L’avantage de PCB HDI

Regardons de plus près l’impact. L’augmentation de la densité des boîtiers nous permet de raccourcir les chemins électriques entre les composants. Avec HDI, nous avons augmenté le nombre de canaux de câblage sur les couches internes du PCB, réduisant ainsi le nombre total de couches requises pour la conception. La réduction du nombre de couches peut placer plus de connexions sur la même carte et améliorer le placement, le câblage et les connexions des composants. From there, we can focus on a technique called interconnect per Layer (ELIC), which helps design teams move from thicker boards to thinner flexible ones to maintain strength while allowing the HDI to see functional density.

HDI PCB rely on lasers rather than mechanical drilling. In turn, the HDI PCB design results in a smaller aperture and smaller pad size. La réduction de l’ouverture a permis à l’équipe de conception d’augmenter la disposition de la zone de la carte. Raccourcir les chemins électriques et permettre un câblage plus intensif améliore l’intégrité du signal de la conception et accélère le traitement du signal. Nous obtenons un avantage supplémentaire en termes de densité car nous réduisons les risques de problèmes d’inductance et de capacité.

Les conceptions de PCB HDI n’utilisent pas de trous traversants, mais des trous borgnes et enterrés. Le placement échelonné et précis des trous d’enfouissement et borgnes réduit la pression mécanique sur la plaque et empêche tout risque de déformation. De plus, vous pouvez utiliser des trous traversants empilés pour améliorer les points d’interconnexion et améliorer la fiabilité. Votre utilisation sur des pads peut également réduire la perte de signal en réduisant le retard croisé et en réduisant les effets parasites.

La fabricabilité HDI nécessite un travail d’équipe

La conception de fabrication (DFM) nécessite une approche de conception de PCB réfléchie et précise et une communication cohérente avec les fabricants et les fabricants. À mesure que nous ajoutions HDI au portefeuille DFM, l’attention portée aux détails aux niveaux de la conception, de la fabrication et de la fabrication est devenue encore plus importante et les problèmes d’assemblage et de test ont dû être résolus. En bref, le processus de conception, de prototypage et de fabrication des PCB HDI nécessite un travail d’équipe étroit et une attention aux règles DFM spécifiques applicables au projet.

L’un des aspects fondamentaux de la conception HDI (utilisant le perçage laser) peut dépasser les capacités du fabricant, de l’assembleur ou du fabricant et nécessite une communication directionnelle concernant la précision et le type de système de perçage requis. En raison du taux d’ouverture inférieur et de la densité de disposition plus élevée des PCB HDI, l’équipe de conception devait s’assurer que les fabricants et les fabricants pouvaient répondre aux exigences d’assemblage, de reprise et de soudage des conceptions HDI. Par conséquent, les équipes de conception travaillant sur les conceptions de circuits imprimés HDI doivent maîtriser les techniques complexes utilisées pour produire des cartes.

Connaître les matériaux et les spécifications de votre carte de circuit imprimé

Étant donné que la production HDI utilise différents types de processus de perçage laser, le dialogue entre l’équipe de conception, le fabricant et le fabricant doit se concentrer sur le type de matériau des panneaux lors de la discussion du processus de perçage. L’application du produit qui déclenche le processus de conception peut avoir des exigences de taille et de poids qui font bouger la conversation dans un sens ou dans un autre. Les applications à haute fréquence peuvent nécessiter des matériaux autres que le FR4 standard. De plus, les décisions concernant le type de matériau FR4 affectent les décisions concernant la sélection des systèmes de forage ou d’autres ressources de fabrication. Alors que certains systèmes perforent facilement le cuivre, d’autres ne pénètrent pas systématiquement les fibres de verre.

En plus de choisir le bon type de matériau, l’équipe de conception doit également s’assurer que le fabricant et le fabricant peuvent utiliser la bonne épaisseur de plaque et les bonnes techniques de placage. Avec l’utilisation du perçage au laser, le rapport d’ouverture diminue et le rapport de profondeur des trous utilisés pour les remplissages de placage diminue. Bien que des plaques plus épaisses permettent des ouvertures plus petites, les exigences mécaniques du projet peuvent spécifier des plaques plus minces qui sont sujettes à la défaillance dans certaines conditions environnementales. L’équipe de conception devait vérifier que le fabricant avait la capacité d’utiliser la technique de la « couche d’interconnexion » et de percer des trous à la bonne profondeur, et s’assurer que la solution chimique utilisée pour la galvanoplastie remplirait les trous.

Utilisation de la technologie ELIC

La CONCEPTION des PCB HDI autour de la technologie ELIC a permis à l’équipe de conception de développer des PCB plus avancés, qui incluent plusieurs couches de micro-trous remplis de cuivre empilés dans la pastille. Grâce à ELIC, les conceptions de circuits imprimés peuvent tirer parti des interconnexions denses et complexes requises pour les circuits à grande vitesse. Comme ELIC utilise des microtrous remplis de cuivre empilés pour l’interconnexion, il peut être connecté entre deux couches quelconques sans affaiblir le circuit imprimé.

La sélection des composants affecte la mise en page

Toutes les discussions avec les fabricants et les fabricants concernant la conception HDI devraient également se concentrer sur la disposition précise des composants à haute densité. La sélection des composants affecte la largeur, la position, la pile et la taille des trous du câblage. Par exemple, les conceptions de circuits imprimés HDI incluent généralement un réseau à billes dense (BGA) et un BGA finement espacé qui nécessite un échappement de broche. Les facteurs qui altèrent l’alimentation électrique et l’intégrité du signal ainsi que l’intégrité physique de la carte doivent être reconnus lors de l’utilisation de ces dispositifs. Ces facteurs comprennent l’obtention d’une isolation appropriée entre les couches supérieure et inférieure pour réduire la diaphonie mutuelle et pour contrôler les EMI entre les couches de signal internes.Les composants espacés symétriquement aideront à éviter les contraintes inégales sur le PCB.

Faites attention au signal, à la puissance et à l’intégrité physique

En plus d’améliorer l’intégrité du signal, vous pouvez également améliorer l’intégrité de l’alimentation. Comme le PCB HDI rapproche la couche de mise à la terre de la surface, l’intégrité de l’alimentation est améliorée. La couche supérieure de la carte comporte une couche de mise à la terre et une couche d’alimentation, qui peuvent être connectées à la couche de mise à la terre par des trous borgnes ou des microtrous, et réduit le nombre de trous plans.

Le PCB HDI réduit le nombre de trous traversants à travers la couche interne de la carte. À son tour, la réduction du nombre de perforations dans le plan de puissance offre trois avantages majeurs :

La plus grande zone de cuivre alimente le courant alternatif et continu dans la broche d’alimentation de la puce

La résistance L diminue dans le chemin du courant

L En raison de la faible inductance, le courant de commutation correct peut lire la broche d’alimentation.

Un autre point clé de discussion est de maintenir une largeur de ligne minimale, un espacement de sécurité et une uniformité de la voie. Sur ce dernier point, commencez à obtenir une épaisseur de cuivre uniforme et une uniformité de câblage pendant le processus de conception et procédez au processus de fabrication et de fabrication.

Le manque d’espacement sûr peut entraîner des résidus de film excessifs pendant le processus de film sec interne, ce qui peut entraîner des courts-circuits. En dessous de la largeur de ligne minimale, cela peut également causer des problèmes pendant le processus de revêtement en raison d’une faible absorption et d’un circuit ouvert. Les équipes de conception et les fabricants doivent également envisager de maintenir l’uniformité de la voie comme moyen de contrôler l’impédance de la ligne de signal.

Établir et appliquer des règles de conception spécifiques

Les configurations à haute densité nécessitent des dimensions externes plus petites, un câblage plus fin et un espacement des composants plus étroit, et nécessitent donc un processus de conception différent. Le processus de fabrication de PCB HDI repose sur le perçage au laser, les logiciels de CAO et de FAO, les processus d’imagerie directe au laser, les équipements de fabrication spécialisés et l’expertise des opérateurs. Le succès de l’ensemble du processus dépend en partie des règles de conception qui identifient les exigences d’impédance, la largeur du conducteur, la taille des trous et d’autres facteurs qui affectent la disposition. Developing detailed design rules helps select the right manufacturer or manufacturer for your board and lays the foundation for communication between teams.