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Placa de circuito impresso interconectada de alta densidade com qualquer camada
CONCEITO BÁSICO DO IDH
HDI significa Interconector de Alta Densidade, uma tecnologia de fabricação de PCBs que utiliza microvias cegas/enterradas para alcançar alta densidade de distribuição de linhas. Isso permite dimensões menores, maior desempenho e custos mais baixos. A PCB HDI é o objetivo dos projetistas, que buscam constantemente alta densidade e precisão. A chamada "alta" não só melhora o desempenho da máquina, como também reduz seu tamanho. A tecnologia de Interconexão de Alta Densidade (HDI) permite miniaturizar o design do produto final, atendendo a padrões mais elevados de desempenho e eficiência eletrônica.
A placa de circuito impresso HDI normalmente inclui furos cegos perfurados a laser e furos cegos perfurados mecanicamente. A tecnologia de condução entre as camadas interna e externa é geralmente alcançada por meio de processos como furos enterrados, furos cegos, furos empilhados, furos escalonados, furos cegos/enterrados cruzados, furos passantes, preenchimento de furos cegos por eletrodeposição, fios finos em pequenos espaços e microfuros no disco, etc.
Existem vários tipos de PCB HDI: 1 camada, 2 camadas, 3 camadas, 4 camadas e qualquer interconexão de camadas.
● Estrutura de HDI de 1 camada: 1+N+1 (duas prensagens, uma perfuração a laser).
● Estrutura de HDI de 2 camadas: 2+N+2 (prensagem 3 vezes, perfuração a laser duas vezes).
● Estrutura de HDI de 3 camadas: 3+N+3 (prensagem 4 vezes, perfuração a laser 3 vezes).
● Estrutura de HDI de 4 camadas: 4+N+4 (prensagem 5 vezes, perfuração a laser 4 vezes).
A partir das estruturas acima, pode-se concluir que a perfuração a laser uma vez corresponde a uma camada HDI, duas vezes a uma camada HDI e assim por diante. Qualquer interconexão de camada pode iniciar a perfuração a laser a partir da placa central. Em outras palavras, o que precisa ser perfurado a laser antes da prensagem é qualquer camada HDI.
Conceito de design do HDI
1. Quando nos deparamos com um projeto com furos na área BGA de uma placa de circuito impresso multicamadas, mas devido a restrições de espaço, precisamos usar pads BGA e furos ultracompactos para obter penetração total na placa, como devemos proceder? A seguir, apresentamos a placa de circuito impresso de alta precisão HDI, frequentemente mencionada em projetos de PCBs.
A furação tradicional de placas de circuito impresso (PCBs) é afetada pela ferramenta de perfuração. Quando o diâmetro do furo atinge 0,15 mm, o custo já é muito alto e é difícil obter melhorias adicionais. No entanto, devido ao espaço limitado, quando apenas um diâmetro de furo de 0,1 mm pode ser utilizado, o conceito de projeto HDI (High-Dynamic Furning - Furação de Alta Resolução) se faz necessário.
2. A perfuração de PCBs HDI não depende mais da perfuração mecânica tradicional, mas utiliza a tecnologia de perfuração a laser (também conhecida como placa a laser). O tamanho do furo de perfuração em HDI é geralmente de 3 a 5 milésimos de polegada (0,076 a 0,127 mm), a largura da linha é de 3 a 4 milésimos de polegada (0,076 a 0,10 mm), o tamanho das ilhas de solda pode ser bastante reduzido, permitindo uma maior distribuição de linhas por unidade de área, resultando em interconexões de alta densidade.
O surgimento da tecnologia HDI adaptou-se e impulsionou o desenvolvimento da indústria de PCBs, permitindo a disposição de componentes BGA, QFP, etc., em maior densidade nas PCBs HDI. Atualmente, a tecnologia HDI é amplamente utilizada, sendo a HDI de camada única a mais empregada na produção de PCBs com BGA de espaçamento de 0,5 polegadas. O desenvolvimento da tecnologia HDI impulsiona o desenvolvimento da tecnologia de chips, que, por sua vez, impulsiona o aprimoramento e o progresso da própria tecnologia HDI.
Atualmente, os chips BGA com espaçamento de 0,5 polegadas têm sido gradualmente adotados por engenheiros de projeto, e as juntas de solda do BGA evoluíram de um formato oco ou aterrado no centro para um formato com entrada e saída de sinal no centro, que requer fiação.
3. As placas de circuito impresso HDI são geralmente fabricadas utilizando o método de empilhamento. Quanto mais camadas forem empilhadas, maior será o nível técnico da placa. As placas de circuito impresso HDI comuns são basicamente empilhadas uma única vez, enquanto as placas HDI de alta densidade utilizam tecnologia de empilhamento duplo ou superior, além de tecnologias avançadas de PCB, como empilhamento de furos, preenchimento de furos por eletrodeposição e perfuração a laser direta, etc.
A placa de circuito impresso HDI favorece o uso de tecnologia de montagem avançada, e o desempenho elétrico e a precisão do sinal são superiores aos das placas de circuito impresso tradicionais. Além disso, a HDI apresenta melhorias significativas em relação à interferência de radiofrequência, interferência de ondas eletromagnéticas, descarga eletrostática e condução térmica, entre outros.
Aplicativo
A placa de circuito impresso HDI possui uma ampla gama de aplicações na área eletrônica, tais como:
-Big Data e IA: As placas de circuito impresso HDI podem melhorar a qualidade do sinal, a duração da bateria e a integração funcional de celulares, além de reduzir seu peso e espessura. As placas de circuito impresso HDI também podem suportar o desenvolvimento de novas tecnologias, como comunicação 5G, IA e IoT, etc.
-Automóvel: A placa de circuito impresso HDI atende aos requisitos de complexidade e confiabilidade dos sistemas eletrônicos automotivos, ao mesmo tempo que melhora a segurança, o conforto e a inteligência dos veículos. Ela também pode ser aplicada em funções como radar automotivo, navegação, entretenimento e assistência ao motorista.
-Médico: A placa de circuito impresso HDI pode melhorar a precisão, a sensibilidade e a estabilidade de equipamentos médicos, ao mesmo tempo que reduz seu tamanho e consumo de energia. Também pode ser aplicada em áreas como imagem médica, monitoramento, diagnóstico e tratamento.
As principais aplicações de PCBs HDI são em telefones celulares, câmeras digitais, IA, encapsulamentos de circuitos integrados, laptops, eletrônica automotiva, robôs, drones, etc., sendo amplamente utilizadas em diversos campos.
