Strategie di Stack-Up per HDI progettazione di circuiti stampati

La tecnologia di High Density Interconnect, o HDI, è la spina dorsale del moderno PCB E’ il fattore abilitante che risponde all’impossibile doppia richiesta di prestazioni ancora più elevate e di una miniaturizzazione ancora maggiore. E dei molti aspetti di una implementazione HDI di successo, oggi esamineremo lo stack-up, o l'organizzazione razionale degli strati conduttivi e dielettrici, e una delle parti più critiche del processo di progettazione multisfaccettato che è progettazione di circuiti stampati . Esploreremo le strategie e esamineremo gli aspetti più importanti che considererete quando progetterete il vostro circuito stampato HDI .

circuito stampato HDI Stack Up

La pila di un circuito stampato HDI si riferisce alla disposizione intelligente degli strati di rame, prepreg e dielettrici in modi per massimizzare la densità di cablaggio e le prestazioni elettriche. circuito stampato HDI Gli stack-up affronteranno diverse considerazioni aggiuntive oltre a tutte le considerazioni che HDI condivide con i PCB convenzionali: microvias, linee più sottili, dielettrici più sottili, tutte condizioni necessarie alla qualità compatta e ad alte prestazioni di cui HDI vanta.

Tra i molti componenti di un circuito stampato HDI impilamento, il nucleo fornisce stabilità meccanica e i legami prepreg strati insieme. Rame e dielettrici più sottili sono spesso utilizzati per supportare strati aggiuntivi e tracce più fine. Un impilamento ben progettato aiuterà con le prestazioni elettriche del prodotto finale, la fabbricabilità per il vostro fornitore, così come il costo.

Tipi di circuito stampato HDI Stack Ups

I tipi di impilamento sono classificati in base alla disposizione e al numero di strati laminati intorno al nucleo. I tipi principali che incontrerai sono:

• 1 + N + 1 un singolo strato HDI sia sopra che sotto un nucleo con N strati interni. L'immagine flollowing è per 1+N+1 circuito stampato HDI impilare, "N" è 6 strati, "1" è 1 rango HDI o una volta microvia laser.

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• 2 + N + 2 e 3 + N + 3 : più strati HDI laminati in sequenza. Questo tipo di stack-up supporta densità di routing più elevate per prodotti con esigenze di segnale e pin-count esigenti. L'immagine flollowing è per 2+N+2 circuito stampato HDI impilare, "N" è 4 strati, "2" è 2 ranghi HDI o due volte microvias laser.

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• L'immagine flollowing è per 3 + N + 3 circuito stampato HDI stack up, "N" è 2 strati, "3" "è 3 classifiche HDI o 3 volte microvias laser.

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• Qualsiasi strato HDI : i microvias collegano qualsiasi due strati, offrendo la massima flessibilità di progettazione nonché la massima densità. Questo è il tipo utilizzato nell'elettronica di consumo di fascia alta.

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La scelta del tipo corretto di impilamento dipenderà dalla complessità del vostro progetto, dalle vostre esigenze di segnale e dalle capacità del vostro produttore.

Strategie di attuazione per Microvia circuito stampato HDI

Le microvie sono una caratteristica di circuito stampato HDI Vedrai due figure molto diverse:

• Microvia a gradini : microvias offset tra strati come un volo di scale. Questo design distribuisce le tensioni meccaniche e in questo modo migliora l'affidabilità a lungo termine.
• Microvias impilate microvias posizionati direttamente l'uno sopra l'altro alla maniera di un albero di ascensore. La densità verticale è massimizzata, ma nelle condizioni di riempimento avanzato in rame e controllo preciso del processo.

I microvias riempiti di rame saranno in grado di prevenire il crollo durante la saldatura a riflusso e mantenere le prestazioni elettriche. Il tuo team di progettazione vorrà osservare i rapporti di aspetto HDI raccomandati e i limiti di profondità per un rendimento di produzione coerente.

Integrità del segnale

L'integrità del segnale è un'altra considerazione chiave per circuito stampato HDI Stack-up. Vuoi che il tuo impilamento mantenga un attento controllo dell'impedenza, il sequenziamento degli strati e la mitigazione del rumore:

• Per il controllo dell'impedenza, collocare strati di segnale adiacenti ai piani di riferimento e controllare lo spessore dielettrico. Queste disposizioni sono essenziali per l'impedenza stabile della linea di trasmissione.
• Routing denso in circuito stampato HDI gli stack-up causano l'accoppiamento del segnale. Questo fenomeno noto come crosstalk può essere mitigato da schermatura strategica e spaziamento a terra nonché da un ordine intelligente di strati.
• Affrontare i problemi di interferenza elettromagnetica e degradazione del segnale con un corretto percorso di ritorno ent.

Distribuzione termica ed elettrica per circuito stampato HDI

Con l'aumento della densità di un dispositivo, la gestione termica e la distribuzione dell'energia diventano sempre più un problema:

• Piani di potenza e terra dedicati possono ridurre l'impedenza e garantire una fornitura di corrente robusta. Ciò è particolarmente importante nei progetti con componenti ad alte prestazioni.
• La densità di un circuito stampato HDI stack up finirà per intrappolare il calore. Un buon design dovrebbe utilizzare vias termici e strutture via-in-pad per canalizzare il calore lontano dalle aree critiche.
• Una struttura via-in-pad può creare connessioni termiche ed elettriche dirette, ma richiederà processi di riempimento e copertura senza vuoti.

Queste considerazioni saranno vitali sia per l'affidabilità che per la longevità del vostro circuito stampato HDI progetto.

Scelte di materiali per circuiti stampati HDI

• Laminati ad alta Tg sono buoni per le schede HDI che sperimenteranno temperature più elevate o riflussi multipli.
• Dielettrici a bassa perdita può ridurre la perdita di segnale su circuiti digitali o RF ad alta velocità.
• Prepreg Si preferiscono materiali compatibili con la perforazione laser e il processo di laminazione sequenziale.

Queste decisioni dovrebbero anche essere conformi ai requisiti normativi come RoHS e REACH che sono entrambi diventati standard in circuito stampato HDI fabbricazione.

HDI progettazione di circuiti stampati per la fabbricabilità

Semplice e più simmetrico circuito stampato HDI Gli stack-up non sono solo più facili da realizzare per il produttore, ma anche meno propensi a problemi come deformazione e disallineamento dello strato durante la vita del prodotto. Ogni ulteriore strato HDI o struttura microvia aumenterà la complessità del vostro design, e con esso, il costo del vostro prodotto, e in ultima analisi, i rischi affrontati dal vostro consumatore. Contatta il tuo produttore in anticipo per assicurarti che lo stack-up che hai progettato sia economicamente efficace e allineato alle loro capacità di produzione.

I professionisti dell'approvvigionamento vorranno tenere conto delle considerazioni DFM durante l'approvvigionamento, poiché gli stack-up manifatturabili porteranno a rendimenti più alti.

Tre trappole in circuiti stampati HDI

Ecco tre insidie che abbiamo visto più spesso:

• Strati eccessivi e funzionalità HDI inutili che complicano eccessivamente lo stack-up e aumentano sia costi che rischi
• Scari progetti di microvia che ignorano per via dell'affidabilità e portano a guasti durante l'assemblaggio o l'uso sul campo
• Trascurare l'impedenza e la pianificazione termica che alla fine comprometterà le prestazioni

Evita questi errori e il tuo circuito stampato HDI Dovrebbe essere buono andare!

Stack-up design è il nucleo di un circuito stampato HDI che è di per sé il nucleo per avanzato PCB prestazioni. Prepara il tuo progetto per il successo progettando il tuo impilamento con intelligenza, utilizzando i tipi di microvia appropriati, con la corretta selezione del materiale e un'idea di DFM. Speriamo che ti sia piaciuto leggere il nostro articolo di oggi e non vediamo l'ora di vederti la prossima volta.