关于PCB多阶HDI技术,其核心在于通过增加激光钻孔和压合的次数来实现更高密度的电路互连。目前技术正快速向更高阶数(如8阶、10阶) 和任意层互连 发展,并深度应用于AI、5G通信和汽车电子等高性能领域。
为了让你快速了解,我将不同阶数HDI的核心特点与应用总结在下表中:
HDI阶数 | 典型叠层结构 | 核心特点 | 典型应用领域 |
一阶HDI | 1+N+1 | 表面有1层激光盲孔,工艺相对基础。 | 功能丰富的消费电子、入门级通信设备。 |
二阶HDI | 2+N+2 | 有2层激光盲孔,布线密度显著提升。 | 高端智能手机、汽车智能座舱、部分服务器。 |
三阶及以上高阶HDI | 3+N+3等 | 采用叠孔、任意层互连技术,实现三维高密度布线。 | 旗舰手机、5G基站、AI服务器/交换机、高级自动驾驶系统。 |
任意层互连HDI | Any-layer | 每一层均可通过激光盲孔互连,布线自由度最高,成本也最高。 | 尖端芯片封装(IC载板)、空间受限的顶级消费电子产品。 |
多阶HDI的先进性体现在其工艺上,但更高的阶数也意味着成倍的制造挑战。
核心技术:微孔互连与积层工艺
HDI板通过激光成孔替代传统机械钻孔,制作出孔径小于0.1mm的微盲孔和埋孔。通过多次叠加“芯板制作→激光钻孔→孔金属化→层压”这一循环,实现多阶互连。高阶HDI常使用叠孔和电镀填平技术,以节省布线空间。
主要制造难点
层间对位精度:多次压合和钻孔带来的累积偏差,要求误差控制在微米级(如≤5μm)。
微孔电镀可靠性:微小孔深(厚径比高)易导致电镀空洞,需水平电镀等先进工艺保障。
良率与成本控制:工序繁杂,单次良率轻微下降都会导致最终良率锐减,推高成本。
目前,多阶HDI技术正从消费电子扩展到对性能有极致要求的新兴领域。
AI算力与高速通信:这是驱动高阶HDI发展的最重要动力。AI服务器(如英伟达GB200)和高速交换机,需要PCB承载高功耗芯片并提供超高速(如112Gbps以上)信号传输。高多层HDI融合了高密度互连与高多层数的优势,能更好控制信号损耗和散热。行业领导者如胜宏科技已在推进10阶30层HDI的研发。
汽车智能化:随着自动驾驶等级提升,域控制器、激光雷达、智能座舱等核心模块算力激增,需要采用10层以上的3阶HDI方案来集成高速处理器和内存,满足复杂的数据处理需求。
5G基础设施与高端消费电子:5G基站AAU(有源天线单元)中的射频前端模块需要HDI技术来实现高性能、小型化设计。同时,旗舰手机、高端笔记本电脑也在持续追求主板更高阶的HDI集成,以腾出电池和功能模组空间。
综合来看,PCB多阶HDI技术呈现以下趋势:
技术持续高阶化:为满足AI、5G-Advanced等需求,8阶、10阶甚至任意层互连的HDI技术正从研发走向量产。
工艺融合与创新:高多层HDI成为主流,它要求企业同时掌握高多层通孔板和高阶HDI两种技术能力,技术壁垒进一步提高。
成本优化与普及:随着国内供应链(如嘉立创)突破技术并实现规模化,过去昂贵的HDI工艺成本正在下降,使得更多中小型创新团队也能使用,加速高端硬件的开发。