À medida que os dispositivos eletrônicos continuam a encolher enquanto se tornam mais poderosos, a tecnologia de PCB HDI (High-Density Interconnect) tornou-se uma ferramenta essencial para os engenheiros de hardware.Se você está projetando wearables, módulos de IoT industriais ou dispositivos médicos compactos, compreender as regras de design do HDI pode significar a diferença entre uma primeira rotação bem-sucedida e uma retorno dispendiosa.

Este guia explica os princípios básicos, as regras de design,e compromissos práticos que você precisa para dominar o projeto de PCB HDI e como garantir que seu fabricante pode realmente construir o que você projetou.

O que é a tecnologia HDI PCB?

Os PCBs HDI são caracterizados por uma densidade de fiação por unidade de área maior do que os PCBs convencionais.com várias camadas de laminação sequencialAo contrário dos PCBs padrão que usam vias através de buracos em toda a placa,As placas HDI usam estruturas de microvías permitindo conexões entre camadas específicas sem desperdiçar espaço de roteamento em toda a pilha.

Os três tipos de vias no projeto HDI

A compreensão através dos tipos é fundamental antes de abrir a sua ferramenta EDA:

Viais cegos

Os vias cegos ligam uma camada externa a uma ou mais camadas internas, mas não atravessam completamente a placa.vias cegas são ideais para BGA breakout onde você precisa escapar de conjuntos de pinos densos na camada de superfície sem consumir através do buraco imobiliário.

Viais enterrados

As vias enterradas conectam as camadas internas apenas invisíveis de qualquer superfície.Eles são mais valiosos em projetos ultra-densos onde o roteamento da camada interna seria bloqueado..

Microvias (perfuradas a laser)

As microvias são furos perfurados a laser, normalmente ≤ 0,15 mm de diâmetro.Os microvias empilhados economizam espaço, mas exigem preenchimento e planarização precisos sempre confirme que seu fabricante suporta o preenchimento empilhado de microvias com revestimento de cobre antes de se comprometer com essa arquitetura.

Principais regras de conceção dos PCB HDI

Considerações relativas à integridade do sinal

O encaminhamento mais denso do HDI introduz desafios únicos de integridade do sinal (SI) que muitas vezes são subestimados:

• Através de estúdios:Em projetos de alta frequência (> 5 GHz), através de tubos criam efeitos capacitivos de ressonância.
• Continuidade da impedância:Modela todas as transições na sua ferramenta de simulação EM 3D, especialmente para pares diferenciais.
• Transmissão:Manter, sempre que possível, pelo menos 3 vezes a largura do condutor como espaçamento entre trilhas paralelas de alta velocidade.
• Gestão do caminho de retorno:Nunca encaminhe sinais de alta velocidade através de planos separados.Cada transição de camada HDI deve ter um caminho de retorno próximo através de este é mais crítico em HDI do que em projetos padrão porque as transições de camada são mais frequentes.

Gestão térmica em pilhas HDI

A miniaturização concentra o calor. Em projetos HDI, vias térmicas (cheias de epóxi condutor ou cobre revestido) são usadas sob almofadas térmicas de componentes de energia.Quando especificar vias térmicas em suas notas fab, seja explícito: indique o material de enchimento da via, os requisitos de revestimento da tampa e se a via deve ser cortada ou exposta no lado superior/inferior.

Como trabalhar eficazmente com o seu fabricante de HDI

A razão mais comum pela qual os primeiros artigos HDI falham é uma incompatibilidade entre as suposições do designer e as capacidades de processo do fabricante.

• Pedir o ficheiro de verificação das regras de projeto (DRC) do fabricante antes de iniciar o layout, não depois.
• Realizar uma revisão de Design for Manufacturability (DFM) antes de finalizar Gerbers.
• Especifique o seu empilhamento em colaboração com o fabricante. alvos de impedância, seleção de material (por exemplo, dielétricos de baixa perda como o Megtron 6 para projetos de RF),e espessuras do núcleo/prepreg todos afetam rendimento e custo.
• Forneça saída IPC-2581 ou ODB++ além dos Gerbers eles carregam dados de intenção de camada mais ricos que reduzem os erros de interpretação.

Quando escolher HDI versus PCB padrão

O HDI não é sempre a resposta certa. Ele adiciona custo (a laminação sequencial é mais cara do que a multicamada padrão), tempos de entrega mais longos e restrições mais restritivas do DFM. Escolha o HDI quando:o seu passo BGA é ≤0.8 mm e não se podem encaminhar vias de escape na tecnologia padrão; o seu orçamento de área do quadro é fixo e a densidade dos componentes o exige;ou o seu projeto opera em frequências onde através de estobos em tecnologia através de buraco degradaria o desempenho inaceitavelmente.

Se o seu projeto tiver principalmente 0402 ou maiores passivos, > 0,8 mm de passo BGA, e sem restrições de tamanho duro, o PCB multicamadas padrão é tipicamente mais rápido, mais barato e com menor risco.

Conclusão

O projeto de PCB HDI recompensa os engenheiros que entendem não só os requisitos elétricos, mas as restrições de fabricação por trás de cada regra de projeto.colaborar com o seu fabricante cedoOs engenheiros que fazem isso enviam consistentemente produtos que funcionam na primeira construção.

Na DUXPCB, especializamo-nos em serviços de PCB e PCBA para equipas de hardware que precisam de capacidade HDI sem o atrito.Nós apoiamos o seu projeto desde a montagem até à montagem final.