HDI板和厚銅設(shè)計,這兩個在PCB領(lǐng)域常被提及的概念,工程師們經(jīng)常問:它們能結(jié)合嗎?實踐中發(fā)現(xiàn),這并非絕對不行,但確實需要我們仔細(xì)權(quán)衡和選擇。
通常我們認(rèn)為,HDI板的核心優(yōu)勢在于其高密度互連能力,通過盲孔、埋孔和微孔技術(shù),實現(xiàn)更精細(xì)的線路和更高的布線密度。而厚銅設(shè)計,則主要解決大電流承載和散熱問題,銅箔厚度遠(yuǎn)超常規(guī)。這兩者的結(jié)合點在于,很多高性能電源模塊或高功率密度設(shè)備,既需要HDI帶來的小型化,又需要厚銅來處理大電流。
關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)上,主要看孔環(huán)的寬度和穩(wěn)定性。厚銅板在鉆孔和電鍍過程中,由于銅層厚,熱應(yīng)力更大,容易導(dǎo)致孔環(huán)開裂或變形。HDI的微孔、盲孔工藝對孔環(huán)的要求本身就極苛刻,厚銅的加入無疑雪上加霜。實踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)外層銅厚超過3oz,且與HDI微孔孔環(huán)距離過近時,孔環(huán)斷裂率會顯著升高,導(dǎo)致開路風(fēng)險。
典型場景比如服務(wù)器電源板,需要HDI結(jié)構(gòu)實現(xiàn)緊湊布局,又要厚銅走線承載數(shù)百安培電流。這時,我們通常會采用“分層策略”,將厚銅層(如內(nèi)層或特定外層)與HDI的高密度互連層(如微孔層)物理隔離,中間用常規(guī)銅厚層過渡。需注意,層間過孔從厚銅層通到HDI層時,孔徑必須足夠大,以保證足夠的孔環(huán)寬度,否則極易出問題。
限制條件顯而易見:成本急劇上升是第一位的。HDI本身工藝復(fù)雜,厚銅又增加了材料成本和制程難度,兩者疊加,單價可能翻好幾倍。潛在問題還包括電鍍均勻性難控制,厚銅邊緣容易“狗骨”效應(yīng),影響與HDI精細(xì)線路的連接可靠性。此外,熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配也可能加劇應(yīng)力問題。
常見誤區(qū)是認(rèn)為只要供應(yīng)商說能做,就沒問題。實踐中發(fā)現(xiàn),不同廠家的工藝能力差異巨大。通常我們認(rèn)為,厚銅HDI板對供應(yīng)商的制程控制能力要求極高,需要提前進(jìn)行嚴(yán)格的小樣打樣驗證,不能僅憑口頭承諾。另外,設(shè)計時過度樂觀估計孔環(huán)強度,或者忽視厚銅層與HDI層之間的熱應(yīng)力影響,都是常見的坑。