HDI-Leiterplatten: Microvias, Stack-ups & wie man den richtigen Hersteller wählt

Wenn jeder Quadratmillimeter auf einer Leiterplatte zählt, sind HDI-Leiterplatten (High-Density Interconnect) die einzig praktikable Lösung. Sie ermöglichen es Ingenieur*innen, mehr Signale zu führen, die Baugröße zu reduzieren und die Signalintegrität in modernen, kompakten Hochgeschwindigkeitssystemen zu wahren.

Fast Turn PCB bietet vollständige HDI-Fertigung – inklusive Laserbohren, sequentieller Laminierung, Via-Füllung und Impedanzkontrolle. Mit 2,5/2,5 mil Leiterbahn/Abstand, 100-µm-Microvias, bis zu 18 HDI-Aufbaulagen und 24–48 Stunden Prototypen-Turnaround erhalten Sie einen echten One-Stop-Service für hochdichte Designs.

Was sind HDI-Leiterplatten?

Eine HDI-Leiterplatte ist darauf ausgelegt, mehr Leiterbahnen und Verbindungen auf derselben Fläche unterzubringen als konventionelle Multilayer-Boards. Das gelingt durch:

• Blind- und Buried-Vias anstelle durchgehender Bohrungen (Through-Holes).
• Lasergebohrte Microvias mit Durchmessern bis 100 µm.
• Feine Leiterbahnen und Abstände – bis hinunter zu 2,5/2,5 mil.
• Sequentielle Laminierung (SBU), um Aufbaulagen selektiv hinzuzufügen.

Diese Technologien verkürzen Leiterbahnlängen, reduzieren parasitäre Induktivitäten und verbessern die Power-Integrität – entscheidend für 5G, AI-Server, Automotive-Steuergeräte und Wearables.

Fast Turn PCB integriert Blind/Buried-Vias, lasergebohrte Microvias, Via-in-Pad und Via-Füllprozesse in eine einheitliche, streng kontrollierte Fertigungskette – für hohe Zuverlässigkeit vom Prototyp bis zur Serie.

HDI-Stack-ups, die tatsächlich in Serie gehen

In der HDI-Fertigung bestimmen Stack-ups Leistung, Fertigbarkeit und Kosten. Fast Turn PCB produziert

routinemäßig:

• 1 + N + 1 – je eine Microvia-Lage pro Außenseite; ideal für BGA-Pitch ≥ 0,5 mm mit hervorragendem Yield und kurzer Durchlaufzeit.
• 2 + N + 2 – zwei HDI-Lagen pro Seite; für 0,4-mm-BGA mit höherem Routing-Bedarf.
• Bis zu 18 Aufbaulagen (insgesamt 20 Lagen) für anspruchsvolle Telekom-, Automotive- und Aerospace-Anwendungen.

Jeder Typ nutzt eine andere Abfolge aus Laserbohren und Laminationszyklen. Wer die Trade-offs versteht, kann Presszyklen minimieren und Kosten kontrollieren, ohne die Zuverlässigkeit zu gefährden.

Microvias, Blind/Buried-Vias & Via-in-Pad

Microvias sind die Grundlage jedes HDI-Stack-ups. Diese laser­gebohrten Durchkontaktierungen (≈ 100 µm) verbinden jeweils nur eine Lage. Das Aspektverhältnis ≤ 1:1 sichert eine robuste Kupfergalvanik und geringe mechanische Spannungen.

Blind-Vias verbinden Außen- mit Innenlagen, Buried-Vias nur Innenlagen. Fast Turn PCB unterstützt Microvias sowie Blind/Buried-Vias im Bereich 0,15–0,30 mm (Toleranz ± 5 µm) mit präziser Tiefensteuerung und glatten Bohrungswänden.

Für sehr dichte BGA-Layouts kommen Via-in-Pad-Strukturen zum Einsatz – Microvias werden direkt in das Bauteilpad gebohrt, anschließend gefüllt und überkupfert, sodass eine plane Oberfläche für den Reflow entsteht. Fast Turn PCB nutzt Kupfer- oder Epoxidfüllungen und erreicht Ebenheit ≤ 10 µm – für hohlraumfreie Verbindungen und hohe Montagezuverlässigkeit.

Design-Tipp: Bevorzugen Sie versetzte Microvias (staggered), wo immer möglich. Gestapelte Microvias (stacked) sparen Platz, erhöhen aber Prozessaufwand und Kosten.

Designregeln – Balance aus Yield & Kosten

Erfolgreiche HDI-Designs bleiben innerhalb stabiler, reproduzierbarer Prozessfenster. Fast Turn PCB empfiehlt folgende, gut fertigungstaugliche Bereiche:

• Min. Leiterbahn/Abstand: 2,5 / 2,5 mil (0,063 / 0,063 mm)
• Min. fertig galvanisiertes Through-Hole: 0,15 mm (6 mil)
• Microvia Durchmesser/Pad: 100 µm / 200 µm
• Kontrollierte Impedanz: ± 5 Ω oder ± 10 %
• Kupferdicken: 1–6 oz (Innen/Außen)
• Platinendicke: 0,4–3,2 mm

Materialoptionen umfassen hoch-Tg FR-4 und halogenfreie Laminate für Automotive/Industrie. Für High-Speed-Designs sind Hybrid-Stack-ups (FR-4 + verlustarme Kerne) möglich.

Routing-Leitfaden:

• 0,5-mm-BGA: 1 + N + 1 mit Via-in-Pad.
• 0,4 mm und kleiner: auf 2 + N + 2 wechseln; versetzte oder – falls nötig – gestapelte Microvias nutzen.

Fertigung im Überblick

Jede HDI-Leiterplatte bei Fast Turn PCB durchläuft eine präzise kontrollierte Prozesskette:

1. Sequentielle Laminierung (SBU): Mehrere Presszyklen bauen neue Microvia-Lagen auf; Lagenregistrierung ± 25 µm.
2. Laserbohren: CO₂/UV-Laser erzeugen 100-µm-Vias mit glatten Wänden und exakter Tiefe.
3. Via-Füllung & Kupfergalvanik: Vollständige Füllung und gleichmäßige Kupferverteilung; Oberflächenebenheit ≤ 10 µm.
4. LDI-Belichtung & Feinstleiter-Ätzen: Laser Direct Imaging für < 3 mil Leiterbahnen mit hohem Yield.
5. AOI, Röntgen & Schliffbilder: Chargenberichte für Leiterbahnbreite, Via-Füllung, Kupferdicke und Impedanzvalidierung.

Das Closed-Loop-QS-System garantiert konsistente Stack-ups und reproduzierbare Impedanzen – vom Prototyp bis zur Serie.

Anwendungen

HDI-Technologie ermöglicht leistungsfähige Elektronik in vielen Branchen:

• Smartphones & Wearables: Kompakte Leiterplatten mit Any-Layer-Interconnect und Fine-Pitch-BGAs.
• Automotive-Elektronik: ADAS, Infotainment, Radar und Steuergeräte mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen.
• Server & AI-Beschleuniger: Dichte Multilayer-Verbindungen mit kontrollierter Impedanz für High-Speed-Differentialpaare.
• Medizin & Luft-/Raumfahrt: Leichte, dennoch robuste Leiterplatten mit stabilem thermischem Ausdehnungsverhalten.

Fast Turn PCB unterstützt all diese Bereiche mit einem integrierten Workflow: DFM-Review → schnelle Prototypen → Hochlauf zur Serie → Tests → vollständige Rückverfolgbarkeit.

So wählen Sie den richtigen HDI-Hersteller

Die Wahl des Fertigungspartners ist entscheidend für den HDI-Erfolg. Prüfen Sie vor der Vergabe:

1. Fähigkeitsdaten: Kann das Werk 2,5/2,5 mil, 100-µm-Microvias und 0,15-mm-Through-Holes in Serie (nicht nur im Labor) herstellen?
2. Stack-up-Erfahrung: Bautenachweise für 1 + N + 1, 2 + N + 2 bzw. bis 18 HDI-Aufbaulagen / 20 Gesamtlagen.
3. Qualitätssicherung: AOI-, Röntgen-, Schliffbild- und Impedanzberichte für jede Charge.
4. Turnaround & NPI-Support: 24–48 h Prototypen und schnelle Engineering-Rückmeldung.
5. Supply-Chain & Normen: ISO 9001, IPC-A-600/6012, RoHS.

Fast Turn PCB erfüllt all dies – mit transparenten Reports, reaktionsschneller Entwicklung und verlässlicher Logistik.

Erfahren Sie mehr über unsere HDI PCB Manufacturer-Fähigkeiten, entdecken Sie Details zur High Density Interconnect PCB Fabrication oder kontaktieren Sie direkt einen Microvia PCB Manufacturer-Ingenieur für ein Angebot.

FAQ zu HDI

1) Welche Microvia-Größen sind typisch?
Lasergebohrte Microvias mit ≈ 100 µm (4 mil) und 200-µm-Pads sind Standard. Das Aspektverhältnis ≤ 1:1 sichert eine zuverlässige Kupfergalvanik.

2) Was ist Ihre kleinste Leiterbahn/Abstand?
Fast Turn PCB unterstützt 2,5/2,5 mil (0,063 mm) mit Impedanz-Toleranzen von ±10 % (bzw. ± 5 Ω nach Bedarf).

3) Wie schnell können HDI-Prototypen gefertigt werden?
Typisch 24–48 Stunden für Kleinserien, inklusive DFM-Review und Tests.

4) Welche Stack-ups sind verfügbar?
Gängige Optionen sind 1 + N + 1 und 2 + N + 2 – bis zu 18 HDI-Aufbaulagen bzw. 20 Gesamtlagen, abhängig von der Designkomplexität.

Fazit

HDI-Leiterplatten sind das Rückgrat der modernen Miniatur-Elektronik – vom Smartphone bis zum Satelliten. Der Erfolg hängt gleichermaßen von Disziplin im Design und Fertigungskompetenz ab.

Fast Turn PCB verbindet Engineering-Know-how, präzise Anlagen und schnellen Service, um die HDI-Fertigung zu beschleunigen und ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen. Ob 4-Lagen-Prototyp (1 + N + 1) oder 18-Lagen-Serien-Stack-up mit gefüllten Microvias und Via-in-Pad – unsere Ingenieur*innen begleiten Sie von der Idee bis zum Versand, damit Ihre Leiterplatten auf Anhieb funktionieren.