Te souviens tu IBMSimonOn peut le considérer comme le père des smartphones. Le téléphone Simon, avec ses 38 mm d'épaisseur et son poids de près de 510 g, était impossible à glisser dans une poche. En revanche, regardez les smartphones d'aujourd'hui : ils se glissent facilement dans une poche. La réduction de la taille d'un smartphone est due au circuit imprimé HDI. L'objectif de la technologie HDI est de rendre les appareils plus petits, plus fins et plus légers.
Vous souhaitez apprendre à utiliser des circuits imprimés HDI ? Cet article vous explique clairement ce qu'est un circuit imprimé HDI. Nous aborderons ses caractéristiques, ses avantages, ses applications, etc. Après avoir lu cet article, vous maîtriserez parfaitement les circuits imprimés HDI.
Qu'est-ce que le PCB HDI
HDI PCB (High Density Interconnect Printed Circuit Board) est l'une des avancées majeures du monde de l'électronique. De plus, son procédé avancé de vias multiples minimise le nombre de couches, offrant ainsi des circuits compacts et performants.
Caractéristiques du PCB HDI
HDI Fabrication de PCB Utilise la dernière technologie multicouche permettant l'intégration de plusieurs couches à haute densité. Cette technologie domine largement les autres circuits imprimés traditionnels. Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques :
- L'interconnecteur haute densité utilise la technologie de perçage laser. Cette technologie élimine les inconvénients du perçage mécanique traditionnel et réduit ainsi les difficultés.
- Ces cartes contiennent une densité de câblage élevée par unité de surface par rapport aux PCB classiques.
- Les cartes HDI sont généralement dotées d'ouvertures comprises entre 3.0 et 6.0 mils. De plus, la largeur de ligne est comprise entre 3.0 et 4.0 mils. Grâce à ces fonctionnalités, vous pouvez réduire considérablement la taille des pastilles.
- Une autre caractéristique très populaire de ces cartes est la présence de vias. Il existe différents types de vias PCB comme enterré, aveugle et micro-viasLe diamètre des vias peut être inférieur à 0.0006 mm. Ces vias de petite taille permettent de gagner de la place sur les cartes et de créer une conception plus compacte.
- L'efficacité de ces panneaux permet de remplacer les panneaux stratifiés à haute densité. De plus, ces panneaux sont coûteux.
- Ses caractéristiques, telles que sa légèreté et sa haute fréquence, ainsi que sa vitesse électrique élevée, en font une option idéale pour diverses applications.
Différents types d'empilement de circuits imprimés HDI
Selon la norme IPC-2315 de la IPCIl existe six types d'empilements de base : I, II, III, IV, V et VI. Cependant, les trois derniers types sont plus coûteux et leur utilisation est minimale. Nous n'aborderons donc que les trois premiers types de vias. De plus, la norme distingue les empilements HDI selon le type de vias, tels que les micro-vias, les vias enterrés, les vias borgnes et les vias métallisés.
- IDH de type I : Ces types présentent une structure à noyau laminé comportant au moins une seule couche de micro-vias. Ces vias peuvent être présents d'un côté ou des deux côtés du circuit. Le HDI de type I utilise des vias borgnes et PTH. Cependant, il n'utilise pas de vias enterrés.
- IDH de type II : Ce type comprend différents vias borgnes et enterrés sur un noyau laminé. Les fabricants peuvent échelonner les différents microvias et les empiler par rapport aux vias enterrés.
- IDH de type III : Pour construire ce type de circuit, le fabricant utilise des microvias, enterrés et borgnes, sur un noyau laminé. De plus, ce type comprend au moins deux couches de microvias sur une face de la carte, ou sur les deux. Il est possible de disposer les microvias en quinconce sur d'autres microvias, ou de les empiler sur d'autres vias enterrés.
PCB HDI vs PCB standard : principales différences
Grâce à l'utilisation de petits vias borgnes et enterrés, les circuits imprimés HDI offrent une intégrité du signal supérieure à celle des circuits imprimés standard, en minimisant les capacités et inductances parasites. Les microvias des circuits imprimés HDI étant dépourvus de stubs, leur impédance correspond étroitement à celle de la piste. En revanche, la capacité parasite plus élevée des vias des circuits imprimés standard crée des discontinuités d'impédance plus importantes.
Quelques différences clés entre la carte HDI et le PCB conventionnel :
| Fonctionnalité | PCB HDI | PCB standard |
| Densité des composants | Meilleure performance du béton | Moins |
| Taille de PCB | Plus petit et plus léger | Plus grand et plus lourd |
| Par type | Aveugles, enterrés et microvias | À travers les trous |
| Nombre de couches | Coût en adjuvantation plus élevé. | Meilleure performance du béton |
| Compatibilité | Compatible avec les boîtiers à nombre de broches élevé et à faible pas | Peut rencontrer des problèmes de compatibilité avec les packages à faible hauteur |
Avantages de l'utilisation du tableau HDI
L'utilisation de circuits imprimés HDI dans votre application présente de nombreux avantages. Grâce à ces atouts, la plupart des fabricants privilégient les circuits imprimés HDI aux autres types de circuits imprimés. Découvrez les avantages de l'utilisation de circuits imprimés HDI dans vos applications :
Réduire le transfert de chaleur
Les circuits imprimés traditionnels brûlent en raison d'un manque de transfert de chaleur. Cette technologie présente donc un avantage par rapport aux circuits traditionnels : elle réduit le transfert de chaleur. Pourquoi ? Parce que la chaleur doit parcourir une courte distance avant de quitter le circuit imprimé HDI.
La conception de ce circuit lui permet de supporter une forte dilatation thermique, augmentant ainsi la durée de vie des circuits imprimés.
Gérer la conductivité thermique
La disponibilité de différents types de vias assure la transmission du courant entre les composants. Il vous appartient donc de remplir ces vias avec des matériaux conducteurs ou non conducteurs. Vous pouvez optimiser les fonctionnalités en combinant les vias borgnes et les composants via in-pad.
De plus, les cartes HDI présentent une structure compacte, ce qui réduit la distance de transmission entre les différents composants, ainsi que les temps de transmission et les retards de croisement. Vous bénéficierez ainsi d'un signal puissant pour votre circuit.
Consommation électrique minimale
Les circuits imprimés HDI consomment moins d'énergie que les circuits imprimés traditionnels. Ceci est dû à une technologie de fabrication avancée. Cette technologie lie les composants électriques, minimisant ainsi les pertes d'énergie.
Les circuits HDI utilisent des vias plutôt que des trous traversants, ce qui réduit également la consommation d'énergie. Cet effet augmente la durée de vie de votre batterie.
Facteurs de forme plus petits
C'est un choix idéal pour gagner de la place. Vous pouvez facilement réduire le nombre total de couches sur HDI. Conception de circuits imprimésPar exemple, vous pouvez remplacer les trous traversants à 8 couches par une solution de vias à 4 couches. Vous obtiendrez ainsi un circuit imprimé compact. Certains vias seront invisibles, ce qui améliorera également les performances.
Intégration de composants
Vous pouvez non seulement minimiser l'espace, mais aussi intégrer vos cartes. Vous pouvez ainsi ajouter autant de détails que vous le souhaitez sur la carte HDI. De plus, vous pouvez équiper les deux faces de la carte pour intégrer les composants. Cela dépend donc de la conception et des besoins de l'application.
Différentes conceptions
Grâce à la technologie d'interconnexion haute densité, vous pouvez créer différents designs de cartes. Vous pouvez ainsi utiliser ces circuits imprimés dans toutes les applications souhaitées : rigides, flexibles ou une combinaison des deux.
Application des PCB HDI
Jusqu'à présent, vous avez beaucoup appris sur cette technologie étonnante. Cependant, vous vous demandez peut-être où appliquer ces incroyables circuits imprimés. Il est vrai que les applications possibles sont innombrables. Ces circuits s'adaptent à des applications aussi simples que complexes. Voici quelques exemples d'applications importantes pour les circuits imprimés HDI :
Electronique grand public
Ce terme désigne tous les appareils de base que l'on trouve au quotidien, tels que les ordinateurs portables, les smartphones et les appareils photo. Il inclut également la majorité des appareils électroménagers et des systèmes de divertissement.
Tous ces appareils nécessitent des circuits imprimés plus légers. De plus, ils requièrent une certaine flexibilité. C'est pourquoi les circuits HDI répondent à ces exigences.
Équipement médical
De nombreux appareils électroniques jouent un rôle essentiel dans notre santé. L'industrie médicale souhaite donc garantir des circuits de haute qualité répondant à ses normes. Tous les équipements médicaux doivent donc être efficaces et jouer un rôle majeur dans la sécurité des patients.
On trouve donc des circuits imprimés HDI dans de nombreux appareils, comme des moniteurs et des scanners. On trouve également des stimulateurs cardiaques, des instruments scientifiques et des systèmes de contrôle.
Applications industrielles
Ce circuit est utilisé dans les applications industrielles de forte puissance, en raison de son efficacité et de sa robustesse. De plus, il consomme moins d'énergie et garantit un rendement maximal.
Ces circuits imprimés sont également capables de fonctionner dans des environnements difficiles. La plupart d'entre eux utilisent donc du cuivre épais, ce qui accélère la charge des batteries. De plus, cela est également utile pour les applications à courant élevé.
On retrouve ces circuits dans diverses applications, comme les perceuses électriques et divers appareils de mesure. On les retrouve également dans des équipements électriques tels que les générateurs et les panneaux solaires.
Automobile
La plupart des automobiles dépendent de différents composants électroniques pour fonctionner correctement. Cette technologie peut donc être utilisée dans ces applications. Vous pouvez utiliser des signaux haute fréquence RF et des circuits imprimés HDI combinés à des applications de capteurs. C'est une pratique courante dans l'automobile.
Différentes technologies, comme le radar, font leur apparition dans l'industrie automobile. Toutes reposent sur des circuits HDI.
De plus, certaines applications courantes, telles que les systèmes de gestion moteur, utilisent cette technologie. Elle inclut également les appareils de navigation, vidéo et audio.
Applications aéronautiques
La précision et la durabilité du HDI en font un choix idéal pour les applications aérospatiales. De plus, les circuits HDI résistent aux vibrations. Les avions et les jets nécessitent des circuits capables de résister aux environnements difficiles.
Les circuits imprimés HDI garantissent la sécurité des applications aérospatiales. Ces applications incluent des équipements de surveillance tels que des capteurs de pression et des accéléromètres.
Suggestions pour optimiser la conception des circuits imprimés HDI
- Lors de la conception d'une carte HDI, réfléchissez soigneusement aux types de vias utilisés. Les microvias, les vias borgnes et les vias enterrés permettent de réduire le nombre de couches et les coûts. En revanche, les vias traversants, en os de chien et les vias dans les pastilles complexifient la fabrication. Choisissez la solution la mieux adaptée à vos besoins de conception et à votre budget.
- Soyez également sélectif dans le choix des composants. Le HDI nécessite moins de composants et un espacement serré. Si les performances sont primordiales, vérifiez également l'emballage, la disponibilité et les délais de livraison. Remplacer des pièces en fin de processus ralentit le processus et augmente les coûts.
- Placez les composants avec soin afin de minimiser les contraintes inégales et les interférences électromagnétiques. Un trop grand nombre de vias regroupés peut déformer les cartes et altérer les rendements. Un espacement trop dense risque de provoquer une diaphonie ou un bruit de signal dû à la capacité et à l'inductance parasites. Modélisez-les suffisamment tôt pour détecter ces problèmes.
- Prenez le temps d'optimiser le routage. Les pistes HDI peuvent être plus étroites, mais assurez-vous que leur largeur soit adaptée aux performances du signal. Privilégiez les longueurs courtes, les impédances constantes et les plans de masse. Isolez les signaux numériques, analogiques et d'alimentation pour éviter les interférences.
- Enfin, équilibrez les empilements et les couches de matériaux avec le budget. Un nombre plus élevé de couches ou de matériaux exotiques augmente les coûts de laminage et de perçage. Comparez les avantages à vos contraintes budgétaires.
Pour en savoir plus sur la conception de circuits imprimés HDI, consultez notre autre blog : https://www.mokotechnology.com/hdi-pcb-design-guidelines/
Travailler avec le fabricant de PCB HDI de confiance
En matière de circuits imprimés avancés, les cartes d'interconnexion haute densité (HDI) sont uniques. Robuste et polyvalente, la technologie HDI est adaptée à de nombreuses applications. Si vous recherchez une fabrication fiable de circuits imprimés HDI, MOKO Technology est un excellent choix.
Nos ingénieurs qualifiés possèdent une expertise approfondie en conception HDI et nos installations de fabrication sont à la pointe de la technologie. Cette combinaison gagnante nous permet de produire des circuits imprimés HDI sophistiqués et hautes performances, répondant parfaitement à vos spécifications. Cliquez sur l'image ci-dessous pour nous contacter !
