1.高密度相互接続 (HDI) プリント回路基板 (PCB) は、電子パッケージング技術における大きな進歩であり、従来の PCB と比較して、より高い部品密度と改善された電気性能を実現します。 HDI 技術は、通常 150 ミクロン未満の直径を持つマイクロビア、ブラインドビア、および埋め込みビアを使用し、多層スタッキングと層数の削減を可能にします。 このアーキテクチャは、信号パスの長さを最小限に抑え、制御されたインピーダンス ルーティングによって信号の整合性を強化し、100 GHz を超えるミリ波範囲までの高周波アプリケーションをサポートします。 HDI 設計でビア スタブの長さが短縮されると、PCIe 5.0 や DDR5 などの高速デジタル インターフェイスにとって重要な信号反射がさらに軽減されます。

2.主要な製造プロセスには、最大 1:1 のアスペクト比を実現するマイクロビア形成用の UV または CO2 レーザーによるレーザー ドリリング、および樹脂不足を防ぐための低圧プレスによる連続ラミネーション サイクルが含まれます。フィルド ビア銅めっきなどの高度なめっき技術により、ボイドフリーのビア充填が保証され、セミアディティブ プロセス (SAP) では 25 ミクロンという狭いトレース幅が可能になります。一般的に使用される材料は、改質エポキシ、ポリフェニレン エーテル (PPE)、液晶ポリマー (LCP) などの低損失誘電体で、10 GHz での誘電率 (dk) は 3.5 未満、散逸係数 (df) は 0.005 未満です。熱管理は、最大 400 W/mk の熱伝導率を持つ銅充填ビアと、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素フィラーを組み込んだ熱伝導性基板によって対処され、自動車用途において接合部温度が 125 °C 未満に保たれます。

3.HDI PCB は、ビアインパッド構成や埋め込み容量層などの最適化された接地方式により、優れた電磁両立性 (EMC) 特性を示し、FR4 ベースの設計と比較して電磁干渉 (EMI) 放射を 15 ～ 20 db 削減します。設計上の考慮事項では、25 ～ 56 Gbps インターフェイスの差動ペアでは通常 50 オーム ± 5% の厳密なインピーダンス制御が必須であり、RF 回路では 50/50 ミクロン未満の正確なトレース幅/間隔規則が必須です。クロストーク抑制は、接地されたコプレーナ導波路と互い違いのビア配置によって実現され、結合を -40 db 未満に最小限に抑えます。

4.5ミクロンの解像度を持つ自動光学検査（AOI）、3Dボイド分析用のX線トモグラフィー、および10ピコ秒の立ち上がり時間を持つ時間領域反射率測定（TDR）は、重要な品質保証手段です。これらの技術は、20ミクロン未満の不完全なメッキや位置ずれなどのマイクロビアの欠陥を検出します。アプリケーションは、20層HDIスタックを必要とする5GマッシブMIMOアンテナアレイ、生体適合性ソルダーマスクを備えたインプラント型医療機器、0.2mmピッチBGAを備えた自動車用LIDARモジュール、およびMIL-PRF-31032クラス3信頼性基準を満たす衛星ペイロードに及びます。

5.今後の開発は、0.3 mm未満の超微細ピッチ部品に焦点を当てており、15ミクロンのライン定義のための直接レーザー構造化（DLS）と、シリコンフォトニクスまたは臓器ダイの異種埋め込みのための積層製造統合が必要です。環境コンプライアンスは、ガラス転移温度（TG）が180°Cを超えるハロゲンフリー材料、およびRoHS 3指令に準拠した無電解ニッケル、無電解パラジウム置換金（ENEPIG）などの鉛フリー表面仕上げの研究を推進しています。インダストリー4.0の統合により、IoT対応のめっき槽を介したリアルタイムのプロセス監視が可能になり、10,000枚以上のマイクロビア画像でトレーニングされた機械学習アルゴリズムにより、99.3%の欠陥予測精度が達成されています。HDIテクノロジーは、アダプティブレーザーエネルギー制御と、ドリルスミアを最小限に抑えるナノコーティングリリースフィルムにより、98.5%を超える製造歩留まりを維持しながら、ポータブル電子機器のサイズを30～50%縮小し続けています。