Hochdichte-Verbindungs-Leiterplatte (HDI)

1. Definition und Kernkonzept

High-Density Interconnect (HDI) Leiterplatte ist eine fortschrittliche Klasse von Leiterplatten, die sich durch eine deutlich höhere Verdrahtungsdichte pro Flächeneinheit im Vergleich zu herkömmlichen Leiterplatten auszeichnet.Die Kernmotivation für die HDI-Technologie ist der unaufhaltsame Drang in der modernen Elektronik nach Miniaturisierung und verbesserter Leistung. Durch den Einsatz hochentwickelter Fertigungsprozesse packen HDI-Platinen mehr Komponenten und Routing-Leitungen in einen kleineren physischen Raum, wodurch Geräte leichter, kleiner und kompakter werden.

2. Wichtige strukturelle Merkmale

Was eine HDI-Leiterplatte ausmacht, ist die Verwendung spezieller Strukturen, die diese hohe Dichte ermöglichen:

• Mikro-Vias:Dies ist das wichtigste Merkmal einer HDI-Leiterplatte. Ein Mikro-Via ist ein winziges leitfähiges Loch mit einem typischen Durchmesser von $le 150 mu m$ ($le 0,006$ Zoll). Sie werden in der Regel durch Laserbohren (nicht mechanisches Bohren) erzeugt und sind entscheidend für die Verbindung von Schichten.

  • Blind Vias: Verbinden eine äußere Schicht mit einer oder mehreren inneren Schichten, gehen aber nicht vollständig durch die Platine hindurch.

  • Vergrabene Vias: Verbinden zwei oder mehr innere Schichten und sind vollständig von außen abgedichtet.

  • Via-in-Pad (VIP): Eine Technik, bei der das Mikro-Via direkt in der Lötpad einer Komponente platziert wird, was eine dichtere Platzierung von Komponenten mit feinem Raster (wie Ball Grid Arrays oder BGAs) ermöglicht. Das Via wird dann gefüllt und überplattiert.

• Feinere Linien und Zwischenräume: Die Kupferleitungen (Linien) und die Zwischenräume (Abstände) zwischen ihnen sind viel schmaler, oft $le 100 mu m$ (0,10 mm) breit, was es ermöglicht, eine weitaus größere Anzahl von Leitungen auf jeder Schicht zu verlegen.

• Aufgebaute Schichten (sequentielle Laminierung):HDI-Platinen verwenden oft ein sequentielles Laminierungsverfahren, bei dem Schichten in Schritten hinzugefügt und verarbeitet werden, wobei Vias in jeder Phase gebohrt und gefüllt werden. Diese "Aufbau"-Struktur führt zu Typen wie (1+N+1) oder (2+N+2), wobei 'N' die Kernschichten sind und die Zahlen die High-Density-Aufbauschichten auf beiden Seiten angeben.

3. Vorteile der HDI-Technologie

4. Häufige Anwendungen

HDI-Leiterplatten sind das Rückgrat der meisten modernen High-Tech-Elektronikgeräte, einschließlich:

• Smartphones und Tablets

• Wearable Technology (Smartwatches, Fitness-Tracker)

• Medizinische Geräte (Diagnostische Bildgebung, Überwachungsgeräte)

• Automobilelektronik (ADAS-Module, GPS-Systeme)

• Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssysteme