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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制造和應用功能中起著重要作用。設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，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疊層兩側的大量組件
具有較長信號飛行時間的復雜跟蹤路線
處理過度的熱循環
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熱問題，這就是為什么您應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應遠高于其應用的溫度范圍。HDI PCB組裝過程中的焊錫溫度在250 ℃到300 ℃范圍內，因此請確保
材料的Td高于此范圍。
玻璃化轉變溫度(Tg)
玻璃化轉變溫度(Tg) 是材料從硬玻璃態轉變為橡膠態的范圍。這是碳鏈開始移動并表現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構在內的幾個因素，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范圍內將確保電路在其生命周期內的正常運行和機械穩定性。
熱膨脹系數(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生毀滅性的影響，尤其是大型硅芯片封裝(LBGA)。過度的熱循環會導致焊點失效，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生微小撕裂的剪切力。
在功能很重要的應用（例如醫療設備）中，對電路造成的損壞是不可接受的。
介電常數(Dk)
介電常數，也稱為相對介電常數，是材料的介電常數與空氣的介電常數之比。大多數制造商使用此參數來測試物質。
介電常數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。這些銅箔的厚度應該在大多數柔性電路的范圍內，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與頻率響應曲線。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與頻率響應曲線并不平坦。這意味著它們表現出不希望的特性，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用。
正常速度和損耗材料最適合僅限于幾GHz的數字設備。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與頻率響應曲線。因此，與正常速度的物質相比，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、低損耗材料表現出非常平坦的介電常數與頻率曲線。因此，這些材料的介電損耗極低。使用這些材料的另一個優點是它們不會產生大量的電噪聲。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與頻率響應曲線。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都非常穩定。它們專為高速數字設備而設計。
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算。高速、低損耗的信號材料通常生產成本最高。
包起來
HDI PCB在電子技術的小型化中發揮著重要作用。未來幾年將通過無盡的應用和創新帶來更多的改進。幾乎每個行業都在一定程度上利用HDI PCB。