PCB Blog - HDI PCB生産積層について

HDI PCB（高密度相互接続プリント回路基板）は、従来のプリント回路基板よりも単位面積当たりの配線密度が高いことを特徴とする高度な技術を使用して製造された回路基板です。 HDI PCBは、多くの場合、マイクロブラインドおよび埋設穴技術を使用しており、その結果、配線の密度が著しく高くなります。 このレイアウトにより、HDIプリント基板はサイズと重量を効果的に削減し、現代の電子機器におけるコンパクト設計の要求に応えることができます。

IPC-2226で定義されているように、これらの基板は、より細い配線とより小さいギャップ（≤ 100 µm/0.10 mm）を使用して、高い電気接続性、基板スペースの有効活用、信号伝送速度と品質の向上を実現しています。

生産スタッキングのためのHDI PCB要件

HDI PCBは通常、4層以上で構成されます。 積層設計では、電気的性能の向上と基板厚の低減のために、最適化された層間接続（ブラインド・ビアや埋設ビア）、シグナルインテグリティの確保とEMIの低減のために、配線幅、ビアサイズ、層間スペースを考慮する必要があります。 基板の選択に関しては、高密度レイアウトでの信号伝送損失を効果的に低減するために、誘電率が低く、熱膨張係数（CTE）が小さいFR-4材料が一般的に使用されます。 航空宇宙用や軍事用などの特殊な用途では、過酷な条件下での信頼性を確保するため、より高性能な材料が使用されることがあります。

HDI PCB製造におけるレーザー穴あけの限界

HDI PCBのレーザー穴あけ加工には、主に基板の厚さ、開口部、製造工程に関連する多くの技術的制限があります。 レーザー穴あけ技術は、基板の厚さに明確な制限があります。 具体的には、基板の誘電体厚さは通常0.13mmに制限されており、これを超えると穴あけ加工を効果的に行うことができません。 レーザー穴あけ加工では、一般的に3～5mil（約0.076～0.127mm）の穴径が必要で、特にハイエンドのHDI基板では、スルーブラインド穴の場合、穴径は0.1mm未満になることが多い。 それ以外の場合、生産速度に影響するだけでなく、生産歩留まりにも大きく影響する。

さらに、レーザー穴あけの前に、基板上の銅層を、仕上がりの開口部に合わせたCuクリアランスでエッチングする必要がある。これは、レーザーが銅材料を貫通するのが極めて難しいためで、正しく処理しないと、穴あけ品質の劣化につながる。

HDI PCBは、スマートフォン、タブレット、高速ネットワーク機器など、性能とスペースの要件が厳しい最新の電子機器に広く使用されています。HDI PCBの製造工程は、従来のPCBよりも複雑で、複数の工程が含まれるため、最終製品の品質を確保するためには、各工程で厳格な管理が必要です。