แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบเชื่อมต่อความหนาแน่นสูง (HDI)

November 6, 2025

1. ความหมายและแนวคิดหลัก

PCB การเชื่อมต่อระหว่างกันความหนาแน่นสูง (HDI)เป็นแผงวงจรพิมพ์ขั้นสูงที่มีความหนาแน่นของสายไฟต่อหน่วยพื้นที่สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับ PCB ทั่วไปแรงจูงใจหลักสำหรับเทคโนโลยี HDI คือการขับเคลื่อนอย่างไม่หยุดยั้งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่เพื่อการย่อขนาดและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ด้วยการใช้กระบวนการผลิตที่มีความซับซ้อนสูง บอร์ด HDI จึงบรรจุส่วนประกอบได้มากขึ้นและกำหนดเส้นทางการติดตามในพื้นที่ทางกายภาพที่เล็กลง ทำให้อุปกรณ์เบาขึ้น เล็กลง และกะทัดรัดยิ่งขึ้น

2. คุณสมบัติโครงสร้างที่สำคัญ

สิ่งที่กำหนด HDI PCB คือการใช้โครงสร้างพิเศษที่ทำให้เกิดความหนาแน่นสูง:

ไมโครเวีย:สิ่งเหล่านี้เป็นคุณสมบัติเดียวที่ชัดเจนที่สุดของ HDI PCB ไมโครเวียเป็นรูนำไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไป$le 150 ม.$-$เลอ 0.006$นิ้ว) โดยปกติแล้วจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้การเจาะด้วยเลเซอร์ (ไม่ใช่การเจาะด้วยกลไก) และมีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อชั้นต่างๆ
- จุดแวะตาบอด:เชื่อมต่อชั้นนอกเข้ากับชั้นภายในหนึ่งชั้นขึ้นไป แต่อย่าลอดผ่านบอร์ดไปจนสุด
- จุดแวะฝัง:เชื่อมต่อชั้นภายในตั้งแต่สองชั้นขึ้นไปและปิดผนึกอย่างสมบูรณ์จากด้านนอก
- Via-in-Pad (วีไอพี):เทคนิคการวางไมโครเวียโดยตรงภายในแผ่นบัดกรีของส่วนประกอบ ช่วยให้จัดวางส่วนประกอบที่มีพิทช์ละเอียดได้หนาแน่นมากขึ้น (เช่น Ball Grid Arrays หรือ BGA) จากนั้นเติม via และชุบทับ
เส้นปลีกย่อยและช่องว่าง:รอยทองแดง (เส้น) และช่องว่าง (ช่องว่าง) ระหว่างนั้นมักจะแคบกว่ามาก$le 100 มู ม$ความกว้าง (0.10 มม.) ทำให้สามารถกำหนดเส้นทางได้มากขึ้นในแต่ละชั้น
ชั้นที่สร้างขึ้น (การเคลือบตามลำดับ):บอร์ด HDI มักใช้กระบวนการเคลือบตามลำดับซึ่งมีการเพิ่มและประมวลผลชั้นต่างๆ ในขั้นตอน โดยมีการเจาะและเติมจุดแวะในแต่ละขั้นตอน โครงสร้าง "การก่อตัว" นี้ให้ผลลัพธ์เป็นประเภทต่างๆ เช่น (1+N+1) หรือ (2+N+2) โดยที่ 'N' คือชั้นแกนกลาง และตัวเลขบ่งชี้ถึงชั้นการก่อตัวที่มีความหนาแน่นสูงทั้งสองด้าน

3. ข้อดีของเทคโนโลยี HDI

ข้อได้เปรียบ	คำอธิบาย
การย่อขนาด	ช่วยให้สามารถลดขนาดและน้ำหนัก PCB โดยรวมลงได้อย่างมาก เพื่อรองรับความต้องการสินค้าอุปโภคบริโภคที่มีขนาดเล็กลง
ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ได้รับการปรับปรุง	เส้นทางสัญญาณที่สั้นกว่า (เนื่องจากไมโครเวีย) จะลดการเหนี่ยวนำ ความจุ และการสะท้อนของสัญญาณ (สตับ) ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าความเร็วสูงของบอร์ดและลดการสูญเสียสัญญาณ
เพิ่มความหนาแน่น/ฟังก์ชันการทำงาน	สามารถวางส่วนประกอบต่างๆ ได้มากขึ้น (โดยเฉพาะส่วนประกอบที่มีจำนวนพินขนาดใหญ่ เช่น BGA) บนบอร์ด ซึ่งมักจะนำไปสู่การลดจำนวนเลเยอร์ทั้งหมดเมื่อเทียบกับการออกแบบทั่วไป
ปรับปรุงความน่าเชื่อถือ	โดยทั่วไปแล้ว Microvias จะถูกเติมด้วยทองแดงและชุบ ให้การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งกว่าการเจาะทะลุด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิม

4. การใช้งานทั่วไป

HDI PCB เป็นแกนหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไฮเทคร่วมสมัยส่วนใหญ่ ได้แก่:

สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต
เทคโนโลยีอุปกรณ์สวมใส่ (Smartwatches, Fitness Trackers)
อุปกรณ์ทางการแพทย์ (ภาพวินิจฉัย อุปกรณ์ติดตาม)
อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ (โมดูล ADAS, ระบบ GPS)
ระบบการบินและอวกาศและการป้องกัน