Ao projetar PCBs, pode estar preocupado com os custos adicionais e o número crescente de camadas. No entanto, com a tecnologia HDI PCB, os fabricantes podem reduzir rapidamente os custos sem prejudicar a qualidade do produto. A tecnologia não só o ajuda a inovar em novos produtos, como também lhe permite desenvolver produtos preparados para o futuro.
Então, o que é exatamente uma PCB HDI e por que razão deve considerar a possibilidade de conceber uma? Leia adiante e descubra!
1 、 O que é HDI PCB?
Na indústria atual de ritmo acelerado, placa de circuito Fazendo. O convencional PCB métodos de roteamento não podem conseguir isso. Com o HDI as placas de circuito impresso oferecem às empresas e aos projectistas a possibilidade de duplicar o circuito e reduzir a área. O acrónimo “fabrico de placas de circuito impresso rígidas”. Neste caso, as condições aplicam-se a placas multicamadas, de face única e metalcore, HDI’ significa Interconector de Alta Densidade. Estas placas de circuitos impressos HDI ou PCBs HDI são placas de circuito regulares que apresentam uma maior densidade de fios em toda a área de superfície.
Isto resulta numa redução drástica do tamanho e do peso do equipamento. Não só isso, como também melhora o desempenho elétrico do equipamento. Além disso, permite uma transmissão de dados mais rápida e eficiente devido ao encurtamento dos caminhos.
Imagem 1: Placa de circuito impresso HDI
Distinguem-se facilmente através das micro-vias, linhas mais delicadas, materiais finos, bem como uma maior densidade de almofadas. Estas micro-vias podem ser cegas ou enterradas e ter até cerca de 0,006 de diâmetro. Assim, pode dizer-se que a PCB HDI deu origem à miniaturização de produtos.
As microvias desempenham um papel essencial na conceção destes componentes. Descubra mais sobre sua importância a seguir.
2 、 Microvias e PCBs HDI
Antes de passarmos a projetar HDI PCBs, você deve aprender o papel das micro vias em PCBs HDI. Micro vias são orifícios finos perfurados por um laser que liga duas camadas diferentes eletricamente em uma placa de circuito multicamadas.
Ao contrário das vias, são muito mais pequenas em tamanho e, por isso, estão diretamente relacionadas com a miniaturização e as qualidades de poupança de espaço das PCB HDI.
Os projectos HDI incluem muitas estruturas diferentes que abordaremos no próximo capítulo.
Imagem 2: PCB HDI
3 、 Estruturas HDI
Normalmente, os PCBs HDI podem ser projetados de várias maneiras. Estes são:
♦ Vermelho:
Ao contrário da placa de circuito impresso verde, o contraste é menor. Qualquer ampliação é usada para inspecionar os traços da placa em caso de defeitos. Deve-se notar que a serigrafia é conhecida por resistir bem ao fundo vermelho, pois limpa os resíduos de fluxo. Embora o vermelho tenha um aspeto atraente, apelativo e arrojado, o verde continua a ser considerado o melhor.
Imagem 3: PCB HDI
1+N+1:
Indica que existe apenas uma única camada de interligação de alta densidade nos PCB.
i+N+i:
Indica que existem duas ou mais de 2 camadas HDI nas PCB. Além disso, as micro-vias são empilhadas ou escalonadas nas diferentes camadas.
Quaisquer camadas:
Nesta estrutura, todas as camadas são camadas HDI, o que permite a interconectividade de todas as camadas. Revela-se benéfica para dispositivos complexos, como chips GPU em smartphones ou chips CPU no computador.
Agora que já sabe o básico, está pronto para pôr mãos à obra com PCBs HDI. Aprenda nossas principais dicas para projetar PCBs HDI em nosso próximo capítulo.
4 、 Regras e dicas de design HDI
Geralmente, o projeto de PCB é uma tarefa complexa. Junte isso com micro vias e circuitos HDI, e você tem uma bagunça complicada. As complicações são ainda mais intensificadas quando se trata de sistemas aeroespaciais e dispositivos médicos.
Como engenheiro, pode estar disposto a aceitar o desafio, mas quem disse que tem de o fazer sem ajuda? Aqui estão as melhores dicas para projectistas e empresas:
Imagem 4: HDI PCB
Dica n.º 1 – Adotar uma estratégia DFM
A nossa primeira dica é bastante simples e geral. É essencial incorporar uma estratégia de fabricação de DFM ou Design com PCBs HDI. Se você acabar projetando algo que está muito além do capacidades do seu fabricante contratado (CM), então, o design pode ser inútil.
Você deve projetar a placa para fornecer todos os benefícios do PCB HDI e ser facilmente fabricado ao mesmo tempo.
Dica No. 2 – Escolha o tipo de via
A escolha do tipo de via é uma decisão crucial que determina a máquina e o equipamento que pode ser necessário no processo de fabrico. Pode influenciar fortemente os custos envolvidos no processo, bem como o tempo.
As microvias, por si só, reduzem o tempo e os custos de fabrico ao reduzir o número de camadas e materiais. No entanto, é necessário escolher entre os diferentes tipos. Estes incluem as versões “near pad” ou “via in pad”.
Portanto, você deve escolher aquele que custa menos para você ou seu CM fabricar sem comprometer o desempenho elétrico do PCB HDI.
Dica nº 3 – Verifique a disponibilidade e o tamanho dos componentes
Outro ponto a considerar é o número de componentes que você espera usar para o HDI PCB. Lembre-se de que o objetivo número um do HDI PCB é reduzir os custos e a área de superfície. Você precisa garantir que eles sejam pequenos, baratos, e o menor número possível.
Além disso, a maneira como você coloca seus componentes pode determinar o tamanho dos orifícios, larguras de rastreamento e backups. No entanto, é necessárioe deve considerar a disponibilidade e a funcionalidade desses componentes. Caso contrário, pode acabar por redesenhar toda a placa.
Dica nº 4 – Não sobrecarregue os componentes
Embora o design compacto possa forçá-lo a colocar os componentes próximos uns dos outros, deve provavelmente evitá-lo. Os componentes de alta potência, em especial, podem dar origem a interferências electromagnéticas (EMI), que podem afetar a qualidade do sinal.
Além disso, as capacitâncias e indutâncias dos blocos próximos podem afetar a qualidade do sinal e atrasar a transmissão. Por isso, nóse recomendamos que haja espaço suficiente entre os componentes.
Além disso, certifique-se de que todos os componentes são colocados de forma a distribuir as vias simetricamente pela superfície. Isto reduz a tensão, o que, por sua vez, evita qualquer deformação.
Geralmente, o espaçamento entre os componentes deve ser:
Imagem 5: PCB HDI
Considere também a instalação e a manutenção, para que os componentes sejam fáceis de soldar e retrabalhar mais tarde. Se estiverem demasiado próximos uns dos outros, as máquinas poderão ter dificuldade em montá-los.
Dica n.º 5 – Escolha um design de empilhamento
O tipo de empilhamento de PCBs também pode determinar quaisquer complicações no processo de fabrico. O número de laminados e os ciclos de perfuração são fortemente afetados pelo tipo de materiais e pelo número de camadas no design da pilha. Certifique-se de que a sua escolha é eficaz e económica.
A melhor maneira de determinar o design mais eficiente é fazer um protótipo de PCB HDI. Aprenda como eles podem ajudá-lo no próximo capítulo.
5 、 Protótipo de PCB HDI
Um protótipo HDI é uma versão básica de um PCB HDI que você pode usar para testar vários projetos. Você pode pedir ao seu CM para fabricar esses protótipos para você. Esses protótipos consistem em fiação de alta densidade que ajuda a reduzir o tamanho e o número de camadas.
Esses protótipos devem utilizar vias escalonadas, empilhadas, enterradas e vias cegas para que possa determinar qual a combinação que funciona melhor. Além disso, o protótipo pode ajudá-lo a escolher o tamanho das vias e o rácio de aspeto mais eficiente.
Mas porque é que deve utilizar PCBs HDI? Passe para o próximo capítulo para descobrir as principais vantagens que as PCBs HDI oferecem.
Imagem 6: PCB HDI
6 、 Vantagens do HDI PCB
Existem inúmeros benefícios que um HDI PCB oferece. Isso inclui uma área de superfície menor, maior velocidade de transmissão, bem como um alta frequência. Seu tamanho pequeno permite que sejam usados em dispositivos de alta tecnologia, como computadores, telefones e consoles, etc.
Eles permitem inovação e miniaturização de produtos. Em suma, eles têm as seguintes vantagens:
menor tensão térmica.
Isso garante menor estresse térmico e aumenta a durabilidade do PCB.
Melhor condutividade elétrica
O HDI PCB tem um grande número de microporos que ajudam a garantir uma melhor condutividade elétrica. Eles são preenchidos com materiais condutores que facilitam a transmissão. Além disso, esses furos, sejam cegos ou saldados, permitem que os componentes se aproximem uns dos outros.
Isso, por sua vez, reduz o alcance de transmissão entre os dois componentes, o que aumenta significativamente o sinal.
Permitir miniaturização
Iniciativa de Desenvolvimento HumanoOs PCBs ajudam a reduzir significativamenteCom espaço na placa, eles podem ajudá-lo a projetar placas menores. Não só isso, mas também permite que você tenha o menor número de camadas possível.Criar um circuito em ambos os lados da placaSenhoras e senhores. Portanto, é fácil substituir PCBs de quatro camadas por PCBs de duas camadas.
Além disso, os orifícios são muito precisos e pequenos. Eles quase não vêem. Isso ajuda a economizar muito espaço. Portanto, isso garante que você pode fazer mais pequenoplaca elétricaPode ser instalado em equipamentos menores.
Figura 7: HDI PCB
Redução do consumo de eletricidade
A transmissão de um componente para o próximo gera uma grande perda de energia. Felizmente, os PCBs HDI permitem integrar mais componentes em distâncias mais curtas. Isso reduz as perdas de energia e usa mais energia na operação real.
Além disso, ele prolonga a vida útil da bateria, o que é ideal em dispositivos portáteis e outros dispositivos pequenos.
alto custo-benefício
Uma vantagem significativa da tecnologia HDI PCB é o custo relativamente baixo desses circuitos, se projetados corretamente. Isso ocorre porque há menos camadas e tamanhos menores.
Produção mais rápida.
Como o foco principal é otimizar o design para reduzir custos e garantir maior taxa de transferência, todos os componentes podem ser colocados com mais conforto no produto, garantindo que o processo leve menos tempo e chegue ao mercado mais rapidamente. Garantimos que isso é suficiente para entender as vantagens do HDI PCB.
Na maioria dos casos, você encontrará PCBs HDI sendo usados para empilhamento de várias camadas. Nosso próximo capítulo detalhará esses projetos de pilha.
7, pilha HDI PCB
Como mencionado anteriormente, o HDI consiste em várias camadas interconectadas por microporos. Eles trabalham juntos para formar conexões e melhorar o sinal. A forma como essas camadas HDI são organizadas no PCB determina o tipo de empilhamento de PCB HDI. Na nossa seção de design de PCB HDI, você pode ver os tipos mais específicos acima.
Figura 8: HDI PCB
Em geral, existem vários tipos de pilhas de PCB HDI, algumas das quais são:
0-N-0 – microporos a laser
Neste caso, o fabricante primeiro laminou o núcleo de ferro e, em seguida, perfurou mecânicamente. Em seguida, a perfuração mecânica é galvanizada e atingida com um laser para formar um orifício. Finalmente, eles incluem os orifícios finais.
1-N-1 – microporos e furos enterrados a laser
O “1” representa a laminagem contínua em ambos os lados do núcleo. Isso significa que há duas camadas de HDI em ambos os lados do corpo. Além da formação da camada interna após o revestimento mecânico de perfuração, o processo é semelhante ao procedimento descrito acima.
Em seguida, o núcleo é laminado através de duas camadas adicionais, permitindo que a perfuração mecânica atue como um buraco enterrado. Em seguida, os orifícios de perfuração a laser formam mais buracos passantes.
2-N-2 com microporos
Aqui, o “2” representa duas camadas em cada lado do núcleo de ferro. Portanto, você pode dizer que há quatro camadas de cobre, portanto, há um total de seis camadas desse tipo.
Essas diferentes combinações oferecem diferentes vantagens em diferentes indústrias. Saiba mais sobre os recursos dos PCBs HDI no próximo capítulo.
Capacidade HDI PCB
Índice de Desenvolvimento HumanoOs PCBs são capazes de apoiar a inovação e pequenos produtosSenhoras e senhores. Isso ocorre porque ele facilita a integração de mais tecnologia em menos camadas. Os telefones celulares e smartphones começaram a tendência de produtos mais finos e leves, e esta tecnologia inovadora de PCB é possível.
Como resultado, os produtos são mais leves, mais funcionais e muito menores em tamanho. Não só torna o produto mais confortável de usar, mas também mais fácil de fabricar. Eles usam materiais mais finos, mais leves e mais fáceis de fabricar.
Ao todo, você obtém um PCB HDI de quatro camadas com o mesmo filme de resistência de fiação para evitar vazamentos de componentes elétricos e térmicos. Certifique-se de falar com o seu fornecedor de PCB.CapacidadeComo o PCB padrão de oito camadas. Como os componentes são mais próximos, ele pode executar ainda mais funções, liberando mais espaço para componentes adicionais.
Você pode perguntar se a fabricação por micro ou HDI é mais cara. Sim, requer um design sofisticado, bem como perfuração a laser, imagens a laser, bloqueio e assim por diante. Fabricar PCBs HDI adequados. No entanto, componentes secundários, materiais e processos mais baratos efetivamente reduziram o preço desses produtos. Como resultado, você obtém produtos incríveis e inovadores a um preço mais baixo.
Com a descoberta diária de tecnologias melhores, os PCBs HDI são usados de muitas maneiras. Estes são:
Figura 9: HDI PCB
Equipamento médico
As características técnicas e as capacidades dos equipamentos de diagnóstico e monitoramento melhoraram significativamente com o surgimento de PCBs HDI. Isso garante uma melhor confiabilidade, o que é crucial no campo da medicina.
Exército
As placas de circuito impresso HDI são utilizadas em dispositivos de comunicação militar, bem como noutros equipamentos.
Computadores e Smartphones
Os chips GPU e CPU utilizam PCB HDI para melhorar o seu desempenho e garantir um tamanho mais pequeno e um peso mais leve.
Indústria aeroespacial
A indústria aeroespacial beneficia grandemente destes chips mais pequenos e mais leves.
As PCB HDI oferecem uma excelente oportunidade para os fabricantes maximizarem os seus lucros. No entanto, há vários factores a ter em conta sobre os HDI montagens de PCB, que discutiremos em nosso próximo capítulo.
9 、 Conjuntos de PCB HDI – O surgimento de PCB barato
A Montagem de PCBs HDI envolve uma variedade de processos exclusivos que utilizam equipamentos especiais. Isso pode incluir ciclos de laminação sequenciais, bem como brocas de alto laser. Portanto, se sua empresa de manufatura ou CM não tiver esses equipamentos incluídos, isso poderia aumentar um investimento adicional.
O custo total da placa de circuito impresso HDI alterar-se-á à medida que a altura de empilhamento mudar. Além disso, os projectistas têm de considerar o valor dos materiais dos componentes, incluindo o enchimento no interior das vias.
O material de cada camada do núcleo e o número de camadas também afectam o custo. Entre estes, a fibra de vidro é o mais funcional e económico. Estas camadas podem determinar o número de camadas de laminação de cobre que a placa terá. Quanto maior for o número de camadas, mais elevado será o custo.
Outro fator a ter em conta na montagem do produto é o espaço mínimo de rastreio. A principal conclusão é que, embora o fabrico e a produção de PCBs HDI possam ser dispendiosos, os custos podem ser minimizados no processo de conceção.
Assim, os designers e engenheiros electrónicos têm de garantir que o seu design corresponde às capacidades do CM. A PCB HDI pode ser, em última análise mais barata do que as PCB padrão, dependendo do design e dos materiais utilizados.
Imagem 10: PCB HDI
10、Conclusão
Em suma, os PCBs HDI resultam em melhores rendimentos e garantem um desempenho ideal. No entanto, encontrar um fabricante que possa fornecer serviços confiáveis pode ser difícil. É onde nós, na WellPCB, entramos. Nossas capacidades de fabricação são abrangentes, e assim podemos facilmente fabricar protótipos de acordo com seus projetos.
Os nossos testes de fiabilidade determinam a qualidade de todos os produtos para garantir um serviço satisfatório. Por isso, visite o nosso sítio Web e peça já o seu orçamento!
