隨著(zhù)資訊產(chǎn)品對于體積的要求越來(lái)越高，尤其是移動(dòng)裝置產(chǎn)品的尺寸朝持續微縮方向開(kāi)發(fā)，如目前熱門(mén)的Ultra Book產(chǎn)品，甚至是新穎的穿戴式智能裝置，都必須運用HDI高密度互連技術(shù)制作的載板，將終端設計進(jìn)一步壓低產(chǎn)品尺寸。

HDI(High Density Interconnect)即為高密度互連技術(shù)，這是印刷電路板(Printed circuit board)所使用的技術(shù)的一。HDI主要是應用微盲埋孔的技術(shù)進(jìn)行制作，特性是可讓印刷電路板里的電子電路分布線(xiàn)路密度更高，而由于線(xiàn)路密度大增，也讓HDI制成的印刷電路板無(wú)法使用一般鉆孔方式成孔，HDI必須采用非機械的鉆孔制程，非機械鉆孔的方法相當多，其中「雷射成孔」為HDI高密度互連技術(shù)的搭配成孔方案為主。

HDI印刷電路板的應用領(lǐng)域相當寬廣，舉凡手機、超薄型筆記本電腦、平板電腦、數位相機、車(chē)用電子、數位攝影機...等電子產(chǎn)品，都已使用HDI技術(shù)來(lái)縮小主板設計，縮小后的效益相當大，不只終端產(chǎn)品設計可以把更多機構內空間留給電池、或更多附加功能零組件，產(chǎn)品的成本也可因為導入HDI而相對降低。

HDI早期用于中高價(jià)手機 現在幾乎普及于各移動(dòng)裝置

早期使用HDI技術(shù)最多的產(chǎn)品，以功能性手機、智能型手機為主，此類(lèi)產(chǎn)品占了HDI高密度電路板快一半以上用量，而Any-layer HDI(任意層高密度連接板)則為高階HDI制作制程，與一般HDI電路板最大差別在于，多數HDI為由鉆孔制程進(jìn)行的機鉆進(jìn)行PCB貫穿處理，至于層與層的間的板材，Any-layer HDI運用「雷射」鉆孔打通每一層的彼此連通設計。

例如，采用Any-layer HDI的制作方法，一般可以減省約四成的PCB體積，目前Any-layer HDI已被用于A(yíng)pple iPhone 4、或較新穎的智能型手機，藉由更高密度整合主板降低產(chǎn)品設計厚度，使產(chǎn)品設計得以用更輕薄的設計型態(tài)問(wèn)市。但Any-layer HDI為采用雷射盲孔制造，在線(xiàn)路加工制作難度相對較高、成本也較一般電路板為高，目前僅高單價(jià)的移動(dòng)裝置使用較多。

HDI印刷電路板為采用增層法(Build Up)進(jìn)行制造，HDI的技術(shù)差距即在增層的數量，電路層數越多、技術(shù)難度越高！而一般用途的HDI板，基本上可使用一次增層，至于高階用途的HDI板，則為分二次、或多次以上的Build Up增層技術(shù)制造，為避免機械穿孔造成HDI板高密度布線(xiàn)因鉆孔不當受損，成孔制程可同時(shí)使用雷射穿孔、電鍍填孔、迭孔等先進(jìn)的印刷電路板制作技術(shù)。

HDI對于線(xiàn)路要求密度高 需使用雷射進(jìn)行開(kāi)孔

其實(shí)HDI高密度制法，并沒(méi)有明確的定義，但一般對于HDI或非HDI差別其實(shí)相當大，首先，HDI制成的電路載板所使用的孔徑需小于或等于6mil(1/1,000吋)，至于孔環(huán)的環(huán)徑需要≦10mil，而線(xiàn)路接點(diǎn)的布設密度需在每平方英吋大于130點(diǎn)，信號線(xiàn)的線(xiàn)間距需3mil以下。

HDI印刷電路板的優(yōu)點(diǎn)相當多，HDI由于線(xiàn)路高度集積化，因此使用板材面積可以大幅縮小，而層數越高、可縮小的板面也能對應增加，由于基材尺寸更小，HDI應用電路板面面積可以較非HDI電路板設計少2~3倍占位、卻能維持相同復雜的線(xiàn)路，自然板材的材料重量可藉此縮減。至于針對射頻、高頻等特定區塊電路設計，可善用多層結構，在主電路的上／下層電路設置大面積的金屬接地層，將可能自PCB引發(fā)的高頻線(xiàn)路EMI問(wèn)題，限制在HDI的板材內部，避免影響外部其他電子設備運行。

而HDI板材重量更輕、線(xiàn)路密度更高，對機殼內的空間使用率相對較非HDI電路板設計更高，而原有高頻運行的器件會(huì )因為采用HDI后，讓訊號線(xiàn)的傳輸距離縮短，自然有利于新款SoC或高頻運行器件的信號傳輸品質(zhì)因電氣特性較佳、進(jìn)而獲得傳輸效能改善，加上HDI若使用超過(guò)8層，基本上就可以獲得較非HDI電路板更好的性?xún)r(jià)比，這對終端產(chǎn)品設計而言也可運用HDI主板設計方案，提升產(chǎn)品的產(chǎn)品性能與規格數據表現，讓產(chǎn)品更具市場(chǎng)競爭力。

高引腳數的關(guān)鍵元件 需使用HDI進(jìn)行產(chǎn)品設計

尤其是引腳數超多的FPGA元件，對于PCB布線(xiàn)來(lái)說(shuō)是極大的困擾，又例如目前最常見(jiàn)的GPU元件，引腳數也是朝向越來(lái)越多發(fā)展，大多已經(jīng)改用HDI印刷電路板來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設計，HDI尤其適合需要高復雜連接的設計方案使用。

尤其針對新一代的SoC或整合晶片，其高度整合功能下導致IC引腳越來(lái)越多，這對于PCB設計連接線(xiàn)路的難度大幅提升，而HDI高密度電路板設計方案，可利用板材內部多層互連、整合的優(yōu)勢，將復雜的晶片引腳一一完成連接，而雷射盲孔制作可以在板材內制作微盲孔，可以是穿孔式、錯置式、堆迭式，亦可在任意層進(jìn)行互連，線(xiàn)路的布設彈性相對較傳統PCB高更多，也為高引腳數的整合晶片應用方案提供更輕松的板材設計方案。

而HDI電路板設計也較以往PCB更為復雜，不只是線(xiàn)路變得更緊密，在使用不同層電路互連的設計復雜度也大幅提高，線(xiàn)路變得更細、更緊密的同時(shí)，也代表著(zhù)線(xiàn)路的導體截面積變更小，這會(huì )導致傳遞信號完整性問(wèn)題會(huì )更加凸顯，對PCB設計工程師來(lái)說(shuō)要花更多心思進(jìn)行板材功能驗證與查錯。

尤其在面對高度復雜的設計案件，例如在開(kāi)發(fā)過(guò)程中板材的電子電路遭遇設計變更的可能性相當高，而若主板的核心元件有FPGA或其他具大量引腳的元件，稍微有點(diǎn)設計變更就會(huì )造成設計改善時(shí)程的延宕，而如何在改變頻繁的設計過(guò)程中，盡可能減少線(xiàn)路部署錯誤發(fā)生，必須搭配可支援HDI高復雜度線(xiàn)路設計的設計輔助工具，尤其是必須搭配可在FPGA邏輯設計、硬體設計、PCB邏輯與相關(guān)設計數據可彼此互通的設計架構下，讓任何專(zhuān)案的設計規格變動(dòng)，均可即時(shí)反應于開(kāi)發(fā)系統，避免設計板材與目標晶片無(wú)法匹配的設計問(wèn)題發(fā)生。

HDI電路板設計需更謹慎進(jìn)行產(chǎn)品驗證

也是因為HDI印刷電路板已將線(xiàn)路復雜度大幅提升，這對于原有的PCB布線(xiàn)設計工作將會(huì )帶來(lái)更多的設計負荷，在實(shí)際的開(kāi)發(fā)專(zhuān)案中，雖可利用輔助開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行走線(xiàn)快速部署、擺位，但實(shí)際上仍須搭配開(kāi)發(fā)者的設計經(jīng)驗，進(jìn)行元件配置、線(xiàn)路布設的最佳化調校，搭配開(kāi)發(fā)軟件自動(dòng)化將引腳與線(xiàn)路連接關(guān)系對應、相對位置自動(dòng)更換線(xiàn)路引腳等自動(dòng)化設計方案，來(lái)進(jìn)一步簡(jiǎn)化HDI印刷電路板的設計程序、減少冗長(cháng)的開(kāi)發(fā)時(shí)程。

另HDI往往也會(huì )用于高速元件的設計應用方案中，尤其是現在3C或移動(dòng)裝置，動(dòng)輒都具備GHz等級的運作時(shí)脈時(shí)，主機板線(xiàn)路的走向，也會(huì )影響設備在高頻運行下的EMI/EMC問(wèn)題影響。一般來(lái)說(shuō)可先利用開(kāi)發(fā)軟件先進(jìn)行時(shí)序規則、走線(xiàn)拓撲結構的設計參數設置，先提供給開(kāi)發(fā)軟件一個(gè)可參考的約束范圍后，再利用開(kāi)發(fā)軟件自帶的軟件驗證功能進(jìn)行初步設計的本機驗證，當然，開(kāi)發(fā)軟件的本機線(xiàn)路驗證畢竟不是真實(shí)線(xiàn)路除錯，頂多僅能作為開(kāi)發(fā)參考，實(shí)際設計方案仍須先做過(guò)多次軟件驗證后再制作參考設計進(jìn)行HDI板材功能驗證。

使用軟件的模擬驗證有相當多好處，基本上可以透過(guò)軟件模擬驗證快速找出可能出錯的邏輯線(xiàn)路，透過(guò)設計軟件進(jìn)行查點(diǎn)、查線(xiàn)，檢查可能出現錯誤設計的區塊，而軟件模擬的速度相當快，可在還未投入進(jìn)行板材小批量制作前的驗證基礎，等到軟件驗證搭配模擬環(huán)境測試沒(méi)有出現問(wèn)題，再進(jìn)行試做品進(jìn)行實(shí)體驗證，可大幅減省HDI開(kāi)發(fā)成本。

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