Bảng mạch in (PCB) liên kết mật độ cao (HDI)
November 6, 2025
1. Định nghĩa và Khái niệm cốt lõi
Mạch in liên kết mật độ cao (HDI) là một loại bảng mạch in tiên tiến được đặc trưng bởi mật độ dây dẫn trên một đơn vị diện tích cao hơn đáng kể so với các PCB thông thường.Động lực cốt lõi của công nghệ HDI là xu hướng thu nhỏ và nâng cao hiệu suất không ngừng trong ngành điện tử hiện đại. Bằng cách sử dụng các quy trình chế tạo tinh vi, bảng HDI chứa nhiều linh kiện và đường dẫn hơn trong một không gian vật lý nhỏ hơn, giúp các thiết bị nhẹ hơn, nhỏ hơn và gọn hơn.
2. Các tính năng cấu trúc chính
Điều xác định một PCB HDI là việc sử dụng các cấu trúc chuyên biệt cho phép đạt được mật độ cao này:
-
Microvias:Đây là tính năng xác định nhất của PCB HDI. Microvia là một lỗ dẫn điện nhỏ với đường kính thường $le 150 mu m$ ($le 0.006$ inch). Chúng thường được tạo ra bằng cách khoan laser (không phải khoan cơ học) và rất quan trọng để kết nối các lớp.
-
Blind Vias: Kết nối một lớp bên ngoài với một hoặc nhiều lớp bên trong, nhưng không đi xuyên qua toàn bộ bảng mạch.
-
Buried Vias: Kết nối hai hoặc nhiều lớp bên trong và được bịt kín hoàn toàn từ bên ngoài.
-
Via-in-Pad (VIP): Một kỹ thuật trong đó microvia được đặt trực tiếp bên trong miếng đệm hàn của một linh kiện, cho phép đặt các linh kiện có bước chân nhỏ (như Mảng lưới bi hoặc BGAs) với mật độ cao hơn. Sau đó, via được lấp đầy và mạ.
-
-
Đường và khoảng cách nhỏ hơn: Các đường đồng (đường) và khoảng trống (khoảng cách) giữa chúng hẹp hơn nhiều, thường $le 100 mu m$ (0.10 mm) chiều rộng, cho phép định tuyến một số lượng lớn các đường dẫn trên mỗi lớp.
-
Các lớp được xây dựng (Lamination tuần tự):Bảng HDI thường sử dụng quy trình cán tuần tự, trong đó các lớp được thêm vào và xử lý theo các bước, với các via được khoan và lấp đầy ở mỗi giai đoạn. Cấu trúc "xây dựng" này tạo ra các loại như (1+N+1) hoặc (2+N+2), trong đó 'N' là các lớp lõi và các số cho biết các lớp xây dựng mật độ cao ở hai bên.
3. Ưu điểm của công nghệ HDI
| Ưu điểm | Mô tả |
| Thu nhỏ | Cho phép giảm đáng kể kích thước và trọng lượng tổng thể của PCB, đáp ứng nhu cầu về các sản phẩm tiêu dùng nhỏ hơn. |
| Tăng cường tính toàn vẹn tín hiệu | Đường dẫn tín hiệu ngắn hơn (do microvias) làm giảm độ tự cảm, điện dung và phản xạ tín hiệu (stubs). Điều này cải thiện hiệu suất điện tốc độ cao của bảng mạch và giảm tổn thất tín hiệu. |
| Tăng mật độ/chức năng | Nhiều linh kiện hơn (đặc biệt là các linh kiện có số chân lớn như BGAs) có thể được đặt trên bảng mạch, thường dẫn đến giảm tổng số lớp so với thiết kế thông thường. |
| Độ tin cậy được cải thiện | Microvias thường được lấp đầy và mạ đồng, cung cấp kết nối mạnh mẽ hơn so với các lỗ xuyên được khoan bằng cơ học truyền thống. |
4. Các ứng dụng phổ biến
PCB HDI là xương sống của hầu hết các thiết bị điện tử công nghệ cao hiện đại, bao gồm:
-
Điện thoại thông minh và Máy tính bảng
-
Công nghệ đeo được (Đồng hồ thông minh, Thiết bị theo dõi sức khỏe)
-
Thiết bị y tế (Chẩn đoán hình ảnh, Thiết bị theo dõi)
-
Điện tử ô tô (Mô-đun ADAS, Hệ thống GPS)
-
Hệ thống hàng không vũ trụ và quốc phòng


