什麼是 HDI 設計？

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要瞭解 HDI 設計，首先需要掌握其核心概念。簡單來說，HDI 技術是指使用微孔來連接 PCB 上的各層，而非傳統的機械鑽孔。此方法可大幅縮小開孔尺寸，達到更高的單位面積佈線密度。

HDI PCB 通孔和層配置說明

高密度互連 (HDI)是現代電路板的重要特徵。傳統的 PCB 依賴機械鑽孔，所鑽出的孔洞很大。相比之下，HDI 使用雷射鑽孔製造非常小的孔，約 0.15mm。這些小孔可節省空間，並在引腳眾多的零件下提供可靠的連接，例如 BGA 晶片.

盲孔始於外層，終止於內層，不會穿過整個電路板。它們可將表面零件連結至內部電路，同時將對面保留作其他用途。埋入式通孔完全隱藏在電路板內部。它們的作用是連接兩個或更多內層，從而提高佈線密度。堆疊式通孔結合了多層的數個小孔。雖然製造成本高且複雜，但它們能為先進的 HDI 設計提供最高的密度。

與標準 PCB 相比，HDI 板的層結構更加複雜。必須根據電氣需求、尺寸和預算仔細規劃每一層。1-N-1 結構是最簡單的結構，其中一個 HDI 層透過一個通孔連接外層和內層。此方案成本低，適合中等密度的應用。2-N-2 結構增加了更多 HDI 層。它以更好的方式連接它們。這可為複雜的數位和類比電路提供更高的佈線密度。

HDI PCB 的設計與製造挑戰

HDI 技術具有許多優點；然而，設計人員在 HDI 技術的設計和製造方面面臨重大的挑戰。

訊號完整性

首先，在高速運轉時，訊號可能會變得微弱，並被其他較近的訊號線串擾，進而影響整體系統的訊號品質。為了克服這一問題，必須採用差分佈線方式，將信號線佈線，使每對信號線的長度和間距相同，從而阻隔外部雜訊，並維持無雜訊管理信號。此外，還必須控制每對信號線對線寬的阻抗。這也適用於與地平面和材料的間距，因為線路的阻抗必須與負載相匹配。這可以防止訊號發生反射。另一項好的技術是使用接地平面，因為它可以提供低雜訊的低阻抗路徑。這也是多層 HDI 板的情況，在多層 HDI 板中，接地和電源是經過策略性規劃的。

層級規劃與路由

HDI 板的各層都有訊號和電源平面。在 HDI 板的底層和頂層，訊號層有電源平面。信號跡線和其他路由平面必須整齊排列。管理良好的系統有助於將信號從每一層導向平面板，而不會造成干擾。

訊號纜線必須在不干擾的情況下通過兩塊或更多的電路板。這表示每個線對都要拉直並佈線，使兩塊板翻轉。在兩塊板之間有一個包覆平面，將它們的層疊分開。下層板上的內平面形成信號橋接至其邊界。上層板上的內平面則作為上邊界平面，並連接至後方的多層部分。

板間與內側佈線

值得注意的是，在 HDI 平面中，多層板的偏移平面與訊號地平面有關。訊號從地平面經由小孔路由至各層多層板的各層，因此策略性地跨越訊號流線。因此，垂直切割可穿過訊號流平面，並在訊號流線下方布線。

在密閉空間中密集排列的元件會產生過多的熱量，這是一個重大的挑戰。如果不散去過多的熱量，可能會導致元件性能降低以及永久損壞。使用散熱孔可以解決這個問題；散熱孔是電路板上通往接地層的小孔。在發熱元件下方放置多個導熱孔，可將熱量積極傳導至電路板的內接地層或散熱片。除了導熱孔之外，還會使用預測熱行為的軟體來追蹤熱流。這樣做是為了確保有效地從關鍵區域抽取熱量。

從設計到實踐：PCB 組裝

一個好的 HDI 專案需要一個好的設計。它也需要有效率且精確的 PCB 組裝服務.設計和組裝團隊必須通力合作。這是專案成功的關鍵。

設計必須容易製造 (DFM)。設計師需要與製造和組裝團隊討論。這可確保設計符合工廠規定。例如，他們會檢查零件的封裝是否符合以下條件 SMT 組裝 機器。他們還會確保焊墊尺寸、間距和阻焊橋樑的正確性。這樣可以防止短路或焊點不良。

在製作大量木板之前、 原型 PCB 組裝 是必要的步驟。它可以讓工程師測試設計。他們可以快速修正問題。測試完成後，專案會移到 大批量 PCB 組裝.在這一點上，工廠需要有一個強大的生產系統。還需要嚴格的品質控制。這樣才能確保穩定且低成本的大量生產。

成本與供應鏈

成本是 HDI 專案的主要因素。瞭解 PCB 組裝成本 幫助公司做出明智的選擇。

HDI 比標準 PCB 更為昂貴。有幾個因素會增加成本。更多的層數和更複雜的通孔（如堆疊通孔）會增加成本。此外，具有許多引腳的零件（如 BGA 晶片）需要更精確的組裝。這也增加了成本。最後，嚴格的電氣和功能測試也增加了額外的成本。

許多公司覺得供應鏈很複雜。因此，他們選擇了 Turnkey PCB Assembly。這項服務結合了所有步驟：取得零件、製作電路板、組裝和測試。它幫助客戶獲得明確的 PCB 組裝報價、簡化專案管理、縮短上市時間，並使公司能夠專注於核心業務。

獲得正確的報價是關鍵的第一步。撠 PCB 組裝報價 列出所有成本。這包括零件成本、製造成本、組裝成本和測試成本。通過檢查報價，公司可以更好地控制預算。

總結

高密度互連 (HDI) 技術是現代電子產品的基礎。一個好的 HDI 專案從強大的設計開始。它以良好、專業的 PCB 組裝.您必須從一開始就考慮製造。您必須使用交鑰匙服務來管理供應鏈。這是專案成功的關鍵。