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HDI多层印制板及数据资料
HDI多层印制板及数据资料
(2012.02.06整理)
四川如四川长虹(网络1.5亿左右)、九洲电器(2.5亿左右)、戴尔、富士康、联想、重庆长安集团、格力电子、四联光电(3亿左右)
2010年全球550亿美元PCB产值中,FPC(挠性电路板)产值为85.95亿美元,在各种产品中比例为15.6%。
其中单双面FPC产值为58.1亿美元,多层FPC产值为27.86亿美元。
FPC主要生产国家为:
中国大陆以24.35亿美元居首,占世界比例达到28.4%;日本以16.6亿美元紧随其后,占世界比例19.4%;韩国以15.48位列第三。
泰国6.2亿美元,北美5.7亿美元,其他如新加坡、欧洲、越南和马来西亚等产值都比较小。
2011.7.19发布:
2010年PCB数据,全球为550亿美元。
在亚洲地区:
中国221.85亿美元,日本98.095亿美元,台湾70.86亿美元,韩国60.87亿美元,亚洲产值486.8亿美元,占全球的比例高达88%,中国占全球的比例39.9%,成为最大的生产国。
日本和台湾紧随其后。
附:
中国PCB百强企业分析报告
中国印制电路行业协会副秘书长颜永洪
2001年我国PCB行业总产值为360亿元,2008年达到1183亿元,8年增长了3.3倍。
在全球PCB行业中,我国PCB行业在3个方面取得了第一的成绩:
2006年,我国PCB产值超过日本和美国,占世界产值的32%,成为全球最大的PCB生产国;2010年我国PCB产量达到1.59亿平方米,居世界第一;在2002年我国第一届PCB(印制电路板)行业排行榜公布,以后每年公布一次,至今已公布了8届。
据统计,2003年我国PCB行业总产值为360亿元,2010年达到1283亿元,8年增长了3.6倍。
在全球PCB行业中,我国PCB行业在3个方面取得了第一的成绩:
2006年,我国PCB产值超过日本和美国,占世界产值的32%,成为全球最大的PCB生产国;2010年我国PCB产量达到1.59亿平方米,居世界第一;在全球2430个PCB企业中有930个中国企业,我国PCB企业占全球PCB企业总数的38%,居世界第一。
进入门槛提高到1亿元
从2006年发布的第五届PCB行业排行榜开始,排名企业扩展到100家。
2006年,参加PCB行业排行榜评选的企业年产值必须达到3600万元以上,2007年参评企业的准入门槛提高到年产值8200万元,2008年参评企业的准入门槛提高到年产值1亿元。
这表明,在PCB行业,企业只有不断增强实力,生产上规模,形成产业化优势,才有机会进入PCB行业百强。
总产值占行业五成
2005年~2008年我国PCB行业百强企业中PCB的总产值分别是374.28亿元、487.9亿元、599.75亿元和554.74亿元,占当年PCB总产值的43.09%、48.77%、51.58%和46.88%。
从这组数据可以看出,2008年由于受国际金融危机的影响,我国PCB行业百强企业的总产值比上一年减少7.5%。
据统计,我国PCB行业百强企业的总产值占我国PCB总产值的五成,这些百强企业在行业中发挥了举足轻重的作用。
在排行榜中,位居前10名的企业都是我国PCB行业的领头羊,他们生产上规模,产品有特色,市场国际化,为国内外著名的电子通信客户提供配套产品。
2005年~2008年我国PCB行业前10强企业总产值分别是166.88亿元、195.58亿元、231.67亿元和244.36亿元,占当年PCB总产值的19.21%、19.55%、19.92%和20.65%,国内PCB产值的20%是由10强企业生产。
上市公司产值增长2.5倍以上
在我国PCB行业排行中有6家上市公司,从2001年~2008年,他们的产值分别增长了2.58倍~4.1倍(见下表)。
例如美维集团,在我国内地共有4家PCB厂,其中3家企业进入PCB行业百强排行榜,2008年这3家企业的总产值为41.12亿元,比第八届PCB行业百强排行榜中位列第一名的依利安达集团的产值还要大。
世界PCB大厂在我国内地设厂
世界著名的PCB企业包括美国、日本、欧洲以及我国台湾、香港地区的PCB企业,都纷纷在我国内地建立了工厂。
经过几年的苦心经营,部分企业进入了中国内地PCB行业百强排行榜,例如依利安达、惠亚、南亚、红板、美锐、胜得、沪士、联能、华通、奥特斯、紫翔、依顿、名幸、鼎鑫、科惠、德丽、竞华、维讯、松维、腾辉、揖斐电等企业,他们在2008年的产值分别为5亿元~36亿元,他们对中国PCB行业的发展作出了积极贡献。
FPC企业迅速壮大
在第一届PCB行业排行榜中,最大的挠性板企业上海伯乐公司产值达到1.02亿元,成为FPC(挠性板)老大。
在第八届PCB行业百强排行榜中,珠海紫翔成为FPC最大的企业,产值达到20.49亿元,与第一届PCB行业排行榜中最大的FPC企业相比,其产值增长了20倍。
近几年,我国FPC企业迅速壮大,如苏州维讯2008年产值达到7亿元。
连续几年入围我国PCB行业排行榜的FPC企业还有安捷利、元盛、精诚达等公司。
未来FPC和刚-挠结合板技术含量高,是我国重点发展的PCB品种,也是国家重点支持的高新技术领域,FPC的发展趋势应引起我们的高度重视。
专家观点
从排行榜反思PCB行业发展
通过研究、对照、分析中国PCB行业8届排行榜数据发现,在PCB行业的快速发展中,还存在一些不足,主要表现在以下3个方面:
第一,PCB设备仪器企业发展不够快。
在我国PCB行业中的设备仪器企业规模不够大,发展不够快,产值不够高,高档设备仪器仍被国外企业垄断。
在第八届PCB行业百强排行榜中,入围的PCB设备企业有深圳大族数控公司,其产值为1.94亿元,广东正业公司产值为1.38亿元。
我国的PCB设备仪器企业有数百家,大多数企业的产值仍然徘徊在几百万元或三五千万元,年产值过亿元的企业屈指可数。
我们希望政府能够出台一些政策措施,扶持PCB设备仪器企业。
第二,PCB原辅料企业还很弱小。
从产值上看,向PCB工厂提供原辅料的最大企业是佛山承安铜业公司,其产品磷铜球主要用于PCB电镀工序,2001年该企业产值为1.8亿元,2007年达到18.1亿元,2008年达到17.5亿元,8年间增长了8.7倍。
在第七届(2007年)PCB行业百强排行榜中,以化学品为主要产品的罗门哈斯公司,其产值为11.74亿元;生产PCB钻头的深圳金洲公司2001年产值为8004万元,2008年达到3.05亿元,8年增长了3.81倍。
我国大多数PCB原辅料企业规模不大,产品没有特色,开发力量不强,未能形成中国PCB原辅料品牌,其年产值仅几百万元或两三千万元。
生产阻焊油墨、化学品、光剂等产品的大型PCB厂多为国外公司。
第三,从事PCB环保的企业缺乏特色。
从事PCB行业清洁生产的环保企业,在第八届PCB行业百强排行榜中有两家,一家是从事废水处理回用的广州新大禹公司,其产值为1.98亿元;另一家是以电子废弃物的环保处理和资源回收利用为主营业务的湖南万容公司,其产值为1.06亿元。
我国从事PCB环保的企业很多,但大多数没有特色,规模小。
中国PCB产业二十年历程
2011-10-17下午06:
43:
00 来源:
PCB在线
我们能见到的电子设备都离不开PCB,小到电子手表、计算器、通用电脑,大到计算机、通迅电子设备、军用武器系统,只要有集成电路等电子无器件,它们之间电气互连都要用到PCB。
它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。
同时为自动锡焊提供阻焊图形;为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
循着PCB发展历程,我们可以清晰地看到,经过改革开放后20多年尤其是新世纪以来最近几年的迅猛发展,国内PCB产业由小到大,由弱到强,已经使中国昂首成为世界第一大PCB产出国,并以强劲的发展势头,全力冲击世界PCB产业高端领域。
用途广泛:
新兴电子产品催旺PCB市场
印刷电路板作为电子零件装载的基板和关键互连件,任何电子设备或产品均需配备。
其下游产业涵盖范围相当广泛,涉及一般消费性电子产品、信息、通讯,甚至航天科技产品等领域。
随着科学技术的发展,各类产品的电子信息化处理需求逐步增强,新兴电子产品不断涌现,使PCB产品的用途和市场不断扩展。
新兴的3G手机、汽车电子、LCD、IPTV、数字电视、计算机的更新换代还将带来比现在传统市场更大的PCB市场。
回首整个PCB行业的发展路径,强劲的势头让PCB市场充满无限商机。
虽然,随着近年来原材料成本上涨的压力激增,但是消费类电子产品的走俏市场将推动PCB行业迈向一个新的发展阶段。
满怀惊喜:
产业转移造就中国PCB大国地位
我国的PCB研制工作始于1956年,1963-1978年,逐步扩大形成PCB产业。
1978-1998年,由于引进国外先进技术和设备,单面板、双面板和多层板均获得快速发展。
近几年,以HDI为代表的高密度多层板也得到快速发展。
从全球PCB发展来看,中国大陆仍然是最突出的。
中国大陆在2003年超过美国,居世界第三,2006年超过日本成为世界第一,预计到2014年中国大陆PCB产值将达到314.5亿美元,年均复合增长率达到14.7%,在全球占比将达到45.6%。
全球PCB产值在2014年预计将达到690亿美元,年均复合增长将达到9.5%。
除了中国大陆外,韩国和亚洲其他国家(主要包括泰国、越南、新加波、马来西亚和菲律宾等)是增长比较快速的地区,年均复合增长率预计分别达到11.82%和10.24%。
新生力量:
智能手机走俏,助力PCB行业更快发展
在2010年全球15亿部手机中,中国大陆生产了9亿部,这也是中国大陆HDI板快速增长的重要原因。
2010年全球HDI板产值达到125.2亿美元,其中日本以37.5亿美元居第一,中国大陆为37.4亿美元,几乎与日本持平。
中国大陆在2001年HDI板产值仅为1.2亿美元,10年增长了30多倍。
中国台湾为24.22亿美元、韩国为18.2亿美元,紧随其后。
美国、欧洲及其他地区HDI板产值都非常小,仅为2.35亿美元、2亿美元及3.53亿美元。
值得注意的是,中国大陆9亿部手机中有很大一部分是“山寨机”。
“山寨机”在市场的普及也势必给PCB行业带来商机。
同时,随着以iphon、HTC为代表的智能手机走俏市场,推动了PCB行业更快发展。
智能手机的逐渐普及不仅成为一种新的电子消费时尚更给PCB生产厂家带来大量的定单。
忧心忡忡:
PCB行业未来发展迎“环保大考”
中国已经成为全球印制电路板第一大生产国,由此而可能导致的环境和资源问题以及可持续发展被摆到了前所未有的战略高度。
PCB加工生产对环境会产生严重污染。
如果污染状况不改变,中国PCB行业的未来发展令人堪忧。
在过去几年,很多PCB企业投入了大量的人力物力,在治理污染、循环经济、节能降耗方面做了不少工作,开始尝到了一些甜头,国内外客户稳住了,订单增多了。
未来,PCB生产加工企业要继续努力,加强环保和循环经济的工作,使废水循环回用稳定,废蚀刻液循环回用再生和铜的回收上一个新的台阶,废水处理站药液添加系统达到自动控制,进一步开展节能减排,使印制板厂成为天蓝地绿空气清新的现代化电子工业园。
美好展望:
我国PCB市场将获更大发展机遇
第一,随着移动终端产品需求的快速增加,未来面向消费类的PCB产品特别是高精密度和特殊基板的需求将呈快速增长的趋势。
目前电子产品有两大趋势,一个是消费者对于电子产品超薄便携的要求。
为HDI板、软板的发展提供了机遇。
另一个是电路高频高速下的稳定性要求。
由于现在电路传输速度快、信息量处理大,对于PCB的可靠性要求很高。
因此对于高端与特殊基板的需求将持续上升。
第二,受益于移动终端过半数在中国生产。
中国的PCB企业以其响应速度快、生产周期短等优势具备良好的竞争力。
2000年以来,中国PCB行业产值占全球的比重从7%提高到36%左右,成为全球最大的PCB生产中心。
未来,随着全球电子产品的产能逐渐往中国转移。
PCB作为电子产品产业链中的重要一环。
中国PCB生产企业收入增速将大大超过全球行业平均速度,Prismark认为2010年到2015年,中国的PCB的年复合增长率为12.2%,而欧美只有2%,日本是4%,因此欧美等国家和地区PCB的投资规模将进一步缩减。
亚洲地区在世界印制电路板生产的重心地位将加强扩大,特别是中国内地将继续保持发展中心的地位。
HDI印制板
发布发布时间:
2011-04-15HDI印制板的导线精细、布线密度高,目前可以做出线宽为0.025mm,线间距为0.05toni的精细导线,甚至有的工艺可以做到使导线线宽为12um。
HDI印制板具有小孔径的过孔(孔径小于0.25mm的盲孔和埋孔)。
它现在已大量地应用在中、高端手机等通信电子产品中,以满足2G、2.5G、3G手机对印制板的“小、薄、密、平”的要求。
HDI印制板的制造方法很多,如有用传统的机械法钻微孔和盲孔,再逐次压合的方法。
随着覆树脂铜箔RCC的出现和激光加工更小孔径等技术的发展,又产生了RCC工艺、印刷热固化树脂工艺和感光树脂法等工艺流程。
美国电子电路与封装协会对至今已有的6种HDI印制板结构进行了分类和标识[2],简单描述如下。
1.1型结构
1型HDI印制板采用刚性双面或多层芯板的典型结构,其结构和盲孔结构示意图如图3—1所示。
从图可见,它是在刚性芯板的上下两面再增加了一个或多个微孔的积层层。
增加一个微孑L积层层的称为1阶(1+Ⅳ+1)HDI印制板,增加二个微孔的积层层称为2阶(2+N+2)HDI印制板,依次类推有3阶、4阶……多阶:
HDI印制板
2.2型结构
如图3.2所示,2型HDI印制板采用具有电镀通孔的刚性双面或多层芯板的典型结构,芯板上的通孔在制造工艺完成后成为盲孔(或半盲孔)
3.3型结构
3型HDI印制板的结构如图3-3所示,在具有盲孔的刚性多层芯板的一面有一层或多层微孔的积层层,在另一方面有两层或更多层积层层,并在镀铜的导通孔贯穿全板实现层间连接
4.4型结构
4型HDI印制板的结构如图3-4所示,它采用具有刚性绝缘层和金属芯的芯板,在芯板的每一面上有一层或更多层的积层层,有导通孔贯穿连接PCB的两面。
金属芯板有利于印制板的散热,可提高器件的组装密度
5.5型结构
5型HDI印制板的结构如图3.5所示,它可以采用导电油墨或电镀塞孔。
目前多采用电镀塞孔法,可以制作出多阶盲孔的HDI印制板
6.6型结构
6型HDI印制板的结构如图3—6所示,它采用B2it法制造而成,可形成多阶的HDI互连结构的板。
浅谈HDI印制板可制造性设计和优化
时间:
2010-8-3116:
45:
13
提要:
随着电子业的发展,电子产品朝向更轻、更薄、更小发展,图形设计越来越密集,线路设计越来越小,各种焊盘设计越来越小,各类孔设计越来越密集,主要包括机械埋孔和激光孔等,留给PCB制造的宽容度也越来越小。
随着HDI电路板的积层数越来越多、层数和布线的密度不断增加,为了使设计人员不要只是考虑所设计的产品的电器性能和产品理论上达到某一效果就认为设计方面的完整,如果没有与PCB(印制电路板)制造工艺的有机结合起来的话,容易造成设计与实际生产的脱节或浪费资源。
HDI(高密度互连)印制板可制造性设计,当然和各个PCB厂家的技术水平和加工能力有极大的关系,这也充分体现出不同的PCB厂家的技术档次,相同的设计,对于不同的PCB厂家,可能技术水平高的PCB就是可制造性,对于技术档次低的PCB厂家可能就是技术壁垒或瓶颈,或变得不可制造性了。
下面的一些例子,是针对PCB业界制作HDI的一些设计建议,是属于设计上在结构方面可优化的建议。
产品的优劣,取决于设计,好的产品需要有好的设计及优化。
HDI的制造的难易程度,或技术水平,与本身的设计要求密切相关,在同等的技术难度情况下,很大部分与前期设计方面有直接的关系,设计方面包括叠层结构、线路、阻焊、模具或外形等,优化过的设计或对设计进行专业性的优化,将极大的降低后续PCB厂家生产的难度和生产成本的降低,当设计人员的考虑不周时,或者设计人员对PCB加工一点都不懂的话,就会造成PCB厂家在某个流程上成为技术壁垒或技术难度,阻碍着板件的正常生产,
本文主要通过对叠层方面或材料方面的分析、对比,对一些设计上的优化或变通的建议,能使大部分有加工难度的HDIPCB转化成为较易生产的HDI板件,从而需求方的产品功能得以实现并降低的需求方的采购成本,也促使生产方降低了制造成本和加工难度,极大的减少资源的浪费。
对供求双方都是双赢。
本文从以下几个方面举例进行论述。
HDI结构的设计选择和优化
HDI印制板,叠层设计要对称,完成板件的层数需要偶数,各层铜厚或介质层的厚度尽可能对称,特别是信号层的铜厚不宜要求太厚,薄铜才能制作出精细线路,建议100μm线宽,铜厚建议在35μm左右;75μm的线宽,铜厚建议在25--30μm左右;50μm的线宽,铜厚建议在20--25μm左右。
结构的选择,下面列举几个常见的例子供设计人员在前期设计中,加以考虑。
1、简单的一次积层印制板(一次积层6层板,叠层结构为(1+4+1))
这类板件最简单,即内多层板没有埋孔,一次压合就完成,虽然是一次积层板件,其制造非常类似常规的多层板一次层压,只是后续与多层板不同的是需要激光钻盲孔等多个流程。
由于这种叠层结构没有埋孔,那么在制作中,可以第2层和第3层做一个芯板,第4层和第5层做为另一芯板,外层加上介质层和铜箔,中间加上介质层后一次就压合而成,甚为简单,成本比常规的一次积层板低。
2、常规的一次积层的HDI印制板(一次积层HDI6层板,叠成结构为(1+4+1))
这类板件的结构是(1+N+1),(N≥2,N偶数),这种结构是目前业界的一次积层板的主流设计,内多层板有埋孔,需要二次压合完成。
这种类型的1次积层板,除了有盲孔外,还有埋孔,如果设计人员能将这种类型的HDI转化为上面第1类型的简单1次积层板件,对供求双方都是有益的。
我们有多个客户经过我们的建议,优选为将第2类型的常规一次积层板的叠层结构更改为类似第1类型的简单一次积层板。
3、常规的二次积层的HDI印制板(二次积层HDI8层板,叠成结构为(1++1+4+1+1))
这类板件的结构是(1+1+N+1+1),(N≥2,N偶数),这种结构是目前业界二次积层的主流设计,内多层板有埋孔,需要三次压合完成。
主要是没有叠孔设计,制作难度正常,如果能如前所述,将(3-6)层的埋孔优化改为(2-7)层的埋孔,就可以减少一次压合,优化了流程而达到降低成本的效果。
这种类型就是像下面的例子。
4、另1种常规的二次积层的HDI印制板(二次积层HDI8层板,叠成结构为(1+1+4+1+1))
这类板件的结构(1+1+N+1+1),(N≥2,N偶数),虽然是二次积层板的结构,但由于埋孔的位置不是在(3-6)层间,而是在(2-7)层间,这样的设计也能使压合减少一次,使二次积层的HDI板件,需要3次压合流程,优化为2次压合的流程。
而这类板件,有另一难制作之处,有(1-3)层盲孔,拆分为(1-2)层和(2-3)层盲孔来制作,就需要将(2-3)层的内盲孔用填孔制作,也就是二次积层的内盲孔采用填孔工艺制作,通常这种有制作填孔工艺的HDI成本,要比没有制作填孔工艺的成本高,难度明显也要大,所以常规二次积层板,在设计过程,建议尽量不要采用叠孔设计,尽量将(1-3)盲孔,转化为错开的(1-2)盲孔和(2-3)埋(盲)孔。
有些老练的设计人员,就能采用这种避难就简的设计或优化,降低他们的产品的制造成本。
5、另一种非常规的二次积层的HDI印制板(二次积层HDI6层板,叠成结构为(1+1+2+1+1))
这类板件的结构(1+1+N+1+1),(N≥2,N偶数),虽然是二次积层板的结构,但是,也有跨层的盲孔,盲孔的深度能力明显增加,(1-3)层的盲孔深度为常规(1-2)层的盲孔翻倍,这种设计的客户,有其独特的要求,并不允许将(1-3)跨层盲孔做成叠孔式盲孔(1-2)(2-3)盲孔,这种跨层盲孔除了激光钻孔难度大外,后续的沉铜(PTH)和电镀也是难关之一。
一般没有一定的技术水平的PCB厂家,难以制作此类板件,制作难度明显要大大高于常规二次积层板,这种设计不建议采纳,除非有特殊要求。
6、盲孔叠孔设计的二次积层的HDI,埋孔(2-7)层上方叠盲孔。
(二次积层HDI8层板,叠成结构为(1+1+4+1+1))
这类板件的结构是(1+1+N+1+1),(N≥2,N偶数),这种结构是目前业界部分二次积层的板件有这样的设计,内多层板有埋孔,需要二次压合完成。
主要是有叠孔设计,代替上述第5点的跨层盲孔设计,这种设计主要特点还有在(2-7)埋孔上方需要叠盲孔,制作难度增加,埋孔设计在(2-7)层,可以减少一次层压,优化了流程而达到降低成本的效果。
7、跨层盲孔设计的二次积层的HDI(二次积层HDI8层板,叠成结构为(1+1+4+1+1))
这类板件的结构是(1+1+N+1+1),(N≥2,N偶数),这种结构是目前业界制作上有一定难度的二次积层的板件,这样的设计,内多层板有埋孔在(3-6)层,需要三次压合完成。
主要是有跨层盲孔设计,制作难度较高,没有一定技术能力的HDIPCB厂家难以制作此类二次积层板件,如果这种跨层盲孔(1-3)层,优化拆分为(1-2)和(2-3)盲孔的话,这种拆分盲孔的做法,不是前面所讲的第4点和第6点的叠孔拆分法,而是错开盲孔的拆分法,将大大降低了制作成本并优化了生产流程。
8、其它叠层结构的HDI板件的优化
三次积层印制板或超过三次积层以上的印制板,按照上述提供的设计理念,同样可以进行优化,完整的三次积层的HDI板件,整个完整生产流程的,就需要4次压合,如果能考虑类似上面一次积层板件或二次积层板件的设计思路的话,完全可以减少一次压合的生产流程,从而提高了板件成品率。
在我们多个客户中,就不乏这种例子,开始设计的叠层结构,都是需要4次压合的,经过叠层结构设计的优化后,PCB的生产,只需要3次压合就能满足三次积层板件需要的功能。
HDI积层板介质层的选择和优化
针对产品的使用特性或使用环境因素的影响,产品的特点要求,根据HDI板件的加工特点,常规的FR-4的环氧树脂体系材料,通常制作HDI增层的介质层材料大体分为以下几种,①半固化片(也就是Prepreg,简称为PP),②扁平纱(简称为LDP),③背胶铜箔(简称为RCC);还有其它特殊材料等,此处只讨论所指的三种介质层材料。
产品的设计人员,可根据产品自身的特点和环境要求,可以选择相应介质层。
这些介质层都能应用在HDI的加工,这些介质层材料的成本按上述的排序依次递增。
当然各类材料在HDI生产加工中,有它的局限性。
比如当介质层的厚度超过0.13mm时,其加工难度将会成倍的增加或成本成倍的递增;通常情况下,需要从下面几个方面进行考量。
1、制作HDI增层材料的介质层,如果采用PP材料,那么材料成本低,其加工性、可靠性等方面却略为弱点,主要表现在板件的耐离子迁移(CAF)测试略差点,随着PCB行业对HDI加工技术水平的不断提升,产品可靠性方面已再不成问题。
它具有成本低、刚性强度好、实用性强、适应性广等特点,而广泛应用在HDI制造方面,但其表面焊盘抗剥强度较弱,对于一些有跌落测试要求苛刻的HDI就不太适合,这类介质层材料适应于中低端、易耗电子类消费产品上,例如一些中低端的手机
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