Empilement PCB HDI

L'empilement de PCB HDI est un concept important dans l'industrie. Pas étonnant que plusieurs questions inondent Internet.

Les gens veulent des réponses, et ce guide s'engage à fournir des solutions indispensables.

Avez-vous des questions sur les tenants et les aboutissants de l'empilement de PCB HDI ?

Asseyez-vous bien, suivez-le, et ce guide ultime vous fournira une immense illumination.

Qu'est-ce que l'empilement de PCB HDI ?

Premier arrêt : HDI est l'abréviation de High-Density Interconnect. Ce sont donc des cartes de circuits imprimés ayant une densité de câblage plus élevée que les cartes de circuits imprimés standards.

Puisque nous avons établi le fait ci-dessus, voyons maintenant ce que PCB HDI l'empilement est.

L'empilement de PCB HDI implique l'utilisation de micro, enterrés et vias aveugles pour former un plateau compact. C'est la substance sous-jacente où se trouve l'assemblage des composants.

Empilement PCB HDI

Quels sont les types d'empilement de PCB HDI ?

Vous avez le choix entre une bonne gamme d'empilements de PCB HDI. Ils sont;

0-N-0 (Type I)

Dans ce type d'empilement HDI, les micro vias laser sont dominants.

Les procédures suivantes sont typiques avec le stack-up HDI 0-N-0(Type I)

• Laminage du noyau par le fabricant
• Forage mécanique du noyau
• Placage de la perceuse mécanique
• Le fabricant forme les vias percés au laser
• Formation des vias traversants finaux

Empilement PCB HDI 0-N-0

1-N-1 (Type II)

Les fabricants utilisent le enterré vias et micro vias dans ce type d'empilage de PCB HDI. Le nombre "1" indique deux couches HDI de chaque côté du noyau.

Voir le processus ci-dessous ;

• Laminage du noyau
• Forage mécanique du noyau
• Placage de la perceuse mécanique
• Le fabricant crée une couche intérieure
• Le fabricant ajoute deux couches supplémentaires par stratification séquentielle
• La perceuse mécanique devient un via enterré
• Le fabricant forme les vias percés au laser
• Formation des vias traversants finaux

Empilement PCB HDI 1-N-1

2-N-2 (Type III)

Cela vient avec des micro vias. Le chiffre « 2 » indique une double stratification des deux côtés du noyau. Cette double stratification ajoute quatre couches de cuivre.

Il y a donc un total de six couches. Dans l'empilement HDI de type III, le fabricant plaque les micro vias avec du cuivre.

 Empilement PCB HDI 2-N-2

Quels sont les éléments à prendre en compte dans la conception de l'empilement de PCB HDI ?

Voulez-vous concevoir un empilement de PCB HDI ? Veuillez noter que vous devez tenir compte de quelques éléments avant de lancer le processus.

Ils incluent;

Thermique

Un bord de l'IDH Empilement de PCB est une performance thermique de qualité. Par conséquent, vous devez utiliser des composants qui aideront la pile à réaliser cet exploit.

Considérez la stabilité thermique des micro vias. Dans le cas de conceptions à grande vitesse, vous devez prendre en compte les largeurs de trace.

Contrôle d'impédance

Vous devez concevoir l'empilement de sorte que l'impédance ne perturbe pas la qualité du signal. Par conséquent, les largeurs de trace, l'épaisseur de la couche diélectrique et les espacements doivent être tolérants à moins de 10 %.

Interférence électromagnétique

Étant donné que HDI convient aux conceptions à grande vitesse, vous devez prendre en compte les signaux de bruit.

Quels sont les avantages de l'empilement de PCB HDI ?

L'empilement de PCB HDI présente plusieurs avantages. Voyons ce qu'ils sont;

Rentable

HDI PCB vous permet d'avoir toutes les fonctionnalités dans une seule carte. Par conséquent, vous ne dépensez pas autant que d'avoir les fonctions dans des PCB séparés.

HDI PCB améliore également les performances du produit ; par conséquent, vous obtenez un bon retour sur investissement.

Légèreté et flexibilité

Les PCB HDI ont un poids idéal et ne consomment pas beaucoup d'espace. Ils conviennent donc aux régions encombrées.

Performance de qualité

L'empilement de PCB HDI réduit l'écart entre les composants électriques sur la carte. En conséquence, il améliore les performances du PCB.

Il y a une meilleure intégrité du signal avec l'empilement de PCB HDI. La technologie HDI crée des trajets de signal plus courts et réduit la réflexion du signal.

Plus rapide à construire

Construire l'empilement de PCB HDI est assez pratique pour les fabricants. De plus, ses processus prennent un minimum de temps ; les clients peuvent donc obtenir le produit plus rapidement.

Fiabilité supérieure

Le PCB HDI comprend des vias qui rendent la carte résistante aux conditions environnementales extrêmes.

Que sont les vias dans la conception d'empilement de PCB HDI ?

Les vias sont un composant essentiel dans la conception d'empilement de PCB HDI.

Les vias sont des trous sur les cartes de circuits imprimés (PCB). Ils permettent la connexion entre les différentes couches du PCB multicouche.

Routes

Vias comprend ;

• Baril : il s'agit d'un tube conducteur qui remplit le trou foré
• Pad : connecte ou joint chaque extrémité du barillet aux composants électriques
• Antipad : il s'agit d'un trou de dégagement entre le canon et la couche sans connexion

Quels sont les types de vias utilisés dans la conception de l'empilement de PCB HDI ?

Il existe différents types de vias qui ont son application dans la conception de l'empilement de PCB HDI.

Types de vias PCB

Voyons voir ce qu'ils sont.

Aveugle Vias

Les vias borgnes sont des trous que le fabricant crée à l'aide d'un laser ou d'une perceuse. Il connecte la couche externe à la couche interne d'une conception de PCB HDI multicouche.

Ce via porte le nom de "blind vias" car il s'agit d'un trou visible d'un seul côté du PCB. Les vias aveugles sont assez coûteux et difficiles à construire.

Vias traversants

Ce type de via se produit du haut vers le bas du PCB. Le fabricant le crée à l'aide d'une perceuse ou d'un laser.

Étant donné que les vias traversants vont de haut en bas, ils connectent toutes les couches de PCB HDI multicouches.

Les vias traversants s'avèrent être les vias les moins chers. Ils sont également faciles à construire.

Les vias traversants sont de deux types, à savoir;

• Trous traversants non plaqués : ils n'ont pas de pastilles en cuivre
• Trous traversants plaqués : ils ont des pastilles en cuivre

Micro-vias

Comme leur nom l'indique, ce sont les plus petits vias avec un diamètre inférieur à 150 microns. Ils connectent une couche du PCB à sa couche adjacente.

Le fabricant crée les micro vias à l'aide d'un laser. En raison de leur taille, ils trouvent leur pertinence dans des conceptions plus complexes nécessitant des PCB plus denses.

Vias enterrés

C'est un via à l'intérieur du PCB que vous ne pouvez pas voir de l'extérieur à cause de son nom. Donc, par conséquent, il porte le nom de vias enterrés.

Les vias enterrés connectent deux couches internes de multicouche de PCB HDI. Il a besoin d'une perceuse séparée puisqu'il s'agit d'un trou galvanisé.

Quelles sont les applications de l'empilement de PCB HDI ?

L'empilement de PCB HDI a son application dans plusieurs industries et appareils

Industrie aerospatiale

L'empilement de PCB HDI est pertinent dans les conceptions électroniques des avions, des systèmes de missiles et d'autres systèmes de défense militaire aérienne.

Ceci est possible car le stack-up HDI CB est adapté aux conditions environnementales extrêmes.

Professionnels

La technologie HDI est importante dans le domaine médical et dans d'autres secteurs de la santé connexes. Par exemple, vous pouvez trouver des PCB HDI dans des appareils tels que les appareils auditifs, les pacificateurs, les rayons X, etc.

Gadgets ou appareils grand public

Vous pouvez utiliser l'empilement de PCB HDI pour les appareils grand public tels que les ordinateurs, les smartphones, les appareils électroménagers, les tablettes, etc.

D'autres applications du PCB HDI incluent;

• Vêtements intelligents
• Casques VR
• Montres connectées, etc.

Qu'est-ce qu'une mise en page HDI en termes d'empilement de PCB HDI ?

La disposition HDI est le mode d'agencement des composants haute densité de la carte de circuit imprimé. C'est un ensemble de techniques qui permet à toutes les pièces de s'adapter à la carte HDI.

Une mise en page HDI implique les éléments suivants ;

• Traces plus fines
• Vias plus petits
• Niveaux de signal inférieurs
• Nombre de couches plus élevé

Quelles sont les trois approches utilisées par les fabricants pour assembler l'empilement de circuits imprimés HDI ?

Il existe trois approches utilisées par les fabricants pour assembler l'empilement de PCB HDI.

Voyons ce qu'ils sont;

Lamination séquentielle

La stratification séquentielle se produit lorsqu'un fabricant insère un diélectrique entre deux couches de cuivre avec un sous-composite stratifié.

Les fabricants utilisent les vias enterrés, les vias plaqués bling et les vias aveugles pour la stratification séquentielle.

Stratification standard

La stratification régulière consiste à fabriquer des couches successives de matériau HDI. Ensuite, le fabricant va plus loin pour lier les couches.

L'idée derrière la stratification est d'empêcher le cuivre de conduire accidentellement des signaux. Le trou traversant métallisé est dominant pour cette approche.

Stratification avec micro vias

Il s'agit toujours du processus de stratification, mais cette fois en utilisant des micro vias.

Comment puis-je savoir qu'un matériau est adapté à la fabrication d'un empilement de circuits imprimés HDI ?

Un mauvais choix de Matériel PCB met en péril l'ensemble du processus IDH. Par conséquent, les fabricants doivent répondre à certaines questions clés pour obtenir des matériaux adaptés à la tâche.

• Le matériau répondra-t-il aux besoins thermiques ? Si oui, alors il est adapté au processus.
• Le diélectrique est-il compatible avec le matériau du substrat central ? Quel que soit le diélectrique que vous utilisez, il doit être compatible avec le matériau du substrat central.
• Les micro vias sont-ils fiables ?
• Le matériau est-il résistant aux chocs thermiques
• Le diélectrique a-t-il une bonne adhésion au cuivre plaqué ?

Quelle est la structure du PCB HDI en relation avec l'empilement de PCB HDI ?

Un PCB HDI est une carte de circuit imprimé ayant les éléments suivants ;

• Des couches multiples
• Micro via diamètre 127 mm
• Diamètre du tampon de 35 mm
• Interligne de 10 mm

Les experts disent que la structure du PCB HDI est symétrique. Le PCB HDI étant symétrique signifie qu'il possède à la fois des couches internes et externes.

Les couches internes sont parfaitement symétriques, et les vias enterrés pénètrent dans cet axe de symétrie interne.

D'autre part, la couche externe renforce la couche interne et les vias borgnes les séparent.

La structure symétrique du PCB HDI joue un rôle essentiel. Les problèmes suivants peuvent survenir si le PCB HDI est asymétrique.

• La planche peut se plier en raison des différences de contraintes et de température
• Les endroits de plus forte concentration de fils de cuivre auront plus de résines
• Il y aura une épaisseur inégale entraînant un coût plus élevé

Quelle est la perspective future de la valeur marchande de la pile de PCB HDI ?

L'introduction de la technologie HDI sur les PCB lui a donné un grand coup de pouce sur le marché.

Le fait est incontestable car le PCB HDI gagne en application dans les secteurs de l'électronique, de l'automobile et de l'informatique/de la communication.

La vaste application du PCB HDI crée une croissance potentielle exceptionnelle du marché.

Selon l'éditeur de rapports, l'analyste du marché prévoit que la technologie HDI atteindra une valeur marchande de 16.4 milliards de dollars d'ici 2025. Cela montre une croissance annuelle composée de 6 à 8 % entre 2020 et 2025.

Les moteurs du marché des PCB HDI incluent ;

• Moins de poids et plus petite taille des composants
• Ses hautes performances
• Demande croissante de rendement élevé
• Croissance rapide du marché de l'électronique grand public

Quel est le concept d'empilement de PCB HDI avec BGA ?

BGA est l'abréviation de Ball Grid Arrays. C'est un support de puce pour circuits intégrés.

Les fabricants utilisent des BGA pour monter en permanence des composants électroniques sur le circuit imprimé.

Le concept qui réunit l'empilement de PCB HDI et les BGA est le routage d'échappement BGA.

Le routage d'échappement BGA parle du placement des composants (broches) pour faciliter la connexion entre les couches de la carte.

Les BGA augmentent les chances de passer à n'importe quelle couche de l'empilement de PCB HDI.

Quelles sont les difficultés rencontrées dans l'empilement de PCB HDI ?

Voici les défis de l'empilement de PCB HDI.

• Les trous de vias ont tendance à être sensibles. En effet, ce sont des matériaux importants pour l'empilement des PCB HDI, mais ils peuvent être sujets à des contraintes thermiques élevées.
• Les fabricants n'ont d'autre choix que d'utiliser les matériaux appropriés. Il n'y a pas de place pour la gestion du matériel ou des improvisations.
• Problèmes de placage : les fabricants doivent respecter les rapports d'aspect pour assurer l'intégrité du placage
• Les équipements pour PCB HDI sont assez chers
• Lorsque les fabricants utilisent des pré-imprégnés, les verres dans les pré-imprégnés ont tendance à changer la direction du laser. Le changement de direction entraîne une mauvaise qualité de forme du laser via les trous

Quelle est la différence entre la carte HDI et une carte PCB ordinaire en ce qui concerne l'empilement PCB HDI ?

La carte HDI diffère du PCB ordinaire dans les domaines suivants.

Aspect Ratio

Le PCB ordinaire a un grand rapport d'aspect, tandis que la carte HDI possède un petit rapport d'aspect

Couches

Le PCB ordinaire a de nombreuses couches, mais le PCB HDI a moins de couches

Densité

Le PCB ordinaire a une densité de composants moyenne ou minimale. En revanche, le PCB HDI a une densité de composants élevée.

Percez

Le perçage mécanique est pertinent pour le PCB ordinaire, tandis que les fabricants utilisent le perçage au laser dans le PCB HDI.

Performance

Le PCB HDI offre des performances améliorées par rapport au PCB ordinaire avec des performances moyennes.

Poids

Le PCB ordinaire a tendance à être lourd, tandis que le PCB HDI est léger.

Forfaits à pas grave

Le PCB ordinaire n'est pas compatible avec les boîtiers à faible pas. D'autre part, le PCB HDI fonctionne parfaitement avec les boîtiers à faible pas.

Qu'est-ce que la structure stratifiée de PCB HDI en termes d'empilement de PCB HDI ?

Les stratifiés sont des sous-composites (sous-couches) du PCB HDI.

Ils ont des structures différentes, alors voyons quelques-uns d'entre eux.

• PCB HDI à une couche : il s'agit d'une couche de PCB à six couches qui a une structure stratifiée de 1+4+1
• Panneau primaire HDI à 6 couches avec structure stratifiée (1+N+1) où N est un nombre pair et N est supérieur ou égal à 2.
• Carte secondaire à 8 couches avec structure (1+1+N+1+1) où N est un nombre pair et N est supérieur ou égal à 2.

Quelles sont les caractéristiques de l'empilement de PCB HDI ?

Le PCB HDI a ses caractéristiques uniques. Ils incluent;

• Vias extrêmement petits. L'industrie les appelle des micro vias. Les fabricants forent les micro vias avec un laser, et ils ont un rapport hauteur/largeur de 1:1
• Les vias enterrés sont une autre caractéristique de l'empilement de PCB HDI. Les vias enterrés relient les couches internes de l'empilement.
• Des vias aveugles sont également présents dans le mix. Ils relient les couches externes aux couches internes. Les vias aveugles réalisent la connexion sans envahir toute la carte.
• Présence d'Elic, qui sont des micro vias empilés remplis de cuivre qui relient les différentes couches du PCB

Quelles sont les choses à faire et à ne pas faire avec l'empilement de PCB HDI ?

Les choses à faire et à ne pas faire avec HDI PCB indiquent les meilleures pratiques qu'un fabricant doit adopter pour gérer l'empilement HDI PCN.

Ce que les fabricants devraient faire

Vous trouverez ci-dessous les bonnes pratiques en termes d'empilement de PCB HDI.

• L'épaisseur des couches de signal doit être en corrélation avec celle des pré-ancrages, des couches de masse, de l'alimentation et du noyau. Par conséquent, tout décalage par rapport à cette instruction fera que l'épaisseur contrebalancera les calculs de trace et le micro via.
• Revérifiez la conception de votre PCB HDI. Ensuite, placez les couches de sol et les couches de puissance étroitement. Ensuite, effectuez la même action avec les couches de puissance internes et les couches de signal.
• Pour les couches à haute vitesse, acheminez-les sur les microbandes les plus fines.
• Utilisez plusieurs couches d'alimentation mises à la terre pour minimiser l'impédance de terre
• Vérifiez les spécifications du fabricant. Assurez-vous que tout ce que vous voulez concevoir et réaliser avec le PCB ne dépasse pas les capacités du fabricant. Les éléments à prendre en compte doivent inclure la largeur de la trace, le poids du cuivre, etc.
• Vous pouvez améliorer le bouclier d'assemblage en ajoutant des traces de protection périmétrique et un bouclier au niveau de la carte.
• Une bonne communication avec les fabricants est essentielle. Ce serait génial si vous posiez des questions au fabricant pour plus de clarté au cas où vous n'êtes pas sûr de quoi que ce soit.
• Vous pouvez augmenter l'intégrité de l'alimentation HDI en plaçant les couches de masse et les couches d'alimentation adjacentes les unes aux autres.
• Essayez d'utiliser le même matériau pour toutes les couches HDI. L'action minimise le délaminage.

Choses que les fabricants ne devraient pas faire

• Utilisez un type d'empilement adapté à votre conception. Par exemple, veuillez ne pas utiliser un empilement de type II pour une conception qui correspond le mieux à un empilement de type I.
• Utilisez uniquement les types IV, V, VI pour les conceptions plus complexes
• Ne placez pas deux couches de signal à des positions adjacentes l'une à l'autre.
• Ne négligez pas le guide du fabricant ou le processus de flux

Pour toutes vos exigences d'empilement de PCB HDI, contactez Venture Electronics maintenant.