礙。 儘管如此，隨著工廠開始達到規模經濟和工藝產量的新增，組織成本應該會降低，從而使Ultra HDI在許多相同的應用中更容易獲得。

超聲波檢測與測試HDI基板可靠性

作為超HDI基板在關鍵任務應用中，可靠性是一個值得關注的問題。 IPC-6012DA標準對HDI或Ultra非常明確HDI基板微通孔完整性、絕緣電阻和熱迴圈特性。

尤其是微孔的可靠性。 通用微通孔可靠性電子材料研究雜誌表明，不一致的通孔填充工藝、鍍覆參數可以控制，以防止超導體中微孔故障的發生率為零或非常低HDI基板.

通常進行橫截面分析和X射線檢查以確定微孔的質量。 Ultra HDI基板在熱衝擊、濕度等環境條件下進行測試，並確保其能够在這些惡劣的工作環境條件下運行。 具有高玻璃化轉變溫度（Tg）和低熱膨脹係數（CTE）的先進資料甚至可以提高可靠性。

展望未來Ultra HDI基板科技

Ultra的未來HDI基板將以電晶體封裝的發展管道為指導。 隨著我們進入系統級封裝（SiP）和小晶片時代，對更高密度互連的追求激發了持續的進步。 它將成為實現這些下一代封裝解決方案的里程碑，因為它允許支持更小的點並承載更多的I/O。

探索新材料，如玻璃基板和上聚醯亞胺層或先進的有機層壓板，以解鎖Ultra的邊界HDI基板這是另一個方向。 玻璃還具有驚人的尺寸穩定性和光滑的表面，這就是為什麼它被提出用於未來HDI應用的原因。

除此之外，Ultra HDI基板製造正在綜合增材製造方法（噴墨列印和雷射直接結構化）和LDS。 這些方法可用於快速原型製作和製造複雜的三維互連結構。

除此之外，一些創新是直接構建到Ultra中的無源和有源組件HDI基板基底。 從電阻器和電容器到整個矽晶片，這些都是嵌入式IC封裝的開端，可以保持組裝非常乾淨並提高電力效能。

可持續性和環境影響

Ultra中最關鍵的考慮因素之一HDI基板製造是可回收的。 在製造低鉛、無鹵焊料和加工化學品時，至少要符合環境標準。 領先的製造商也在建立閉環回收基礎設施，以回收貴金屬並最大限度地减少浪費。

Ultra的微小尺寸HDI基板轉化為每臺設備的可持續性和無用的原材料量。 更小、更輕的電子產品的影響之一是它們在運輸和運營過程中具有更好的能源效率，這與全球碳减排趨勢相輔相成。

結論

Ultra HDI基板科技是電子設備發展的下一個階段，為電子設備提供了裝備。 憑藉其小型化、效能和可靠性的卓越組合，它幾乎對從消費電子產品到航空航太的每個行業都是不可移動和不可或缺的。 隨著製造技術的不斷進步和新材料的出現，超資料的應用範圍越來越廣HDI基板將進一步擴大。

對於掌握Ultra科技的工程師、設計師和製造商來說HDI基板科技能够在快速變化的電子工程環境中生存。為了利用最新進展，嚴格遵守行業標準，利益相關者可以提前解鎖電子創新的未來。

這不是一個科技里程碑，而是一個基石。 這些超HDI基板是正在改變的數位革命的覈心，或者軌道上有更多的鳥，或者你拿著的手機，我們的世界，我們今天的工作和生活方式

參考文獻
IPC-2226，“高密度互連（HDI）印製板截面設計標準”

Prismark Partners，“全球印刷電路板2023年市場報告”

MarketsandMarkets，“醫療電子市場——2027年全球預測”

電子材料雜誌，“高密度互連PCB中微孔的可靠性”

AT&T，高品質印刷電路板，振鼎科技企業可持續發展報告

集成電路|IC