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什么是HDI PCB材料？
什么是HDI PCB材料？
PCB材料选择在PCB制造和应用功能中起着重要作用。设计人员在使用具有微通孔、捕获焊盘和细间距BGA的高密度互连器时必须仔细选择材料。
使用HDI PCB板通常会带来许多挑战，例如：
工作空间有限
更紧密的间距和更小的组件，例如微孔PCB
完成PCB的更多走线路径
HDI PCB叠层两侧的大量组件
具有较长信号飞行时间的复杂跟踪路线
处理过度的热循环
HDI电路体积小、重量轻，但功能非常强大，具有非常特殊的材料要求。这些电路也容易出现热问题，这就是为什么您应该选择具有高分解温度(Td)的材料。
选择HDI电路板材料
选择HDI材料时必须考虑以下特性：
分解温度（Td）
这是材料因热而发生化学分解的温度。它通常使用IPC ™ 650方法确定，并以摄氏度(℃)表示。这个重要参数用于估计电路的热耐受性。
如果温度超过Td，材料特性的变化是不可避免的。HDI PCB材料的Td应远高于其应用的温度范围。HDI PCB组装过程中的焊锡温度在250 ℃到300 ℃范围内，因此请确保
材料的Td高于此范围。
玻璃化转变温度(Tg)
玻璃化转变温度(Tg) 是材料从硬玻璃态转变为橡胶态的范围。这是碳链开始移动并表现出可能破坏电路功能的不良特性的温度。
由于包括材料的分子结构在内的几个因素，精确测量Tg很困难。
长时间超过HDI PCB的Tg会影响其功能。但是，保持在Tg范围内将确保电路在其生命周期内的正常运行和机械稳定性。
热膨胀系数(CTE)
CTE是材料的一个重要属性，它表明它们在受热后膨胀的程度。换句话说，CTE指定了电路在加热和冷却时会膨胀或收缩多少。CTE以百万分之几摄氏度或PPM/°C为单位测量。
电路的这种突然膨胀和收缩会对组件产生毁灭性的影响，尤其是大型硅芯片封装(LBGA)。过度的热循环会导致焊点失效，因为电路的膨胀速度比硅芯片额定承受的速度更快。此外，这将导致随着时间的推移产生微小撕裂的剪切力。
在功能很重要的应用（例如医疗设备）中，对电路造成的损坏是不可接受的。
介电常数(Dk)
介电常数，也称为相对介电常数，是材料的介电常数与空气的介电常数之比。大多数制造商使用此参数来测试物质。
介电常数还测量材料在电场作用下的电势能。
使用薄型铜箔
制作柔性HDI电路的一种极好的方法是使用具有相对薄和低剖面的细晶粒铜箔。这些铜箔的厚度应该在大多数柔性电路的范围内，大约为1盎司。
HDI PCB的常用材料
最适合HDI PCB的材料具有较低的介电损耗角正切和相对平坦的耗散因数与频率响应曲线。这些材料可分为四类，将在下面讨论。
正常速度和损失
正常速度材料的介电常数与频率响应曲线并不平坦。这意味着它们表现出不希望的特性，例如高介电损耗。因此，这些材料不适用于不能容忍性能下降的高级应用。
正常速度和损耗材料最适合仅限于几GHz的数字设备。这种材料的一个流行例子是Isola 370HR。
中等速度和中等损失
中速材料具有相对平坦的介电常数与频率响应曲线。因此，与正常速度的物质相比，它们的介电损耗只有一半。中速材料最适合限制在10 Ghz但不能更高的应用。Nelco N7000-2是此类材料中的一个流行示例。
高速、低损耗
高速、低损耗材料表现出非常平坦的介电常数与频率曲线。因此，这些材料的介电损耗极低。使用这些材料的另一个优点是它们不会产生大量的电噪声。这些高性能材料的Tg接近180°C。
高速、低损耗材料的一个流行例子是Isola的I-Speed。
非常高的速度，非常低的损耗
非常高速、非常低损耗的材料可能具有最平坦的介电常数与频率响应曲线。它们的介电损耗也最少。这使得它们非常适合高达100 Ghz或更高的应用。Isola Tachyon 100G是属于这一类的流行材料。
这些材料具有出色的电气性能，并且在很宽的温度和频率范围内都非常稳定。它们专为高速数字设备而设计。
HDI PCB材料所涉及的费用
一般来说，具有较低Df和Dk值的材料是HDI电路的最佳候选材料。与其他材料相比，它们确实需要更高的预算。高速、低损耗的信号材料通常生产成本最高。
包起来
HDI PCB在电子技术的小型化中发挥着重要作用。未来几年将通过无尽的应用和创新带来更多的改进。几乎每个行业都在一定程度上利用HDI PCB。