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PCB interconnesso ad alta densità di qualsiasi strato
CONCETTO BASE DELL'HDI
HDI è l'acronimo di High Density Interconnector, una tecnologia di produzione di PCB che utilizza la tecnologia micro blind/buried via per realizzare un'elevata densità di distribuzione delle linee. Permette di ottenere dimensioni ridotte, prestazioni più elevate e costi inferiori. I PCB HDI sono il frutto della ricerca dei progettisti, in costante sviluppo verso l'alta densità e la precisione. Il cosiddetto "high" non solo migliora le prestazioni della macchina, ma ne riduce anche le dimensioni. La tecnologia High Density Integration (HDI) può rendere il design del prodotto finale più miniaturizzato, soddisfacendo al contempo standard più elevati di prestazioni ed efficienza elettronica.
I PCB HDI includono tipicamente forature laser e forature meccaniche di forature cieche. La tecnologia di conduzione tra gli strati interni ed esterni è generalmente ottenuta attraverso processi come forature passanti interrate, forature cieche, fori sovrapposti, fori sfalsati, forature incrociate/cieche interrate, fori passanti, galvanizzazione di riempimento di forature cieche, fori a filo sottile e microfori nel disco, ecc.
Esistono diversi tipi di PCB HDI: a 1 strato, a 2 strati, a 3 strati, a 4 strati e con qualsiasi interconnessione di strati.
● Struttura di 1 strato HDI: 1+N+1 (pressione doppia, foratura laser una volta).
● Struttura dell'HDI a 2 strati: 2+N+2 (pressione 3 volte, foratura laser due volte).
● Struttura dell'HDI a 3 strati: 3+N+3 (pressatura 4 volte, foratura laser 3 volte).
● Struttura dell'HDI a 4 strati: 4+N+4 (pressatura 5 volte, foratura laser 4 volte).
Dalle strutture sopra descritte, si può concludere che la foratura laser una volta è un HDI a 1 strato, due volte è un HDI a 2 strati e così via. Qualsiasi interconnessione di strati può iniziare la foratura laser dalla scheda madre. In altre parole, ciò che deve essere forato laser prima della pressatura è un HDI a qualsiasi strato.
Concetto di progettazione di HDI
1. Quando ci imbattiamo in un progetto con fori nell'area BGA di un PCB multistrato, ma a causa di vincoli di spazio dobbiamo utilizzare piazzole BGA e fori ultra-piccoli per ottenere la piena penetrazione della scheda, come dovremmo realizzarlo? Ora vorremmo presentare il PCB ad alta precisione HDI, spesso menzionato nei PCB, come segue.
La foratura tradizionale dei PCB è influenzata dall'utensile di foratura. Quando la dimensione del foro raggiunge 0,15 mm, il costo è già molto elevato ed è difficile migliorarlo ulteriormente. Tuttavia, a causa dello spazio limitato, quando è possibile adottare una dimensione del foro di soli 0,1 mm, è necessario il concetto di progettazione HDI.
2. La foratura dei PCB HDI non si basa più sulla tradizionale foratura meccanica, ma utilizza la tecnologia di foratura laser (a volte nota anche come scheda laser). La dimensione del foro di foratura dell'HDI è generalmente di 3-5 mil (0,076-0,127 mm), la larghezza della linea è di 3-4 mil (0,076-0,10 mm), la dimensione delle piazzole di saldatura può essere notevolmente ridotta, ottenendo così una maggiore distribuzione delle linee per unità di superficie, con conseguente interconnessione ad alta densità.
L'avvento della tecnologia HDI si è adattata e ha promosso lo sviluppo dell'industria dei PCB, consentendo la disposizione di BGA, QFP, ecc. più densi sui PCB HDI. Attualmente, la tecnologia HDI è ampiamente utilizzata, tra cui l'HDI a 1 strato, ampiamente utilizzato nella produzione di PCB con BGA a passo 0,5. Lo sviluppo della tecnologia HDI sta guidando lo sviluppo della tecnologia dei chip, che a sua volta ne favorisce il miglioramento e il progresso.
Oggigiorno i chip BGA con passo 0,5 sono stati gradualmente adottati dagli ingegneri progettisti e le giunzioni di saldatura dei BGA sono gradualmente cambiate da una forma centrale scavata o collegata a terra a una forma con ingresso e uscita del segnale al centro che richiede il cablaggio.
3. I PCB HDI sono generalmente realizzati utilizzando il metodo di impilamento. Più volte viene eseguito l'impilamento, maggiore è il livello tecnico della scheda. I PCB HDI ordinari vengono sostanzialmente impilati una sola volta, mentre gli HDI ad alto strato utilizzano la tecnologia di impilamento due o più volte, oltre a tecnologie PCB avanzate come l'impilamento dei fori, il riempimento dei fori mediante galvanica e la foratura laser diretta, ecc.
I PCB HDI sono adatti all'uso di tecnologie di assemblaggio avanzate e offrono prestazioni elettriche e precisione del segnale superiori rispetto ai PCB tradizionali. Inoltre, i PCB HDI presentano miglioramenti significativi in termini di interferenze radio, interferenze elettromagnetiche, scariche elettrostatiche e conduzione termica, ecc.
Applicazione
HDI PCB ha un'ampia gamma di scenari applicativi nel campo elettronico, come ad esempio:
- Big Data e IA: i PCB HDI possono migliorare la qualità del segnale, la durata della batteria e l'integrazione funzionale dei telefoni cellulari, riducendone al contempo peso e spessore. I PCB HDI possono anche supportare lo sviluppo di nuove tecnologie come la comunicazione 5G, l'IA e l'IoT, ecc.
- Automobilistico: il PCB HDI può soddisfare i requisiti di complessità e affidabilità dei sistemi elettronici automobilistici, migliorando al contempo la sicurezza, il comfort e l'intelligenza delle automobili. Può essere applicato anche a funzioni quali radar, navigazione, intrattenimento e assistenza alla guida.
- Medicale: il PCB HDI può migliorare la precisione, la sensibilità e la stabilità delle apparecchiature medicali, riducendone al contempo le dimensioni e il consumo energetico. Può essere applicato anche in settori quali l'imaging medicale, il monitoraggio, la diagnosi e il trattamento.
Le principali applicazioni dei PCB HDI riguardano telefoni cellulari, fotocamere digitali, intelligenza artificiale, supporti per circuiti integrati, computer portatili, elettronica automobilistica, robot, droni, ecc., e sono ampiamente utilizzati in molteplici settori.
