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什么是HDI PCB材料？
什么是HDI PCB材料？
PCB材料選擇在PCB制造和應(yīng)用功能中起著重要作用。設(shè)計人員在使用具有微通孔、捕獲焊盤和細間距BGA的高密度互連器時必須仔細選擇材料。
使用HDI PCB板通常會帶來許多挑戰(zhàn)，例如：
工作空間有限
更緊密的間距和更小的組件，例如微孔PCB
完成PCB的更多走線路徑
HDI PCB疊層兩側(cè)的大量組件
具有較長信號飛行時間的復(fù)雜跟蹤路線
處理過度的熱循環(huán)
HDI電路體積小、重量輕，但功能非常強大，具有非常特殊的材料要求。這些電路也容易出現(xiàn)熱問題，這就是為什么您應(yīng)該選擇具有高分解溫度(Td)的材料。
選擇HDI電路板材料
選擇HDI材料時必須考慮以下特性：
分解溫度（Td）
這是材料因熱而發(fā)生化學分解的溫度。它通常使用IPC ? 650方法確定，并以攝氏度(℃)表示。這個重要參數(shù)用于估計電路的熱耐受性。
如果溫度超過Td，材料特性的變化是不可避免的。HDI PCB材料的Td應(yīng)遠高于其應(yīng)用的溫度范圍。HDI PCB組裝過程中的焊錫溫度在250 ℃到300 ℃范圍內(nèi)，因此請確保
材料的Td高于此范圍。
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)
玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 是材料從硬玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)的范圍。這是碳鏈開始移動并表現(xiàn)出可能破壞電路功能的不良特性的溫度。
由于包括材料的分子結(jié)構(gòu)在內(nèi)的幾個因素，精確測量Tg很困難。
長時間超過HDI PCB的Tg會影響其功能。但是，保持在Tg范圍內(nèi)將確保電路在其生命周期內(nèi)的正常運行和機械穩(wěn)定性。
熱膨脹系數(shù)(CTE)
CTE是材料的一個重要屬性，它表明它們在受熱后膨脹的程度。換句話說，CTE指定了電路在加熱和冷卻時會膨脹或收縮多少。CTE以百萬分之幾攝氏度或PPM/°C為單位測量。
電路的這種突然膨脹和收縮會對組件產(chǎn)生毀滅性的影響，尤其是大型硅芯片封裝(LBGA)。過度的熱循環(huán)會導致焊點失效，因為電路的膨脹速度比硅芯片額定承受的速度更快。此外，這將導致隨著時間的推移產(chǎn)生微小撕裂的剪切力。
在功能很重要的應(yīng)用（例如醫(yī)療設(shè)備）中，對電路造成的損壞是不可接受的。
介電常數(shù)(Dk)
介電常數(shù)，也稱為相對介電常數(shù)，是材料的介電常數(shù)與空氣的介電常數(shù)之比。大多數(shù)制造商使用此參數(shù)來測試物質(zhì)。
介電常數(shù)還測量材料在電場作用下的電勢能。
使用薄型銅箔
制作柔性HDI電路的一種極好的方法是使用具有相對薄和低剖面的細晶粒銅箔。這些銅箔的厚度應(yīng)該在大多數(shù)柔性電路的范圍內(nèi)，大約為1盎司。
HDI PCB的常用材料
最適合HDI PCB的材料具有較低的介電損耗角正切和相對平坦的耗散因數(shù)與頻率響應(yīng)曲線。這些材料可分為四類，將在下面討論。
正常速度和損失
正常速度材料的介電常數(shù)與頻率響應(yīng)曲線并不平坦。這意味著它們表現(xiàn)出不希望的特性，例如高介電損耗。因此，這些材料不適用于不能容忍性能下降的高級應(yīng)用。
正常速度和損耗材料最適合僅限于幾GHz的數(shù)字設(shè)備。這種材料的一個流行例子是Isola 370HR。
中等速度和中等損失
中速材料具有相對平坦的介電常數(shù)與頻率響應(yīng)曲線。因此，與正常速度的物質(zhì)相比，它們的介電損耗只有一半。中速材料最適合限制在10 Ghz但不能更高的應(yīng)用。Nelco N7000-2是此類材料中的一個流行示例。
高速、低損耗
高速、低損耗材料表現(xiàn)出非常平坦的介電常數(shù)與頻率曲線。因此，這些材料的介電損耗極低。使用這些材料的另一個優(yōu)點是它們不會產(chǎn)生大量的電噪聲。這些高性能材料的Tg接近180°C。
高速、低損耗材料的一個流行例子是Isola的I-Speed。
非常高的速度，非常低的損耗
非常高速、非常低損耗的材料可能具有最平坦的介電常數(shù)與頻率響應(yīng)曲線。它們的介電損耗也最少。這使得它們非常適合高達100 Ghz或更高的應(yīng)用。Isola Tachyon 100G是屬于這一類的流行材料。
這些材料具有出色的電氣性能，并且在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)都非常穩(wěn)定。它們專為高速數(shù)字設(shè)備而設(shè)計。
HDI PCB材料所涉及的費用
一般來說，具有較低Df和Dk值的材料是HDI電路的最佳候選材料。與其他材料相比，它們確實需要更高的預(yù)算。高速、低損耗的信號材料通常生產(chǎn)成本最高。
包起來
HDI PCB在電子技術(shù)的小型化中發(fā)揮著重要作用。未來幾年將通過無盡的應(yīng)用和創(chuàng)新帶來更多的改進。幾乎每個行業(yè)都在一定程度上利用HDI PCB。