Temps de lecture estimé : 7 minutes
Pour comprendre la conception HDI, vous devez d'abord en saisir les concepts fondamentaux. En termes simples, la technologie HDI fait référence à l'utilisation de microvias pour connecter les couches d'un circuit imprimé, plutôt qu'au perçage mécanique traditionnel. Cette méthode réduit considérablement la taille de l'ouverture, ce qui permet d'obtenir une plus grande densité de câblage par unité de surface.
Explication des vias et des configurations de couches des circuits imprimés HDI
Interconnexion à haute densité (HDI) est une caractéristique importante des circuits imprimés modernes. Les circuits imprimés traditionnels reposent sur le perçage mécanique, qui permet de réaliser de grands trous. En revanche, l'IDH utilise le perçage au laser pour créer de très petits trous, d'environ 0,15 mm. Ces trous minuscules permettent d'économiser de l'espace et d'assurer des connexions fiables sous les pièces comportant de nombreuses broches, telles que Puces BGA.
Les vias aveugles commencent sur la couche extérieure et se terminent sur une couche intérieure sans traverser toute la carte. Ils relient les parties superficielles aux circuits internes tout en laissant le côté opposé libre pour d'autres utilisations. Les vias enterrés restent entièrement à l'intérieur de la carte, cachés de l'extérieur. Leur rôle est de relier deux ou plusieurs couches internes, ce qui améliore la densité du câblage. Les vias empilés combinent plusieurs petits trous sur plusieurs couches. Bien qu'ils soient coûteux et complexes à produire, ils offrent la densité la plus élevée pour les conceptions HDI avancées.
Par rapport à un circuit imprimé standard, un circuit imprimé HDI a une structure de couches plus complexe. Chaque couche doit être planifiée avec soin en fonction des besoins électriques, de la taille et du budget. La structure 1-N-1 est la plus simple, une couche HDI reliant une couche externe et une couche interne par un via. Cette option est peu coûteuse et convient aux applications de densité moyenne. Une structure 2-N-2 ajoute des couches HDI supplémentaires. Elle les relie d'une meilleure manière. Elle offre une plus grande densité de câblage pour les circuits numériques et analogiques complexes.
Défis en matière de conception et de fabrication des circuits imprimés HDI
La technologie HDI offre de nombreux avantages ; cependant, les concepteurs doivent relever des défis importants en ce qui concerne la conception et la fabrication de la technologie HDI.
Intégrité du signal
Tout d'abord, à grande vitesse, les signaux peuvent devenir faibles et être parasités par d'autres lignes plus proches, ce qui a un impact négatif sur la qualité globale du signal du système. Pour y remédier, il convient d'utiliser un routage différentiel dans lequel les lignes de signaux sont acheminées de manière à ce que la longueur et l'espacement de chaque paire soient identiques, ce qui permet de bloquer le bruit extérieur et de maintenir les signaux gérés exempts de bruit. En outre, l'impédance de chaque paire par rapport à la largeur de la ligne doit être contrôlée. Il en va de même pour l'espacement avec le plan de masse et le matériau, car l'impédance de la ligne doit être adaptée à la charge. Cela permet d'éviter les réflexions du signal. Une autre bonne technique consiste à disposer d'un plan de masse, qui fournit un chemin à faible résistance et à faible bruit. C'est également le cas dans les cartes HDI multicouches où la masse et l'alimentation sont planifiées de manière stratégique.
Planification des couches et routage
Les cartes HDI comportent des couches avec des plans de signaux et des plans d'alimentation. Sur les couches inférieure et supérieure de la carte HDI, les couches de signaux sont dotées de plans d'alimentation. Les traces de signaux et les autres plans de routage doivent être soigneusement organisés. Des systèmes bien gérés permettent de diriger le signal de chaque couche vers la carte planaire sans interférence.
Les câbles de signal doivent passer entre deux ou plusieurs cartes sans interférence. Cela signifie que chaque paire est redressée et acheminée de manière à ce que les deux cartes s'inversent. Entre les deux cartes se trouve un plan d'habillage qui sépare leurs piles de couches. Les plans intérieurs de la carte inférieure forment des ponts de signalisation vers sa bordure. Les plans intérieurs de la carte supérieure servent de plans de bordure supérieure et se connectent aux sections multicouches arrière.
Routage entre cartes et entre plans
Il convient de noter que dans le plan HDI, les plans multicouches décalés se rapportent aux plans de masse des signaux. À partir du plan de masse, les signaux sont acheminés par de petits trous vers les couches de chaque carte multicouche, traversant ainsi stratégiquement la ligne de courant des signaux. Ainsi, la coupe verticale peut passer les plans de flux de signaux et est acheminée en dessous de la ligne de flux.
Les composants densément emballés dans des espaces confinés représentent un défi important en raison de la chaleur excessive qu'ils dégagent. Si la chaleur excessive n'est pas dissipée, elle peut entraîner une dégradation des performances d'un composant ainsi que des dommages permanents. Pour remédier à cette situation, on utilise des vias thermiques, c'est-à-dire de petits trous dans un circuit imprimé qui mènent à des plans de masse. Plusieurs vias sont placés sous les composants chauds pour transférer activement la chaleur vers le plan de masse interne de la carte ou vers un dissipateur thermique. En plus des vias thermiques, un logiciel qui prédit le comportement thermique est utilisé pour suivre le flux de chaleur. Cela permet de s'assurer que l'extraction de la chaleur des zones critiques se fait de manière efficace.
De la conception à la pratique : Assemblage de circuits imprimés
Un bon projet d'IDH doit être bien conçu. Il doit également être efficace et précis. Services d'assemblage de circuits imprimés. Les équipes de conception et d'assemblage doivent travailler ensemble. C'est la clé de la réussite d'un projet.
La conception doit être facile à réaliser (DFM). Les concepteurs doivent s'entretenir avec les équipes de fabrication et d'assemblage. Cela permet de s'assurer que la conception est conforme aux règles de l'usine. Par exemple, ils vérifient si l'emballage de la pièce convient pour Assemblage SMT machines. Ils veillent également à ce que la taille des pastilles, l'espacement et les ponts de masque de soudure soient corrects. Cela permet d'éviter les courts-circuits ou les mauvaises soudures.
Avant de faire beaucoup de planches, Prototype d'assemblage de circuits imprimés est une étape nécessaire. Elle permet aux ingénieurs de tester la conception. Ils peuvent ainsi corriger les problèmes rapidement. Après les tests, le projet passe à l'étape Assemblage de circuits imprimés en grande quantité. À ce stade, l'usine doit disposer d'un système de production solide. Elle doit également disposer d'un contrôle de qualité strict. Cela permet de garantir une production de masse stable et peu coûteuse.
Coût et chaîne d'approvisionnement
Le coût est un facteur essentiel dans un projet d'IDH. Connaître les éléments de l Coût de l'assemblage des PCB aide l'entreprise à faire des choix judicieux.
Le HDI est plus coûteux qu'un PCB standard. Plusieurs facteurs augmentent le coût. Un plus grand nombre de couches et des trous plus complexes, comme les trous empilés, augmentent le coût. En outre, les pièces comportant de nombreuses broches, comme les puces BGA, nécessitent un assemblage plus précis. Cela augmente le coût. Enfin, les tests électriques et fonctionnels stricts augmentent les coûts.
De nombreuses entreprises trouvent la chaîne d'approvisionnement complexe. Elles ont donc opté pour l'assemblage de circuits imprimés clés en main. Ce service combine toutes les étapes : obtention des pièces, fabrication de la carte, assemblage et tests. Il aide les clients à obtenir des devis clairs pour l'assemblage de circuits imprimés, simplifie la gestion de projet, réduit les délais de mise sur le marché et permet aux entreprises de se concentrer sur leur cœur de métier.
L'obtention d'un devis correct est une première étape essentielle. Les Devis pour l'assemblage de circuits imprimés énumère tous les coûts. Cela comprend le coût des pièces, le coût de fabrication, le coût d'assemblage et le coût des essais. En vérifiant le devis, une entreprise peut mieux contrôler son budget.
Conclusion
Interconnexion haute densité (HDI) est la base de l'électronique moderne. Un bon projet HDI commence par une conception solide. Il s'achève par une conception professionnelle et de qualité. Assemblage du circuit imprimé. Vous devez envisager la fabrication dès le départ. Vous devez utiliser un service clé en main pour gérer la chaîne d'approvisionnement. C'est la clé de la réussite du projet.
FAQ
La technologie HDI est différente car elle utilise des trous minuscules, appelés microvias. Un circuit imprimé standard utilise des trous plus grands réalisés par des perceuses mécaniques. Ces microvias sont beaucoup plus petits. Ils permettent d'économiser de l'espace et de réaliser davantage de connexions sur une surface réduite. Les cartes HDI sont donc beaucoup plus compactes.
Les cartes HDI vous permettent de concevoir des appareils électroniques plus petits, plus légers et plus rapides. Elles sont essentielles pour des appareils tels que les smartphones et les smartwatches. En utilisant ces cartes, vous pouvez placer les composants plus près les uns des autres, améliorer l'intégrité du signal et réduire la taille de votre produit sans perdre en performance.
L'assemblage de circuits imprimés HDI est généralement plus coûteux que l'assemblage de circuits imprimés standard. Le coût est plus élevé en raison de quelques facteurs clés. Le processus de fabrication des trous minuscules est plus complexe. En outre, les pièces utilisées sur ces cartes sont souvent plus petites et plus précises. Le processus d'assemblage lui-même nécessite un équipement plus perfectionné et des compétences plus élevées.
