En tiempos recientes, ha habido una tendencia creciente hacia la miniaturización y una mayor inteligencia en los productos electrónicos. Esto ha dado lugar a que los diseñadores utilicen placas de circuito impreso más pequeñas para adaptarse a estos requisitos de diseño., posible gracias al uso de interconexión de alta densidad (IDH) Tecnología PCB. PCB flexibles emplear técnicas como las vías ciegas, vías enterradas, micro formas, vias en almohadillas, y trazos muy delgados para acomodar más componentes en un espacio más pequeño mientras se mantiene la calidad y el rendimiento.
Y el diseño de PCB HDI es un proceso crítico que requiere experiencia, experiencia, y la correcta utilización de la tecnología.. Para ayudarlo a comprender el diseño HDI y facilitar el diseño exitoso de PCB HDI, En este blog, compartimos algunas consideraciones y sugerencias clave para tener en cuenta durante el proceso de diseño., con la esperanza de inspirarte a crear diseños HDI innovadores.
¿Qué es el diseño HDI??
El diseño de PCB HDI es un enfoque especializado que optimiza la ubicación de los componentes en una placa de circuito impreso (tarjeta de circuito impreso) para maximizar la utilización del espacio y minimizar la interferencia de la señal. Es particularmente beneficioso para diseñar dispositivos electrónicos compactos y de alto rendimiento como los teléfonos inteligentes., tabletas, y wearables.
Hay varios tipos de diseños HDI, incluyendo la acumulación secuencial, vías apiladas, y microvias. En la construcción secuencial, las capas de la PCB se construyen secuencialmente para lograr la densidad deseada. Las vías apiladas implican perforar orificios a través de varias capas de la placa para crear interconexiones. Por otra parte, las microvias son similares a las vias apiladas, pero son mucho más pequeños en tamaño, lo que permite una densidad de componentes aún mayor en la PCB.
Algunas características comunes de un diseño HDI incluyen:
Vías más pequeñas: Las placas HDI emplean microvías, que se puede perforar mecánicamente o con láser, junto con vías ciegas/enterradas y escalonadas para la transición entre capas. Estas vías tienen relaciones de aspecto reducidas en comparación con las vías de orificio pasante convencionales, y sus diámetros más pequeños restringen su profundidad.
Rastros más delgados: Interconexión de alta densidad (IDH) las placas necesitan trazos más angostos para establecer conexiones a vías en capas múltiples y vías en almohadilla. Los trazos más delgados también permiten una mayor densidad de trazos, que es un aspecto clave del diseño HDI.
Recuento de capas más alto: Si bien las placas que no son HDI pueden tener un alto número de capas, Las placas HDI a menudo tienen 20 o más capas, especialmente cuando se trata de componentes de alta densidad de pines como FPGA. El mayor número de capas permite un enrutamiento e interconectividad más complejos.
Niveles de señal más bajos: Las placas HDI generalmente no son adecuadas para aplicaciones que involucran alto voltaje o alta corriente.. Esto se debe a que la proximidad de las líneas vecinas en los diseños HDI puede causar ESD. (descarga electrostática) asuntos, y las altas corrientes pueden provocar un aumento excesivo de la temperatura en los conductores. Así, Los diseños HDI se utilizan principalmente para dispositivos electrónicos de bajo voltaje y baja corriente..
Consideraciones clave para el diseño de PCB HDI
Las consideraciones de diseño para PCB de interconexión de alta densidad a menudo requieren procesos de producción únicos distintos de los utilizados para otros tipos de PCB. Las siguientes son algunas de las consideraciones clave involucradas en la producción de PCB HDI:
- Apilamiento de capas
Los PCB HDI suelen tener múltiples capas con enrutamiento e interconexiones de alta densidad. La acumulación de capas es una consideración fundamental, ya que afecta el rendimiento general y la capacidad de fabricación de la PCB.. Los factores a considerar en la acumulación de capas incluyen el número de capas, el espesor de cada capa, el tipo de materiales utilizados, y la disposición de los planos de potencia y tierra. El diseño de apilamiento de capas adecuado es esencial para garantizar la integridad de la señal, impedancia controlada, y gestión térmica.
- Ancho de trazo y espaciado
Los PCB HDI requieren un espacio reducido entre las pistas y las almohadillas para adaptarse al enrutamiento de alta densidad. El ancho del trazo y el espaciado deben elegirse cuidadosamente para cumplir con los requisitos de diseño, como impedancia controlada, diafonía, y la capacidad de carga actual. Es posible que se necesiten anchos de trazo y espacios más pequeños para lograr una densidad de circuito más alta, pero también pueden aumentar el riesgo de problemas de integridad de la señal, defectos de fabricación, y ruido electrico.
- Vía Diseño
Los PCB HDI dependen en gran medida de las vías para la interconexión entre diferentes capas. El diseño adecuado de la vía es crucial para lograr un enrutamiento de alta densidad y una transmisión de señal confiable. Hay varios tipos de vías PCV, incluyendo vías de orificio pasante, vías ciegas, y vias enterradas, cada uno con sus ventajas y limitaciones. La locación, Talla, y el espaciamiento de las vías debe considerarse cuidadosamente para garantizar un rendimiento eléctrico adecuado, gestión térmica, y fabricabilidad.
- Colocación de componentes
La ubicación de los componentes en una PCB HDI es fundamental para lograr una alta densidad de circuitos y un enrutamiento de señal optimizado. Se debe prestar especial atención a la ubicación de los componentes, incluyendo componentes pasivos, circuitos integrados, conectores, y otros componentes, para minimizar los retrasos en la señal, congestión de enrutamiento, y problemas térmicos. La disposición estratégica de los componentes en una PCB puede influir en gran medida en el rendimiento y la confiabilidad generales de la placa..
- Integridad de la señal
Los PCB HDI a menudo funcionan a altas velocidades, y la integridad de la señal es crucial para garantizar un rendimiento fiable. Factores como la adaptación de impedancia, reflejos de la señal, diafonía, e interferencia electromagnética (EMI) debe ser cuidadosamente considerado durante la fase de diseño. Se pueden usar herramientas avanzadas de simulación y análisis para validar la integridad de la señal y optimizar el diseño de PCB para señalización de alta velocidad..
- Estructuras IDH
Los PCB HDI están disponibles en varias opciones de diseño, incluyendo PCB 1-n-1 y PCB 2-n-2. Una placa de circuito impreso 1-n-1 es la forma más básica de PCB de interconexión de alta densidad, compuesto por una sola pila de capas interconectadas. Implica laminación secuencial en ambos lados del núcleo.. De lo contrario, una PCB 2-n-2 tiene dos capas HDI, que permiten microvías escalonadas o apiladas a través de diferentes capas. Los diseños complejos a menudo incorporan estructuras de microvías apiladas rellenas de cobre, y la cantidad de capas (x-n-x) puede alcanzar altos niveles, aunque las consideraciones de complejidad y costo pueden limitar la acumulación.
7 Consejos para que su diseño de PCB HDI sea un éxito
- Adopte una estrategia DFM
Para garantizar un proceso de fabricación transparente y rentable para la interconexión de alta densidad (IDH) PCB, Recomendamos integrar un Diseño para fabricación (DFM) estrategia. Este enfoque se centra en desarrollar un producto que se pueda fabricar de forma rápida y eficiente., además de ser práctico y factible.
- Considere las capacidades de fabricación
Al diseñar una PCB HDI, es crucial tener en cuenta las capacidades del fabricante de PCB elegido. Diseñar una placa que vaya más allá de sus capacidades puede resultar en un diseño inútil. Para asegurar el éxito, Cree una placa HDI que aproveche las ventajas de la tecnología HDI mientras que el fabricante que elija la pueda fabricar..
- Elija el tipo de vía correcto
El tipo de vía que elija puede afectar significativamente el costo y el tiempo de producción. micro-caminos, como las versiones via-in-pad y near-pad, puede reducir el tiempo y el costo de producción al limitar el número de capas y materiales. Al seleccionar un tipo de vía, considere el costo tanto para usted como para su fabricante de PCB HDI, al mismo tiempo que garantiza que cumpla con el rendimiento eléctrico requerido de la PCB HDI.
- Considere la disponibilidad y el tamaño de los componentes
La cantidad y el tamaño de los componentes utilizados en el diseño de PCB HDI también juegan un papel crucial.. Tenga en cuenta que el objetivo principal de los PCB HDI es minimizar los gastos y el espacio de superficie. Elija ligero, económico, y componentes mínimos que cumplen con los requisitos de diseño. La ubicación de los componentes afectará el ancho del trazo, tamaño del agujero, y dimensiones generales de la placa, así que asegure la calidad y la confiabilidad mientras optimiza el espacio.
- Evite el hacinamiento de componentes
Si bien un diseño compacto puede tentarlo a colocar los componentes demasiado cerca uno del otro, es importante evitar el hacinamiento. Los dispositivos de alta potencia pueden provocar interferencias electromagnéticas (EMI), afectando la integridad de la señal. Adicionalmente, las inductancias y capacitancias cerca de los pads pueden afectar la intensidad de la señal y la velocidad de comunicación. Asegúrese de que los componentes estén colocados para distribuir las vías simétricamente para reducir el estrés y evitar distorsiones. Considere la facilidad de mantenimiento y reelaboración durante las etapas de instalación.
- Elija un diseño de apilamiento eficiente
El diseño de apilamiento de la PCB también puede afectar los desafíos de fabricación.. La cantidad de capas y tipos de materiales en la acumulación pueden afectar la frecuencia del laminado y el tiempo de perforación.. Elija un diseño de apilamiento que sea eficiente pero rentable, teniendo en cuenta las capacidades de fabricación del fabricante de PCB elegido.
- Trabaje con un experto en diseño de PCB
Si está diseñando una PCB HDI, es importante trabajar con un experto en diseño de PCB. Un experto en diseño puede ayudarlo a planificar su diseño, seleccionar los materiales adecuados, y asegúrese de que su diseño esté optimizado para el rendimiento y la capacidad de fabricación. Al elegir un experto en diseño de PCB, busque a alguien que tenga experiencia con el diseño de HDI y tenga un historial comprobado de éxito.
Conclusión
En conclusión, El diseño de PCB HDI es un proceso crítico que requiere una cuidadosa consideración de varios factores. Siguiendo las pautas de diseño de PCB de HDI y considerando los factores clave mencionados en este blog, los diseñadores pueden crear diseños HDI innovadores y fiables y permitir la realización de productos innovadores y de vanguardia. Tecnología MOKO, un fabricante líder de PCB en China, se ha dedicado al diseño de PCB durante casi 20 años. Poseemos toda la experiencia y las herramientas necesarias para completar un potente diseño de PCB HDI, nuestro equipo de expertos ha servido a clientes de varias industrias que van desde la médica, y electrónica de consumo, a la automoción, e internet de las cosas. Contáctenos para obtener servicios confiables de diseño de PCB HDI.
