在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,HDI(高密度互連)技術(shù)為其微型化提供了有力支撐。
從技術(shù)參數(shù)看,HDI的微孔技術(shù)極為關(guān)鍵。通常,微孔直徑在 0.15mm 以下,像 CO?或 UV 激光鉆孔可實(shí)現(xiàn) 50 - 100μm 微孔。微孔越小,布線空間越大。在智能手表這類可穿戴設(shè)備中,需集成眾多傳感器、芯片等元件,微孔技術(shù)增加的布線空間,讓復(fù)雜電路布局成為可能。但微孔加工難度大,孔徑縮小時(shí),樹脂填充易產(chǎn)生氣泡,影響孔壁結(jié)合力,導(dǎo)致熱應(yīng)力下孔內(nèi)裂紋。所以,需選用低粘度、高觸變性樹脂及真空塞孔設(shè)備,保證樹脂滲透率達(dá)99% 以上。
線寬/線距也是重要參數(shù)。
目前先進(jìn)工藝能做到30μm/30μm甚至更小。在可穿戴設(shè)備實(shí)踐中,更細(xì)的線寬/線距可提升布線密度,使更多電路功能集成在有限空間。以智能手環(huán)為例,借助精細(xì)線寬/線距,實(shí)現(xiàn)了心率監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)追蹤等多模塊電路集成。不過,線寬/線距過小,對制造工藝和設(shè)備要求大幅提高,成本也隨之增加。
HDI的高密度布線能力是可穿戴設(shè)備微型化核心。相比傳統(tǒng)PCB,它通過微孔、盲孔和埋孔構(gòu)建復(fù)雜互連結(jié)構(gòu),在單位面積集成更多元件。像在一些小型化醫(yī)療可穿戴設(shè)備中,需集成多種傳感器和信號(hào)處理電路,HDI技術(shù)能將這些功能緊湊布局,實(shí)現(xiàn)設(shè)備微型化。但布線密度提升,信號(hào)完整性問題凸顯,串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)增加,需精心設(shè)計(jì)布線和采用合適屏蔽措施。
信號(hào)完整性方面,HDI因短信號(hào)傳輸路徑減少了寄生電容和電感。在可穿戴設(shè)備藍(lán)牙通信模塊,短路徑降低信號(hào)延遲和損耗,保障數(shù)據(jù)穩(wěn)定快速傳輸。但要注意,隨著可穿戴設(shè)備功能增多,不同模塊信號(hào)相互干擾可能性增大,設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮信號(hào)隔離和優(yōu)化。
從成本看,HDI制造工藝復(fù)雜,激光鉆孔、順序?qū)訅旱刃鑼S迷O(shè)備,成本較高。尤其高階 HDI,層數(shù)增加、精度要求提高,成本大幅上升。在可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)中,需平衡 HDI性能與成本。對追求極致輕薄、高性能可穿戴設(shè)備,可適當(dāng)采用高階 HDI;對成本敏感、功能相對簡單產(chǎn)品,低階 HDI或結(jié)合其他技術(shù)更合適。
總之,HDI的特性在可穿戴設(shè)備微型化進(jìn)程中不可或缺,但也伴隨著諸多挑戰(zhàn),工程師在設(shè)計(jì)時(shí)需綜合權(quán)衡。