Esplorazione dei PCB a interconnessione ad alta densità (HDI): Vantaggi, applicazioni e tipi di struttura
Parole chiave: Produzione di circuiti stampati HDI
Gli interconnessi ad alta densità o circuiti stampati HDI sono circuiti stampati con una densità di cablaggio per unità di superficie superiore rispetto ai normali circuiti stampati. In generale, i circuiti stampati HDI sono definiti come circuiti stampati con una o tutte le seguenti caratteristiche: microvia; via cieche e sepolte; laminati a costruzione progressiva e aspetti delle prestazioni del segnale. La tecnologia dei circuiti stampati ha continuamente migliorato le proprie tecniche per soddisfare le diverse tecnologie che richiedono schede più piccole e veloci. I circuiti stampati HDI, dopo la produzione di circuiti stampati HDI, sono più sottili e utilizzano via e pad in miniatura, tracce di rame miniaturizzate e spazi ridotti. Pertanto, gli HDI impiegano un cablaggio più denso che porta a circuiti stampati più leggeri, compatti e con un numero di strati inferiore.
EFPCB e circuiti stampati a interconnessione ad alta densità
In EFPCB, ci impegniamo a fornire la massima qualità dei circuiti stampati disponibili in una vasta gamma di caratteristiche di progettazione rilevanti per il vostro progetto specifico; offriamo circuiti stampati fino a 36 strati e con peso del rame fino a 20oz. Per circuiti stampati che richiedono fino a 2oz di rame o fino a 24 strati, il motore di preventivo online istantaneo di EFPCB può fornire un preventivo, ma per circuiti stampati che necessitano di 3 - 20oz di rame o 25-36 strati, è necessario un preventivo personalizzato. Per quanto riguarda i circuiti stampati HDI con via cieche e sepolte, i preventivi saranno su misura per il cliente e necessari per effettuare un ordine.
Vantaggi dei circuiti stampati HDI
Il primo vantaggio sviluppato dall'hardware che utilizza i tipi di circuiti stampati, è la loro capacità di fare di più con meno; attraverso il miglioramento della tecnologia di incisione del rame per una migliore precisione, è diventato possibile miniaturizzare le funzioni di più circuiti stampati su un unico circuito stampato HDI.
Accorciando notevolmente le distanze tra i dispositivi e gli spazi delle tracce, i circuiti stampati HDI aprono anche la strada alla distribuzione di un gran numero di transistor nelle apparecchiature elettroniche per migliorarne le prestazioni e per costruire circuiti con bassi consumi energetici. Otteniamo anche una migliore integrità del segnale grazie alle connessioni a breve distanza e al basso consumo energetico.
Inoltre, considerate l'utilizzo di un circuito stampato HDI per i seguenti benefici:
Convenienza economica: come è stato menzionato, i costi complessivi sono inferiori a causa del minor numero di strati e delle dimensioni ridotte/numero inferiore di circuiti stampati rispetto ai circuiti stampati standard, se il progetto è sviluppato correttamente.
Tempi di commercializzazione più rapidi: Le tendenze in questo settore riguardano le efficienze progettuali in termini di tempi di commercializzazione per il circuito stampato HDI. Grazie agli aspetti di posizionamento dei componenti e delle via e alle caratteristiche elettriche, è richiesto un periodo di tempo relativamente breve per progettare e verificare i circuiti stampati HDI.
Maggiore affidabilità: Le microvia sono più affidabili delle via passanti standard a causa del rapporto d'aspetto; sono più affidabili delle via passanti, facilitando agli HDI di avere prestazioni migliori con materiali e componenti superiori.
Applicazioni
Questo tipo di circuito stampato è solitamente utilizzato in articoli elettronici sofisticati che richiedono alte prestazioni e uno spazio moderato o minimo. L'uso di tali tecnologie è nei dispositivi di comunicazione come telefoni cellulari o touch screen, tramite dispositivi come computer portatili, fotocamere digitali, comunicazioni di rete 4G/5G, usi militari inclusi avionica e munizionamento intelligente.
I settori aerospaziale e aeronautico, che richiedono circuiti stampati ad alta densità il più leggeri possibile affinché le apparecchiature che producono operino con efficienza ottimale, hanno utilizzato circuiti stampati HDI a un ritmo piuttosto elevato. L'industria automobilistica sta gradualmente integrando le auto convenzionali con tecnologia di comunicazione e sistemi informatici. Le automobili contemporanee possiedono circa cinquanta chip informatici coinvolti nella regolazione della guida, nella diagnosi, nei meccanismi di protezione e in altri comfort. La maggior parte delle funzionalità come il WiFi e il GPS di bordo, le telecamere posteriori e i sensori di retromarcia utilizzano tutti circuiti stampati HDI. Nel tempo, i progressi nella tecnologia automobilistica crescono ed è probabile che la tecnologia HDI diventi un componente chiave.
Un'altra area di applicazione che si è rivelata fare ampio uso di circuiti stampati HDI è quella degli strumenti medici; complessi strumenti medici elettronici come strumenti diagnostici o dispositivi di monitoraggio e imaging, strumenti chirurgici o test diagnostici includono sempre circuiti stampati HDI. La tecnologia densamente sviluppata migliora l'efficienza e lo sviluppo di dispositivi piccoli ed economici, potenzialmente portando a un monitoraggio determinato e a una diagnosi medica precisa.
L'automazione industriale richiede molta informatizzazione e i dispositivi IoT vengono utilizzati sempre più nell'industria manifatturiera, logistica e in altri settori. La maggior parte di queste apparecchiature avanzate utilizza la tecnologia HDI. Nell'attuale gestione aziendale, si fa uso di dispositivi elettronici per tracciare le scorte e valutare le prestazioni degli strumenti. In particolare, le macchinari avanzati comportano l'uso di sensori intelligenti utilizzati per l'acquisizione di dati sull'uso delle apparecchiature, mentre i sensori stessi si connettono a internet e condividono i dati rilevanti con altri dispositivi intelligenti e con la gestione per l'efficienza delle prestazioni.
Il circuito stampato HDI ha un'area dedicata densa, mentre il circuito stampato ordinario ha solo diverse piccole sezioni di rame.
Il circuito stampato HDI sta per circuito stampato HDI ad alta densità di interconnessione che impiega la tecnologia di lavorazione a micro-fori ciechi e sepolti. Ha la linea interna e quella esterna, ma il circuito stampato HDI e il circuito stampato multistrato ordinario differiscono in quanto il circuito stampato HDI può avere fori ciechi o sepolti, mentre il circuito stampato ordinario ha fori passanti per la connessione delle linee di ogni strato. I fori ciechi e sepolti del circuito stampato HDI sono stati menzionati nell'articolo precedente; di seguito vediamo in cosa differiscono il circuito stampato HDI e il circuito stampato ordinario?
Il materiale principale del circuito stampato ordinario è il FR-4, ovvero resina epossidica e tessuto in vetro di grado elettronico, la perforazione è principalmente meccanica e il diametro minimo del foro generalmente non è inferiore a 0,15 mm. Mentre il circuito stampato HDI utilizza la perforazione laser, nota anche come microforatura laser, che può lavorare micro-fori da 3-4 mil, con un tasso di precisione superiore e un costo inferiore rispetto alla microforatura meccanica. Questo è il motivo per cui
Il circuito stampato HDI è un tipo di circuito stampato multistrato ad alta densità di interconnessione con fori ciechi e sepolti, che di solito adotta un processo di accumulazione. Più strati vengono accumulati, più alto è il livello tecnico del circuito stampato. Il circuito stampato HDI ordinario è approssimativamente uguale a 1 volta la stratificazione, che chiamiamo HDI di primo livello, mentre l'HDI di ordine superiore utilizza una tecnologia di stratificazione a 2 o più volte, impiegando anche tecnologie di produzione di circuiti stampati più avanzate e ad alta precisione come micro-vie, capacità di placcatura e riempimento di fori ciechi, ablazione laser diretta e altre.
HDIPS: Strutture di Circuiti Stampati ad Alta Densità di Interconnessione
Ci sono vari modi in cui i Circuiti Stampati HDI possono adottare diversi tipi di stratificazione per soddisfare le specifiche di progettazione ottimali.
Circuito stampato HDI (1+N+1): HDI più semplice
La struttura del contorno di questo tipo di circuiti stampati HDI consiste in un "accumulo" di strati di interconnessione ad alta densità, adatto per BGA con un numero relativamente basso di contatti di input/output.
Applicazioni: Telefono cellulare: Lettore MP3: GPS: Scheda di memoria.
Circuito stampato HDI (2+N+2): HDI di moderata complessità
Per quanto riguarda questa struttura di circuito stampato HDI, sono inclusi 2 o più strati di accumulo HDI; i microvia in diversi strati possono essere sfalsati o impilati; le strutture a microvia impilati e riempiti di rame sono frequenti nei progetti complessi, che richiedono prestazioni di trasmissione del segnale di alto livello.
Applicazioni: Telefono a barretta/telefono cellulare, assistente digitale personale, lettore di giochi, videoregistratore portatile.
ELIC (Interconnessione su Ogni Strato): HDI più complesso
In questa struttura di produzione del circuito stampato HDI, tutti gli strati sono strati di interconnessione ad alta densità, attraverso i quali i conduttori su qualsiasi strato del PCB possono essere collegati con strutture a microvia impilati e riempiti di rame a qualsiasi strato del PCB.
Ciò offre una soluzione fattibile per dispositivi intricati con un elevato numero di pin come CPU e GPU utilizzati nei sistemi palmari e mobili, oltre a offrire prestazioni elettriche migliorate.