Les PCB HDI peuvent-ils répondre à vos besoins ? Avis d'experts

Récemment, il y a eu une demande spectaculaire pour des appareils électroniques plus sophistiqués avec de puissantes capacités computationnelles pour permettre les technologies émergentes, telles que l'IoT et les réseaux 4G. Le PCB HDI est l'un des facteurs clés pour fournir des appareils électroniques puissants mais compacts utilisant la même surface ou moins par rapport à la technologie PCB traditionnelle.

Dans cet article, nous allons explorer davantage cette fantastique technologie PCB. Nous commençons par définir ce que nous entendons par PCB HDI et comment nous les concevons et fabriquons. De plus, nous expliquons des éléments vitaux, tels que les matériaux PCB HDI, le choix des fabricants et les prévisions des PCB HDI sur le marché international.

1. Qu'est-ce qu'un PCB HDI ?

Les appareils électroniques avec un design plus léger, plus fin et plus petit ont poussé les PCB à devenir plus avancés, de sorte que les PCB à interconnexion haute densité (HDI) sont apparus et ont pris leur place dans l'industrie. La principale différence entre les PCB HDI et les traditionnels est qu'ils offrent une haute densité car ils emploient des couches de micro-vias.

Les fondations pour l'interconnexion de diverses couches de circuit imprimé. LES méthodes de routage PCB conventionnelles ne peuvent pas y parvenir. Avec HDI, les couches PCB sont des couches de micro-vias avec de petits diamètres et profondeurs de 50 à 150 μm, respectivement. Elles permettent de fabriquer de petits et fins PCB HDI pour produire de petits appareils électroniques avec des capacités améliorées.

Généralement, nous construisons ces couches de micro-vias sur un PCB de base, qui peut être, par exemple, un PCB simple ou multicouche. Nous pouvons créer de telles couches des deux côtés de la carte centrale. Typiquement, nous implémentons la connexion électrique entre la carte primaire et les autres couches de construction via des micro-vias.

Comme la dimension du pad de micro-via est minuscule, nous pouvons réduire significativement la taille et le poids de la carte, résultant en une réduction de la taille globale du produit électronique. L'utilisation des micro-vias augmente également la performance électrique.

Avantages du PCB HDI :

• Taille réduite
• Léger
• Meilleure performance électrique
• Rentable
• Temps de fabrication plus rapides
• Moins de transfert de chaleur
• Consommation d'énergie efficace menant à une durée de vie de batterie plus longue
• Permet un taux de transmission de signal élevé et une meilleure qualité de signal

2. Conception de PCB HDI

La grande majorité de la technologie de processus d'emballage disponible sur le marché dépend du processus HDI. Nous exigeons une largeur/espacement de ligne minimum de 100 μm pour un rendement industriel stable. La technologie de construction que nous employons dans le PCB HDI utilise le forage laser, le forage plasma ou les diélectriques photo-imageables pour former des vias aveugles afin d'atteindre les hautes densités nécessaires pour éventer un réseau flip-chip.

Dans de nombreux cas, quand nous n'avons besoin que d'une ou deux puces flip-chip pour un dispositif, nous sous-utilisons la technologie HDI sur le reste de la carte. Comme rapporté par les normes universelles IPC-2221A et IPC-2222 sur les règles de conception PCB, nous limitons le rapport d'aspect à au moins 6:1 à 8:1 maximum pour les vias traversants.

De même, nous suggérons un diamètre de forage de 0,25 mm pour une largeur PCB typique de 1,60 mm. Ces contraintes sont entièrement appropriées pour la fabrication, et WellPCB le recommande également. Il est important de mentionner ici que pour l'IPC de classe 3, des paramètres de cohérence comme celui-ci sont essentiels.

Pour des raisons de fiabilité, nous ne pouvons pas réduire les dimensions du pad de via et le diamètre du trou. Comme suggéré par les normes universelles IPC 2221A, nous limitons la taille du pad à 0,55 à 0,60 mm.

3. Clés importantes dans le processus de fabrication de PCB HDI

Ouverture

L'un des paramètres clés considérés dans le processus de fabrication de PCB HDI est le rapport d'ouverture. Nous devons considérer ce ratio lors de la conception des trous traversants et aveugles. Typiquement, l'ouverture du trou traversant est d'environ 0,15 mm quand nous utilisons le forage mécanique ancien style, et le ratio entre l'épaisseur de la carte PCB et le rapport d'ouverture doit être d'au moins 8:1. Néanmoins, quand nous utilisons le forage laser, nous recommandons de régler l'ouverture du trou laser entre 3 à 6 mm avec un rapport d'ouverture de 1:1 maximum.

Empilement

Divers facteurs affectent généralement les cartes PCB pendant le processus d'empilement, tels que la température et la pression. Si les cartes de sortie du processus d'empilement ne sont pas symétriques, ce qui signifie que la contrainte est inégalement répartie sur la carte, le gauchissement apparaîtra d'un côté, réduisant le rendement de la carte. En conséquence, le concepteur doit considérer la conception du processus d'empilement non symétrique et la distribution inégale des trous.

Flux de processus

Nous pouvons trouver beaucoup de similitudes concernant le flux de processus entre les PCB HDI et les PCB ordinaires. Par exemple, le flux de processus du PCB HDI avec six couches et deux empilements est le même que les PCB ordinaires sauf pour la séquence de forage des trous. Dans le processus de forage laser, nous formons les trous aveugles sur les cartes PCB HDI à haute température pour brûler les parois des trous. Pour le PCB HDI avec deux couches, nous plaquons et remplissons les trous aveugles professionnellement, ce qui rend le processus coûteux.

4. Comment choisir le bon matériau pour vos PCB HDI

Les matériaux plus fins que nous utilisons dans les PCB sont le produit final, car les matériaux peuvent avoir un facteur crucial. Nous pouvons gérer divers matériaux dans la fabrication de PCB HDI basés sur les spécifications finales requises du produit.

Les matériaux nécessaires que nous utilisons peuvent être FR4, métal, fibre de verre, chacun dépendant du type de produit que nous voulons fabriquer. Vous pouvez choisir entre ENIG, HASL, immersion étain, immersion argent et or pour la finition de surface du PCB HDI. Nous recommandons ENIG en raison de sa douceur et de sa soudabilité flexible.

5. Ce qu'il faut rechercher chez votre fabricant de PCB HDI

Choisir un fabricant de PCB HDI qui peut satisfaire tous vos besoins pour construire des cartes complexes avec une haute qualité est essentiel. La construction de PCB HDI est un processus complexe ; cherchez toujours un fabricant avec des technologies multicouches élevées qui s'engagent à fournir des produits de haute qualité.

WellPCB offre un avantage concurrentiel dans la fabrication de PCB HDI. Nous offrons des devis rapides et fiables pour vos PCB HDI rapidement. En tant que fabricant expérimenté de PCB HDI avec une réputation de longue date, nous fournissons des suggestions innovantes dès la phase de conception jusqu'à l'étape finale du processus. Chez WellPCB, notre équipe d'ingénieurs s'engage à livrer des produits finaux exceptionnels avec des PCB de haute qualité ayant des défauts minimes. Découvrez-en plus sur nos services de fabrication PCB.

6. Prévisions du marché mondial des PCB HDI

Les fabricants de PCB ont consacré des efforts significatifs aux PCB HDI pendant plusieurs années, ce qui a une valeur de marché de 9 500 millions de dollars rapportée en 2017. Les experts s'attendent à ce qu'elle atteigne 22 000 millions d'ici 2025 avec un TCAC de 11 %.

Avec l'avènement des smartphones et des équipements multimédias mobiles hautement compacts, les dispositifs semi-conducteurs continuent d'augmenter le nombre de broches tout en rétrécissant en forme. D'ici l'année de production 2020, le nombre de broches de terminaison I/O à haute vitesse serait de plus de 4 000 broches par flip-chip, nécessitant ainsi un pas ultra-fin dans la zone de réseau. Cependant, la plupart des fournisseurs chinois de PCB fourniront une feuille de route d'emballage définie par l'ITRI. Contactez vous-même le transitaire.

Ces numéros de broches augmenteront davantage à mesure que la tendance des CI continuera de suivre la loi de Moore. En considérant une telle avancée dans les exigences de taille de pas, l'emballage de telles puces serait un défi en termes de coût et de performance du produit.

La technologie de processus d'emballage la plus disponible sur le marché maintenant dépend du processus HDI, où la largeur/espacement de ligne minimum de 100 μm est garantie pour un rendement de fabrication stable.

Conclusion

La pratique la plus courante pour augmenter la densité d'interconnexion du substrat ou PCB est d'augmenter le nombre de couches métalliques et de contrôler l'épaisseur totale du matériau diélectrique et de la métallisation pour obtenir une taille plus petite pour les produits finaux. Le PCB HDI est le meilleur choix pour les circuits complexes que nous devons implémenter dans de petits PCB.