HDI-Leiterplatten (High Density Interconnect) bieten feinste Leiterbahnstrukturen, kleinste Bohrungen sowie Blind & Buried Vias (Microvias). Durch die HDI-Technologie kann ein hochkompaktes, zuverlässiges Leiterplattendesign erreicht werden, dabei kommen auch Via-in-Pad sowie mehrfach Microvia-Lagen (Stacked & Staggered Vias) zum Einsatz.
Für Via-in-Pad Anwendungen werden Via-Bohrungen direkt in den Lötpads platziert, wodurch wertvoller Platz eingespart werden kann. Mit einem zuverlässigen Via-Filling / -Capping Prozess, ohne Einschlüsse von Prozesschemie, können hochdichte Leiterplattendesigns in Via-in-Pad-Technologie ohne Lötfehler hergestellt werden (s. Filled & Capped Vias). Bei BGAs ermöglicht dies z.B. zusätzliche Leiterbahnen zwischen den Pads.
Durch das Verpressen weiterer Lagen mittels SBU- (Sequential Build Up) oder SSBU- (Semi Sequential Build Up) Technik lassen sich Signale auf den inneren Lagen verbinden und entflechten. So bleibt auf den Außenlagen Platz für Bauteile mit hoher Pin-Dichte.
IPC-6012D definiert HDI-Leiterplatten u.a. mittels Bohrungen ≤ 0.15mm (6mil) und Leiterbahnbreite /-abstand ≤ 0.1mm (4mil).
Modernste Produktionsanlagen und über 25 Jahre Erfahrung in der Leiterplattentechnik ermöglichen Multi-CB prozesssichere, preiswerte Lösungen für HDI-Leiterplatten! 0.1mm Leiter sowie 0.2mm Bohren sind bei Multi-CB bereits Standardtechnologie (ohne Aufpreis).
HDI-Leiterplatten Begriffserklärung
- Blind Via (Sackloch): Auf einer Innenlage endende Kontaktierung von einer Außenlage
- Buried Via (Vergrabenes Loch): In den Kernlagen liegende Durchkontaktierung
- Microvia: Blind Via (ugs. auch Durchkontaktierung) mit einem Durchmesser ≤ 0.15mm
- SBU (Sequential Build Up): Sequentieller Lagenaufbau mit mindestens zwei Pressvorgängen bei Multilayer Leiterplatten
- SSBU (Semi Sequential Build Up): Verpressen von prüfbaren Teilaufbauten in SBU-Technik
Vorteile von HDI-Leiterplatten
Der häufigste Grund für die Nutzung von HDI-Technologie ist die deutlich höhere Packungsdichte. Der Platz, welcher durch feinere Leiterbahnenstrukturen und Microvias gewonnen wird, steht für Bauteile und deren Landeflächen zur Verfügung, zudem sinkt der Flächenbedarf insgesamt, was sich in einer reduzierten Leiterplattengröße und einer kleineren Zahl an benötigten Lagen äußern kann.
Oft sind FPGAs oder BGAs nur noch mit einem Pitch (Anschlussraster) von 1mm und weniger verfügbar. HDI-Technologie erleichtert das Anschließen und Entflechten, speziell wenn Leitungen zwischen den Anschlüssen hindurch geführt werden sollen.
Gründe für HDI-Leiterplatten
Preisersparnis durch HDI-Leiterplatten
- Höhere Packungsdichte
- Weniger Lagen
- Kleinere Leiterplatte
- Miniaturisierung erhöht Wettbewerbsfähigkeit
Verbesserte Eigenschaften durch HDI-Leiterplatten
- Dichtere Leiterbahnführung
- Stabilere Spannungszuführung
- Verringerung störender Induktivitäts- und Kapazitätseffekte
- Verbesserte Signalintegrität bei High-Speed Designs
HDI-Leiterplatten ermöglichen Hightech
- Höhere Packungsdichte
- Ermöglicht BGAs mit kleinstem Pitch
- Leichtere Entflechtung auch für CSP (Chip Scale Package) oder Flip Chip
Schnellere Entwicklung durch HDI-Leiterplatten
- Leichtere Platzierung von SMD-Bauteilen
- Schnellere Entflechtung
- Reduktion von häufigem Umplatzieren von Bauelementen
- Mehr Platz für Bauteile (auch durch Via in Pad)
Höhere Zuverlässigkeit durch HDI-Leiterplatten
- Microvias haben eine äußerst hohe Zuverlässigkeit
- Verbesserte thermische Eigenschaften (dünne Isolationsschichten, HTg Material)
- Zukunftssichere Technik, da Bauteile immer kleiner werden
Microvias in HDI-Leiterplatten
Ein Microvia hat typische Durchmesser von 0.15mm (6mil) – 0.1mm (4mil) und kann mittels Laser (üblich) oder mechanisch gebohrt werden. Durch einen kleinen Restring von nur 0.1mm hat das Microvia-Pad einen Durchmesser von nur 0.3mm (12mil), was eine enorme Platzersparnis gegenüber herkömmlichen Via-Pads bedeutet.
| Via | Restring umlaufend | Via Pad | Hinweise | |
|---|---|---|---|---|
| Herkömmlich | 0.3mm | 0.15mm | 0.6mm | |
| Multi-CB Standard | 0.2mm | 0.1mm | 0.4mm | Ohne Aufpreis |
| HDI-Technologie | 0.1mm | 0.1mm | 0.3mm | Sonderfertigung |
| Technisch machbar | 0.075mm | 0.075mm | 0.225mm | Extreme Sonderfertigung |
Microvias gibt es zudem in diesen Ausführungen: Via-in-Pad, Stacked & Staggered Vias, mit nicht-leitender Paste gefüllt sowie Filled & Capped (metallisiert und planarisiert). Microvias bieten einen besonderen Mehrwert beim Routing von Finepitch BGAs mit 0.8 mm Pitch und darunter. Sie haben zudem bessere elektrische Eigenschaften als herkömmliche Durchkontaktierungen / Sacklöcher mit größerem Durchmesser.