A aplicação do HDI PCB trouxe um aumento na portabilidade de produtos eletrônicos em todo o mundo. Índice de Desenvolvimento HumanoPlacas de circuito impressoTornou-se possível produzir dispositivos eletrônicos menores sem perda de qualidade ou funcionalidade. Se você quiser saber mais sobre a história, os usos, o design e a implementação de PCBs HDI, continue lendo e responda às suas perguntas.
Conteúdo
O que é o HDI PCB?
Qual é a diferença entre PCB normal e HDI?
Quais são as vantagens / benefícios dos PCBs HDI?
Como escolher o material HDI PCB
Estrutura da Iniciativa de Desenvolvimento Humano
Regras e técnicas de design HDI
7. pilha HDI PCB
O protótipo do HDI PCB
Aplicações HDI PCB
O futuro do HDI PCB
11 – Conclusões
O que é o HDI PCB?
HDI significa High Density Interconnect. Portanto, os PCBs HDI são descritos como placas de circuito impresso com maior densidade de conexão elétrica por unidade de área em comparação com placas de circuito padrão. Em comparação com os PCBs tradicionais, eles têm melhor espaço e linha, pequenos discos de solda de captura, pequenos buracos e alta densidade de discos de solda de conexão elétrica. Os PCBs HDI se beneficiam da engenharia de perfuração a laser e exigem pouco espaço.
Isso tornaplaca elétricao mais apertado possível. Apesar dessa queda, o desempenho do seu produto permanecerá o mesmo. Em outras palavras, você pode referir-se a um PCB com cerca de 120 a 60 pinos por polegada quadrada comoHDI PCB.
(Descreve um PCB com muitos caminhos de sinal)
Qual é a diferença entre PCB normal e HDI?
2.1 Diferenças entre HDI e PCB padrão
Aqui estão os três principais aspectos em que existem diferenças entre PCBs comuns e HDI:
Densidade do circuito – Quando os designers constroem PCBs HDI, eles geralmente optam por cobrir os fios conectados à camada seguinte. Você pode usar microprocessamento para fazer isso. Ele permitirá que você maximize a densidade do circuito de PCB, o que é muito útil para pequenas aplicações eletrônicas.
Tecnologia de fabricação – As placas de circuito impresso HDI, mais uma vez, dependem de tecnologias avançadas de microporos, especialmente em comparação com os procedimentos de perfuração tradicionais usados nas placas de circuito impresso padrão no processo de fabricação.
Desempenho elétrico e sinal – contatos de microporos HDI PCBresultando emAlto nível de segurança de interrupção, fornecendo segurança contra interferência de sinal. Esta é também uma das razões pelas quais o desempenho da placa HDI é melhor do que a placa comum.
A tabela na próxima seção distingue ainda mais o PCB comum do HDI PCB.
Diferenças de tabela entre PCBs HDI e PCBs padrão HDI
Padrão de PCB
Redução do número de camadas do layersA
Maior densidade de componentes por centímetro quadrado
Pequenas proporções de ratioLarge
Adequado para embalagens de baixo espaçamento e embalagens de baixo espaçamento com problemas de compatibilidade de alto pin countMany
Perfuração a laser Technology Mechanical
Poros cegos, poros enterrados e poros micropassing technologyNo poros micropass existem apenas poros passantes, poros enterrados e poros cegos.
Melhora o desempenho do performanceAverage
Boards Heavier menores e mais leves e placas de circuito pesadas
(Ele mostra um PCB industrial padrão)
Quais são as vantagens / benefícios dos PCBs HDI?
3.1 Peso leve e tamanho compacto
Os PCBs HDI são compactos e leves, atendendo aos requisitos de muitos designers, como tornar o smartphone o mais leve possível. Com o HDI PCBs, você pode instalar vários componentes eletrônicos em uma placa de pequeno tamanho, que também é totalmente funcional.
3.2 Maximizar a eficiência de custos
Com PCBs HDI, você pode aproveitar cada centavo investido. Os PCBs HDI manterão o desempenho ideal do seu produto e garantirão que você não gaste mais do que você precisa em componentes. Em vários exemplos, os PCBs HDI permitem que você encapsule todas as funções em uma única placa de circuito, em vez de vários PCBs padrão.
3.3 Melhorar o desempenho
A distância entre os componentes eletrônicos adjacentes seráAfeta o desempenho do PCBSenhoras e senhores. Felizmente, quando se trata de PCBs HDI, você pode fechar essa lacuna. Além disso, você pode adicionar transistores para melhorar o desempenho elétrico e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de energia do PCB HDI.
3.4 Tempo de entrega rápido
Os fabricantes de PCBs também podem fabricar PCBs HDI com mais facilidade. Isso é apenas porque leva menos tempo para criar uma placa que não usa muitos componentes e materiais. Assim, você obterá seus produtos rapidamente e os levará ao mercado o mais rápido possível.
Como escolher o material HDI PCB
4.1 Resumo do Índice de Desenvolvimento Humano
O método de design do HDI PCB exige um alto nível de densidade de circuito. Isso não é simples, pois você pode gerenciar pequenos furos de captura e discos de solda, bem como linhas finas e espaços.
Você pode escolher entre uma variedade de laminados HDI, mas eles geralmente têm núcleos laminados e de perfuração mecânica, bem como perfuração mecânica de galvanoplastia. As etapas de fabricação também podem incluir a formação de camadas internas, laminagem contínua e a formação de furos finais e perfuração a laser.
4.2 Importância dos materiais elétricos
Se você deseja que o HDI PCB funcione corretamente, você deve escolher o material de resina ou dielétrico correto. As características que você deseja estudar incluem a temperatura de transição de vidro, a temperatura de decomposição, o coeficiente de expansão térmica e o tempo de estratificação. Você deve procurar por materiais que funcionem bem nessas áreas, mas saiba que isso também adiciona custos.
Por exemplo, os PDAs e telefones celulares podem ter um desempenho relativamente bom nos lugares acima. No entanto, se você planeja desenvolver produtos para aeronáutica, aplicações militares ou telecomunicações de alta velocidade, você precisa dos melhores componentes disponíveis.
4.3 Que tipos de materiais são adequados para sua aplicação?
Você planeja usar PCBs HDI em seus projetos eletrônicos? Neste caso, você deve escolher o material certo, e a seguinte lista tornará as coisas mais fáceis:
Ultra baixa perda, alta velocidade – Se você estiver procurando materiais de PCB HDI para aplicações de radiofrequência e microondas, você deve considerar materiais com perda relativamente baixa e excelente integridade do sinal.
Baixa perda, alta velocidade – neste tipo, a curva entre a resposta de frequência e a constante dielétrica é muito mais plana. As perdas serão reduzidas em 50% em comparação com o material com perda média.
Você também pode ir mais longe e optar por materiais de PCB HDI para manter a excelente qualidade do sinal, reduzindo ainda mais o ruído elétrico.
Perda média e velocidade – o termo “média” é um segredo, e é por isso que tantos clientes concordaram em usar o material FR-4 PCB. Estes podem não ser adequados para todas as aplicações, mas podem ser ideais para algumas aplicações de GHz digital / analógico.
Estrutura da Iniciativa de Desenvolvimento Humano
Você geralmente pode construir PCBs HDI de muitas maneiras. Aqui estão três métodos:
1.1 + N + 1: Neste tipo de arquitetura de PCB HDI, a placa de circuito impresso tem apenas uma camada de interconexão de alta densidade.
2.i+N+i: indica que há duas ou mais camadas de interconexão de alta densidade em um PCB. Você também precisa intercalar ou empilhar os orifícios de micropasses em diferentes camadas.
Qualquer camada: Cada camada no quadro é uma camada HDI, permitindo que todas as camadas sejam vinculadas. É adequado para dispositivos complexos, como chips de CPU de computador ou chips de GPU em smartphones.
(Ele mostra uma CPU de microchip composta por:HDI PCB (em inglês)
Agora que você está familiarizado com os conceitos básicos de HDI PCB, você pode entender o conceito de HDI PCB. Na próxima seção, exploraremos as melhores dicas para projetar PCBs HDI.
Regras e técnicas de design HDI
6.1 Dica 1 – Adotar uma estratégia de DFM
Nossa primeira sugestão foi relativamente fácil e familiar. Você deve integrar o Design for Manufacturing Oriented Strategy (DFM) com PCBs HDI. Nessa estratégia, o objetivo é projetar um produto que você possa desenvolver de forma rápida e econômica. Você precisa ter certeza de que o que você está criando também é prático.
Quando você projeta um PCB HDI muito além da capacidade do fabricante de PCB, esse design pode não fazer sentido. Isso ajudará se você tiver em mente ao criar uma placa HDI que tem todas as vantagens de um PCB HDI e que o fabricante pode facilmente fabricá-lo ao mesmo tempo.
6.2 Dica 2 – Escolha o tipo de orifício
Determinar o tipo de orifício é uma escolha crucial, pois determina quais máquinas e equipamentos você precisará na linha de produção. Isso afeta o custo e a duração do processo. Ao limitar o número de camadas e materiais, os microporos podem reduzir o tempo e os custos de produção. No entanto, você pode escolher entre vários buracos. Estes podem incluir perfurações dentro da placa de solda e versões próximas da placa de solda.
Portanto, você deve escolher um produto com o custo mais baixo para você ou seu fabricante de PCB HDI, sem sacrificar o desempenho elétrico do PCB HDI.
6.3 Dica 3 – Verifique a disponibilidade e as dimensões dos componentes
O número de componentes usados pelos PCBs HDI é outro aspecto. Observe que o principal objetivo do PCB HDI é reduzir o custo e a área de superfície. Portanto, você deve garantir que eles sejam leves, econômicos e em pequenas quantidades.
Como os componentes são colocados irá determinarlargura do traçoDimensões de furos e tamanhos de reserva. No entanto, você deve prestar atenção à qualidade e confiabilidade desses módulos. Alternativamente, você pode precisar redesenhar todo o HDI PCB.
6.4 Dica 4 – Não sobrecarregue os componentes
Embora um design compacto possa empurrar você a colocar componentes nas proximidades, você geralmente não deve fazê-lo. Os dispositivos de alta potência podem gerar interferência eletromagnética (EMI), o que pode afetar a integridade do sinal.
Além disso, a indução e a capacitação perto da placa de solda podem afetar a força do sinal e diminuir a velocidade de comunicação. Além disso, você deve colocar todos os componentes para que os orifícios sejam distribuídos simétricamente na superfície. Também ajudará a reduzir o estresse, evitando assim qualquer distorção no efeito. Isso ajudará se você também considerar as fases de manutenção e instalação para que você possa retrabalhar e soldar rapidamente em um estágio posterior.
6.5 Dica 5 – Escolha um design em cascata
O método de empilhamento de PCB também pode avaliar quaisquer problemas de fabricação no processo de produção. O número de camadas e o tipo de material na estrutura empilhada influenciam fortemente a frequência da laminagem e a duração da perfuração. Certifique-se de que qualquer coisa que você escolher seja eficiente e econômica.
7. pilha HDI PCB
7.1 Tipos de pilhas de PCB HDI
Tipo I: 0-N-0 – microporos a laser
Neste tipo de PCB HDI, os fabricantes primeiro laminam o núcleo e, em seguida, perfuram mecânicamente o furo. Depois disso, você irá galvanizar a perfuração mecânica e usará a tecnologia a laser para golpeá-la ainda mais e formar buracos. Finalmente, os fabricantes de PCB HDI farão orifícios passantes. Os microporos podem ser empilhados em um ou ambos os lados do núcleo de ferro.
Tipo 2: 1-N-1 – micropore e furos enterrados a laser
Aqui, o “1” reflete a laminagem sequencial de duas partes do núcleo de ferro. Indica que há duas camadas de HDI em ambos os lados do centro. Esse método é equivalente a 0-N-0. A única diferença é que você criará uma camada interna depois de desenhar uma perfuração mecânica. Os fabricantes de PCBs HDI então pressionam essa camada interna junto com duas camadas adicionais para que os furos enterrados possam ser feitos por mecanização. Finalmente, a tecnologia de perfuração a laser produziu mais buracos passantes.
Tipo III: 2-N-2 com microporos
Aqui, o “2” indica duas camadas empilhadas em ambos os lados do núcleo. Portanto, você pode supor que existem quatro camadas de cobre, para um total de seis camadas.
7.2 Qual tipo de PCB é melhor para você?
Devo escolher o Tipo I?
Tipo I não permite furos enterrados; No entanto, você pode usar orifícios de galvanoplastia (PTH) e orifícios cegos. Para o número total de camadas, é necessário considerar o dielétrico FR-4 fino, que pode causar deformação a temperaturas extremas, o que é essencial para aplicações de processos de soldagem sem chumbo. Além disso, para obter confiabilidade, a relação entre o comprimento do PTH e o diâmetro do furo deve ser mantida abaixo de 10.
Posso usar o HDI PCB Tipo II?
Nesse caso, furos cegos e microporos podem ser usados em núcleos de ferro empilhados. Você também deve colocar uma ou mais camadas de microporos nos lados. Você não precisa colocá-los em ambos os lados, mas um é necessário. Os profissionais acreditam que este método é mais adequado para placas de alta densidade. Você também pode melhorar a eficiência do HDI PCB colocando muitas camadas de empilhamento de cabeamento. As restrições do tipo I também se aplicam a isso.
Por que o Tipo 3 é uma boa escolha
A principal diferença entre o Tipo II e o Tipo III é que isso requer dois ou mais microporos em ambos os lados ou em um dos lados. Além disso, no núcleo de ferro empilhado, também pode haver buracos cegos, furos enterrados e microporos. Esta configuração é ideal para PCBs de alta densidade de várias camadas e muitos BGAs grandes e ajustados.Capacidade.
O maior benefício do Tipo III é que você pode usar a camada externa para terminais de terra e energia. Para alcançar um cabeamento de sinal completo, vários microporos podem ser colocados na camada interna. Para obter uma densidade de cabeamento mais alta, é possível empilhar os buracos, mas isso também aumenta o custo. No entanto, para os dielétricos finos FR-4 e PTHs, as restrições do tipo I também se aplicam a isso.
7.3 Projetar a cascata perfeita para sua aplicação
7.3.1 Por que o design em cascata de PCBs HDI é importante?
Você deve ter em mente as instalações de fabricação para projetar a cascata HDI. Significa que o design deve ser prático e que os fabricantes possam produzi-lo de forma eficiente. Se você não sabe, isso ajuda.Pense apenas no aplicativo para projetá-lo; Você também deve considerar a confiabilidade e a disponibilidade do PCB HDISenhoras e senhores. Na indústria, muitos projetos de empilhamento de PCBs HDI pertencem ao Tipo III.
7.3.1.1 Técnicas de design para PCBs HDI
Aqui estão algumas sugestões que você pode usar ao projetar um PCB HDI:
Você pode optar por empilhar ou organizar os micro-poros para mantê-los na melhor posição entre eles e com outros poros da placa.
Use a camada externa para conexões de terra, pois pode aumentar os requisitos de EMI/EMC. A camada interna abrangerá a camada de energia e microporos para roteamento de sinal. É ideal para PCBs HDI de oito ou mais camadas.
Iniciativa de Desenvolvimento HumanoPlaca PCBPara muitas camadas, você pode empilhar buracos. Pode ser mais caro, mas lhe dará flexibilidade e maior eficiência de roteamento de sinal.
(Ele mostra um material HDI PCB para EMC)
7.3.2 HDI PCB – Como o design em cascata afeta a integridade do sinal?
Se as especificações de fabricação não forem cumpridas, um projeto imaturo de empilhamento de PCB HDI pode afetar a integridade do sinal. As opções de fabricação podem não atender aos requisitos de projeto, como espessura de cobre, materiais selecionados e largura de linha. Então, no final, você precisa fazer mudanças novamente. No entanto, mesmo nesse caso, alguns fabricantes confiáveis de PCBs HDI podem ir além de suas capacidades para encontrar a melhor solução para PCBs HDI de seus clientes. Isso pode incluir a descoberta de materiais de PCB adequados com propriedades semelhantes.
(Mostra os possíveis dados de rastreamento do PCB HDI)
7.3.3 Padrões de design de cascata HDI PCB
Os fabricantes geralmente usam três métodos ou padrões para seus projetos. Primeiro, para a laminagem padrão, eles usam perfuração através do buraco, porque a confiabilidade é melhor e o custo é menor. No entanto, devido ao número limitado de camadas, este método não é atualmente conhecido.
Portanto, para atender às demandas dos clientes por mais níveis, o HDIFabricantes de PCB estão usando furos cegos e furos enterradospressão ordenada. Ele reduz o tamanho dos orifícios e é ideal para cabeamento de sinal. No entanto, a principal razão pela qual permanece impopular é o problema da largura da linha.
7.3.4 Como melhorar o cabeamento em cascata do HDI PCB
Isso ajudará a determinar como colocar os orifícios de PCB HDI no disco de solda BGA para melhorar o roteamento de sinal no projeto. Uma abordagem é adotar um layout inteligente, já que os PCBs HDI usam BGA de espaçamento fino. Outra abordagem é usar um layout de ossos de cachorro, colocando os orifícios ao lado da placa de solda.
Se você optar por desenvolver a melhor densidade possível, você deve usar soluções de furo através da placa de solda com cautela. Este design pode ser compensado e parcialmente; No entanto, o primeiro garante um roteamento de sinal mais confiável. Isso é crucial porque, em última análise, reduz os custos de fabricação, reduzindo o número de camadas.
Se você escolher a camada externa de PCB HDI como a camada de aterramento, ela otimiza a blindagem EMI e melhora a integridade do sinal. Você também pode colocar o VCC em uma camada próxima, o que reduzirá o número de capacitores de bypass necessários para o BGA. Portanto, você também pode usar resistores de pull-up e capacitores de bypass para fornecer mais espaço para a camada de roteamento de sinal. Ele também minimiza a interferência e otimiza o caminho de retorno. Para fornecer energia em um pequeno BGA, você deve considerar a divisão de planos ou camadas de tensão dedicadas, em vez de novas fontes de tensão.
O protótipo do HDI PCB
O protótipo HDI PCB é um modelo simplificado de um PCB HDI fabricado para avaliar diferentes projetos. Você pode pedir ao seu fabricante de PCB HDI para desenvolver tal protótipo para testes. Devido à alta densidade do fio, seu número de camadas e tamanho também são pequenos. Esses protótipos devem ter buracos empilhados, intercalados, cegos e enterrados para que você possa decidir a melhor combinação. Além disso, o protótipo de PCB HDI ajudará você a escolher o tamanho do buraco e a relação de aspecto eficiente.
(Autômatos estão testando protótipos de PCB HDI da indústria)
Aplicações HDI PCB
9.1 Cuidados de saúde
Os PCBs HDI têm um impacto significativo na indústria médica. Os hospitais usam equipamentos médicos que normalmente consistem em PCBs HDI. Por exemplo, dispositivos minúsculos como equipamentos de imagem, implantes e laboratórios.
9.2 Carros
Os pequenos PCBs HDI atraem principalmente a indústria automotiva, pois criam espaço extra dentro do veículo.
9.3 Tablets e smartphones
O smartphone, tablet ou laptop que você está usando para ler este artigo é um PCB HDI. Os fabricantes de PCBs estão usando PCBs HDI para desenvolver eletrônicos portáteis e leves.
9.4 Tecnologia de vestir
Os PCBs HDI também suportam produtos como fones de ouvido VR, Apple Watch e outros dispositivos de tecnologia vestível.
9.5 Aeroespacial e militar
Os militares também estão implementando PCBs HDI para suas estratégias de hardware e comunicações de defesa. Além disso, os PCBs HDI atendem aos requisitos de ambientes perigosos e desafiadores, tornando-os ideais para a indústria militar e aeroespacial.
O futuro do HDI PCB
Os PCBs HDI levam a tecnologia a um novo patamar. Está aí. Senhoras e senhores. Senhoras e senhores. Aspectos desempenham um papel importanteequipamento eletrônicoprodução. Com o avanço da tecnologia, essa tecnologia enfrenta os maiores desafios. O HDI PCB é a tecnologia certa para você. Especialmente se você estiver procurando uma tecnologia que lhe permita trabalhar de forma eficiente em qualquer lugar. Portanto, o potencial desta tecnologia é muito promissor, à medida que a demanda continua a aumentar, em vez de diminuir.
11 – Conclusões
Nós sabemos que isso é difícil de aceitar. Não se preocupe, você só precisa entender os termos. Você não precisa ser um especialista. Você precisa escolher um.PCB HDI confiávelUm fabricante com uma equipe de engenheiros competentes. Eles farão o seu trabalho por você. Estamos aqui.O nosso PCBTambém produz placas de circuito impresso HDI. Podemos otimizar o seu projeto e calcular as tolerâncias para que você possa ajustar o design do PCB HDI. Isso também não afetará sua adequação à sua aplicação específica.