Maîtriser la conception HDI : Conseils d'expert pour l'électronique haute densité

6 décembre 2019

L'interconnexion haute densité (HDI) continue d'être le segment à la croissance la plus rapide dans la fabrication PCB car elle rend les cartes plus efficaces, tout en permettant une transmission plus rapide. Comparés aux PCB conventionnels, les PCB HDI ont une densité de câblage par unité de surface plus élevée, caractérisés par des espaces et lignes plus fins, vias mineurs, plots de capture, et densités de plots de connexion plus élevées. Ces PCB sont conçus différemment, principalement dans la façon dont les interconnexions sont faites. Dans les PCB HDI, les interconnexions se font par trous borgnes et enterrés (blind/buried vias) au lieu de trous traversants comme pour les PCB conventionnels. De même, il y a beaucoup de conseils de conception qui peuvent optimiser le design HDI en électronique. Regardons quelques-uns qui non seulement optimisent le design HDI mais aident aussi à éviter des écueils coûteux.

Conseils de conception pour améliorer le design HDI

Le design HDI permet de sécuriser plus de composants des deux côtés du PCB, ce qui n'est pas exactement possible avec un assemblage PCB standard. Le succès de tout assemblage PCB HDI réside dans la manière dont l'espace composant est arrangé sur la carte et dont le designer répartit l'espace pour les lignes de signal. Les conseils suivants peuvent aussi être gardés à l'esprit pour garantir des PCB HDI haute performance.

• Sélection du type de via : Le choix du type de via détermine grandement la performance globale des cartes HDI. Notez que l'utilisation de micro-vias, borgnes ou enterrés, peut réduire la complexité du processus de fabrication en réduisant le nombre de couches et en minimisant les coûts matériels.
• Choisir les composants judicieusement : Pour l'assemblage de cartes HDI, la sélection des composants doit se faire avec une vigilance extrême. Considérez les largeurs de traces, emplacements, types et tailles de trous de perçage et stack-up avant de sélectionner les composants pour votre design HDI. Utiliser les composants judicieusement optimise non seulement le design HDI mais minimise aussi le temps de fabrication supplémentaire et les coûts matériels.
• Stack-up (empilement des couches) : Le stack-up de couches PCB HDI peut être conçu de plusieurs façons : 1-HDI (trous enterrés), 2-HDI non empilé (trous enterrés), 2-HDI empilé mais non rempli de résine, 2-HDI empilé et rempli de résine, etc. Les concepteurs doivent choisir le design de stack le plus approprié pour éviter le gauchissement unilatéral et améliorer le rendement de la carte.
• Espacer les composants judicieusement : Un placement inapproprié introduit des interférences électromagnétiques (EMI) dans les traces, capacitances et/ou inductances parasites, affectant la qualité du signal et la performance globale. Espacez les composants pour minimiser stress et EMI, tout en permettant un assemblage, une réparation/retouche PCB et un brasage faciles.

Outre ce qui précède, les concepteurs PCB HDI doivent aussi prendre soin des conseils suivants :

• Router les traces pour minimiser les problèmes d'intégrité du signal
• Maintenir le bon rapport d'ouverture (aperture ratio)
• Incorporer des micro-vias avec un diamètre incroyablement petit
• Placer les petits composants près les uns des autres
• Répartir les trous enterrés et borgnes pour soulager la pression
• Utiliser la capacitance plane enterrée plutôt que des condensateurs de découplage

Les PCB HDI, largement choisis pour améliorer la performance électrique des dispositifs, trouvent d'immenses applications dans toutes les industries. Parmi les dispositifs bénéficiant de ces PCB : ordinateurs, smartphones, équipements médicaux, etc. Cependant, pour concevoir, assembler et optimiser le design HDI, un fabricant a besoin de logiciels CAO/FAO, processus d'imagerie laser direct, équipements de fabrication spéciaux et expertise opérateur. L'expérience et les capacités du fabricant déterminent grandement le succès du design HDI. Il est donc crucial de s'associer à des fabricants comme Creative Hi-Tech qui a une vaste expertise dans l'assemblage de PCB HDI uniques, orientés performance et rentables, selon vos besoins. Creative Hi-Tech possède une équipe de professionnels compétents, expérimentés, talentueux, bien versés dans les divers conseils de conception pour optimiser le design HDI en électronique.