在可穿戴设备领域,HDI(高密度互连)技术为其微型化提供了有力支撑。
从技术参数看,HDI的微孔技术极为关键。通常,微孔直径在 0.15mm 以下,像 CO?或 UV 激光钻孔可实现 50 - 100μm 微孔。微孔越小,布线空间越大。在智能手表这类可穿戴设备中,需集成众多传感器、芯片等元件,微孔技术增加的布线空间,让复杂电路布局成为可能。但微孔加工难度大,孔径缩小时,树脂填充易产生气泡,影响孔壁结合力,导致热应力下孔内裂纹。所以,需选用低粘度、高触变性树脂及真空塞孔设备,保证树脂渗透率达99% 以上。
线宽/线距也是重要参数。
目前先进工艺能做到30μm/30μm甚至更小。在可穿戴设备实践中,更细的线宽/线距可提升布线密度,使更多电路功能集成在有限空间。以智能手环为例,借助精细线宽/线距,实现了心率监测、运动追踪等多模块电路集成。不过,线宽/线距过小,对制造工艺和设备要求大幅提高,成本也随之增加。
HDI的高密度布线能力是可穿戴设备微型化核心。相比传统PCB,它通过微孔、盲孔和埋孔构建复杂互连结构,在单位面积集成更多元件。像在一些小型化医疗可穿戴设备中,需集成多种传感器和信号处理电路,HDI技术能将这些功能紧凑布局,实现设备微型化。但布线密度提升,信号完整性问题凸显,串扰风险增加,需精心设计布线和采用合适屏蔽措施。
信号完整性方面,HDI因短信号传输路径减少了寄生电容和电感。在可穿戴设备蓝牙通信模块,短路径降低信号延迟和损耗,保障数据稳定快速传输。但要注意,随着可穿戴设备功能增多,不同模块信号相互干扰可能性增大,设计时需充分考虑信号隔离和优化。
从成本看,HDI制造工艺复杂,激光钻孔、顺序层压等需专用设备,成本较高。尤其高阶 HDI,层数增加、精度要求提高,成本大幅上升。在可穿戴设备设计中,需平衡 HDI性能与成本。对追求极致轻薄、高性能可穿戴设备,可适当采用高阶 HDI;对成本敏感、功能相对简单产品,低阶 HDI或结合其他技术更合适。
总之,HDI的特性在可穿戴设备微型化进程中不可或缺,但也伴随着诸多挑战,工程师在设计时需综合权衡。