Stratégies d’empilement pour l’IDH Conception de circuits imprimés

La technologie d’interconnexion à haute densité, ou HDI, est la colonne vertébrale de la technologie moderne. circuit imprimé C ' est le facteur propice qui répond à la double demande impossible de performances encore plus élevées et de miniaturisation encore plus grande. Et parmi les nombreux aspects d'une mise en œuvre HDI réussie, nous allons examiner aujourd'hui l'empilement, ou l'organisation rationnelle des couches conductrices et diélectriques, et l'une des parties les plus critiques du processus de conception multifacetée qui est conception de circuits imprimés . Nous allons explorer les stratégies et examiner les aspects les plus importants que vous considérerez lors de la conception de votre circuit imprimé HDI .

circuit imprimé HDI empiler

La pile d'un circuit imprimé HDI se réfère à l'arrangement intelligent des couches de cuivre, préimprégné et diélectriques de manière à maximiser la densité de câblage et les performances électriques. circuit imprimé HDI stack-ups traitera de plusieurs considérations supplémentaires en plus de toutes les considérations que HDI partage avec les PCB conventionnels: microvias, lignes plus fines, diélectriques plus minces, qui sont toutes des conditions nécessaires à la qualité compacte et haute performance dont HDI se vante.

Parmi les nombreux composants d'un circuit imprimé HDI empilage, le noyau assure la stabilité mécanique, et les couches de préimprégnation lient ensemble. Le cuivre et les diélectriques plus minces sont souvent utilisés pour supporter des couches supplémentaires et des traces plus fines. Un empilage bien conçu aidera à améliorer les performances électriques du produit final, la fabricabilité de votre fournisseur et le coût.

Types de circuit imprimé HDI Stack Ups

Les types d'empilement sont classés en fonction de l'arrangement et du nombre de couches stratifiées autour du noyau. Les principaux types que vous rencontrerez sont:

• 1 + N + 1 : une couche HDI unique à la fois au-dessus et en dessous d'un noyau avec N couches intérieures. L'image de flollage est pour 1+N+1 circuit imprimé HDI empiler, "N" est 6 couches, "1" est 1 rang HDI ou une fois microvia laser.

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• 2 + N + 2 et 3 + N + 3 : plusieurs couches HDI stratifiées séquentiellement. Ce type d'empilage prend en charge une densité de routage plus élevée pour les produits ayant des exigences de signal et de nombre de broches exigeantes. L'image de flollage est pour 2+N+2 circuit imprimé HDI empiler, "N" est 4 couches, "2" est 2 rangs HDI ou deux fois les microvias laser.

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• La photo flollowing est pour 3 + N + 3 circuit imprimé HDI empiler, "N" est 2 couches, "3 « C’est 3 classe HDI ou 3 fois les microvias laser.

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• HDI n'importe quelle couche : les microvias relient deux couches, offrant une flexibilité maximale de conception et une densité maximale. C'est le type utilisé dans l'électronique grand public haut de gamme.

Le choix du bon type d'empilage dépendra de la complexité de votre conception, de vos besoins en signal et des capacités de votre fabricant.

Stratégies de mise en œuvre de Microvia pour circuit imprimé HDI

Les microvias sont une caractéristique circuit imprimé HDI Vous verrez deux chiffres très différents :

• Microvias échelonnés : les microvias se déplacent entre les couches comme un escalier. Cette conception distribue les contraintes mécaniques et améliore ainsi la fiabilité à long terme.
• Microvias empilées : microvias placés directement l'un au-dessus de l'autre à la manière d'un arbre d'ascenseur. La densité verticale est maximisée, mais dans les conditions de remplissage en cuivre avancé et de contrôle précis du processus.

Les microvias remplies de cuivre seront en mesure d'empêcher l'effondrement lors de la soudure à reflux et de maintenir les performances électriques. Votre équipe de conception voudra observer les ratios d'aspect HDI recommandés et les limites de profondeur pour un rendement de fabrication cohérent.

Intégrité du signal

L'intégrité du signal est une autre considération clé pour votre circuit imprimé HDI stack-up. Vous voulez que votre empilement maintienne un contrôle attentif de l'impédance, le séquençage des couches et l'atténuation du bruit:

• Pour le contrôle de l'impédance, placez des couches de signal adjacentes aux plans de référence et contrôlez l'épaisseur diélectrique. Ces dispositifs sont essentiels pour une impédance stable de la ligne de transmission.
• Routage dense dans circuit imprimé HDI Les empilements provoquent un couplage de signal. Ce phénomène connu sous le nom de crosstalk peut être atténué par un blindage au sol stratégique et un espacement ainsi qu'un ordre de couche intelligent.
• Aborder les problèmes d'interférence électromagnétique et de dégradation du signal avec un placement de chemin de retour approprié ent.

Distribution thermique et électrique pour circuit imprimé HDI

À mesure que la densité d'un dispositif augmente, la gestion thermique et la distribution d'énergie deviendront de plus en plus un problème:

• Les plans de puissance et de sol dédiés peuvent réduire l'impédance et assurer une livraison de courant robuste. Ceci est particulièrement important dans les projets avec des composants à haute performance.
• La densité d'un circuit imprimé HDI empiler finira par piéger la chaleur. Une bonne conception devrait utiliser des vias thermiques et des structures via-in-pad pour canaliser la chaleur loin des zones critiques.
• Une structure via-in-pad peut créer des connexions thermiques et électriques directes, mais nécessitera des processus de remplissage et de capotage sans vide.

Ces considérations seront essentielles à la fois pour la fiabilité et la longévité de votre circuit imprimé HDI projet.

Choix de matériaux pour les circuits imprimés HDI

• Laminés à haute Tg sont bonnes pour les cartes HDI qui subiront des températures plus élevées ou des reflux multiples.
• Diélectriques à faible perte peut réduire la perte de signal sur les circuits numériques ou RF à grande vitesse.
• Prépreg les matériaux compatibles avec le forage laser et le procédé de stratification séquentielle sont préférés.

Ces décisions devraient également être conformes aux exigences réglementaires telles que RoHS et REACH, qui sont tous deux devenus standard dans circuit imprimé HDI fabrication.

HDI Conception de circuits imprimés pour la fabricabilité

Plus simple et plus symétrique circuit imprimé HDI Les empilements sont non seulement plus faciles à réaliser pour le fabricant, mais aussi moins sujets à des problèmes tels que la déformation et le désalignement des couches au cours de la durée de vie du produit. Chaque couche HDI supplémentaire ou structure microvia augmentera la complexité de votre conception, et avec elle, le coût de votre produit, et en fin de compte, les risques auxquels votre consommateur est confronté. Communiquez avec votre fabricant tôt pour vous assurer que l'empilage que vous avez conçu est rentable et qu'il s'aligne sur leurs capacités de production.

Les professionnels des achats voudront tenir compte des considérations DFM lors de l'approvisionnement, car les empilements manufacturables entraîneront des rendements plus élevés.

Trois pièges dans les circuits imprimés HDI

Voici trois pièges que nous avons vu le plus souvent:

• Des couches excessives et des fonctionnalités HDI inutiles qui compliquent trop l'empilement et augmentent à la fois les coûts et les risques
• Mauvaises conceptions de microvia qui ignorent la fiabilité et entraînent des défaillances lors de l'assemblage ou de l'utilisation sur le terrain
• Negligence de l'impédance et de la planification thermique qui va finalement saper les performances

Évitez ces erreurs et votre circuit imprimé HDI Il devrait être bon d'aller !

La conception empilée est le noyau d'un circuit imprimé HDI qui est lui-même le noyau de l'avancée circuit imprimé performance. Préparez votre projet pour le succès en concevant votre empilage avec intelligence, en utilisant les types de microvias appropriés, avec la sélection correcte des matériaux et une idée de DFM. Nous espérons que vous avez apprécié la lecture de notre article pour aujourd'hui et nous avons hâte de vous voir la prochaine fois.