Explication détaillée des structures courantes d'empilement de PCB HDI

Structures de couches courantes pour les cartes PCB HDI

Les circuits imprimés HDI (High-Density Interconnect) sont dotés de microvias, de fines largeurs et espacements de pistes et de couches empilées, permettant une interconnectivité dense et une conception compacte. Ces caractéristiques rendent les circuits imprimés HDI adaptés aux applications hautes performances et aux contraintes d'espace.

Structures de couches courantes pour les circuits imprimés HDI :

1. Structure 2+N+2: 2 couches internes, N couches externes (utilisé pour les cartes à 6 couches).
2. Structure 3+N+3: 3 couches internes, N couches externes (utilisé pour les cartes à 8 couches).
3. Structure 4+N+4: 4 couches internes, N couches externes (utilisé pour les cartes à 10 couches et plus).
4. Structure 5+N+5: 5 couches internes, N couches externes (utilisé pour les cartes à 12 couches et plus).

Vias aveugles : Les vias borgnes relient les couches intérieures aux couches extérieures, réduisant ainsi l'épaisseur du PCB.

Vias enterrées : Les vias enterrés créent des connexions entre les couches internes, optimisant ainsi l'utilisation des couches.

En règle générale, les vias borgnes et enterrés ont un diamètre compris entre 0.075 et 0.2 mm et sont créés à l'aide de méthodes telles que le perçage laser, la gravure au plasma et la gravure photosensible, le perçage laser étant le plus courant.

Les circuits imprimés HDI, grâce à leurs composants et interconnexions haute densité, sont idéaux pour les conceptions complexes telles que la 5G, l'IoT et les applications automobiles. Leur conception empilable est personnalisée en fonction des exigences spécifiques de chaque projet.

Carte de circuit imprimé laminée simple de premier ordre (carte laminée de premier ordre à 6 couches, structure d'empilage est (1+4+1))

Ce type d'empilement de circuits imprimés HDI, plus précisément un circuit imprimé laminé de premier ordre, est le plus simple : la carte multicouche interne ne comporte aucun trou enterré et est finalisée par simple pressage. Bien qu'il s'agisse d'une carte 6 couches laminée de premier ordre, son procédé de fabrication est très similaire à celui d'un circuit imprimé multicouche classique laminé une seule fois. La principale différence réside dans le perçage laser des vias borgnes et la nécessité de plusieurs procédés.

Comme cette structure d'empilement de circuits imprimés HDI ne comporte aucun trou enterré, les deuxième et troisième couches peuvent être transformées en circuit imprimé principal lors de la production, tandis que les quatrième et cinquième couches peuvent servir de circuit imprimé principal. La couche extérieure est dotée d'une couche diélectrique et d'une feuille de cuivre, tandis que la couche intermédiaire est dotée d'une couche diélectrique, puis pressée une fois. Cette méthode est très simple et moins coûteuse que les circuits laminés de premier ordre classiques.

Carte de circuit imprimé HDI laminée de premier ordre conventionnelle (carte HDI laminée de premier ordre à 6 couches, structure empilée (1+4+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+N+1), (N≥2, N pair). Cette structure est actuellement la plus répandue sur les cartes laminées de premier ordre de l'industrie. La carte multicouche interne comporte des vias enterrés et nécessite deux pressages pour être finalisée. Outre les trous borgnes, ce type de carte laminée monocouche présente également des trous enterrés.

Si le concepteur parvient à convertir ce type de circuit imprimé HDI en circuit imprimé laminé simple de premier ordre, comme mentionné précédemment, cela bénéficiera à la fois à l'offre et à la demande. Suite à notre suggestion, nombre de nos clients ont choisi de remplacer la structure d'empilement des circuits imprimés HDI laminés classiques de premier ordre par un circuit laminé simple de premier ordre similaire au premier type.

Carte de circuit imprimé HDI laminée de deuxième ordre conventionnelle (carte HDI laminée de deuxième ordre à 8 couches, structure d'empilage est (1+1+4+1+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+1+N+1+1), (N≥2, N pair). Cette structure est actuellement la plus répandue dans la conception des cartes HDI laminées de second ordre. La carte multicouche interne comporte des vias enterrés et nécessite trois pressages pour être finalisée. L'absence de conception à trous empilés rend la fabrication plus difficile.

Cependant, comme mentionné précédemment, si les vias enterrés des couches (3 à 6) sont optimisés par rapport à ceux des couches (2 à 7), il est possible de réduire le nombre de pressages. Cette optimisation du processus peut entraîner une réduction des coûts tout en préservant l'intégrité structurelle du circuit imprimé HDI. Ce type de circuit imprimé est similaire à l'exemple ci-dessous.

Une autre carte de circuit imprimé HDI laminée de deuxième ordre conventionnelle (carte HDI laminée de deuxième ordre à 8 couches, la structure d'empilage est (1+1+4+1+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+1+N+1+1), (N≥2, N pair). Bien qu'il s'agisse d'une structure de circuit imprimé HDI laminé de second ordre, comme les vias enterrés ne se situent pas entre les couches (3-6) mais entre les couches (2-7), une telle conception permet également de réduire d'une unité le nombre de pressages, ce qui optimise le circuit imprimé HDI laminé de second ordre, qui nécessite généralement un processus de 3 pressages, pour un processus de 2 pressages.

Cependant, ce type de carte présente une autre difficulté pour la fabrication de circuits imprimés HDI. Les couches (1-3) comportent des vias borgnes, qui sont ensuite subdivisés en couches (1-2) et (2-3) pour la fabrication. Il est nécessaire d'utiliser un remplissage de vias pour réaliser les vias borgnes internes des couches (2-3). Autrement dit, les vias borgnes internes du laminage double couche sont créés par remplissage de vias. En général, les circuits imprimés HDI avec remplissage de vias sont plus coûteux et leur fabrication est également nettement plus complexe.

Par conséquent, pour les cartes HDI laminées de second ordre classiques, il est recommandé d'éviter l'empilement de trous et de privilégier la conversion des vias borgnes (1 à 3) en vias borgnes décalés (1 à 2) et en vias enterrés (2 à 3). Les concepteurs de circuits imprimés HDI expérimentés peuvent adopter ce type de conception simplifiée ou optimisée afin de réduire les coûts de fabrication de leurs produits.

Une autre carte de circuit imprimé HDI laminée de deuxième ordre non conventionnelle (carte HDI laminée de deuxième ordre à 6 couches, la structure d'empilage est (1+1+2+1+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+1+N+1+1), (N≥2, N pair). Bien qu'il s'agisse d'une structure de carte laminée de second ordre, des trous borgnes intercouches sont présents, ce qui augmente considérablement leur profondeur. La profondeur des trous borgnes (1-3) couches est doublée par rapport aux trous borgnes classiques (1-2). Les clients ayant des exigences spécifiques à cette conception n'autorisent pas la transformation des trous borgnes intercouches (1-3) en trous borgnes empilés (1-2) (2-3).

Outre la difficulté du perçage laser, le cuivrage (PTH) et la galvanoplastie qui en résultent sont également complexes. En général, les fabricants de circuits imprimés sans un certain niveau technique peinent à fabriquer de telles cartes. La difficulté de fabrication est nettement supérieure à celle des cartes laminées de second ordre classiques. Cette conception n'est pas recommandée, sauf exigences particulières.

HDI laminé de deuxième ordre avec conception d'empilage de trous borgnes, trous enterrés (2-7) couches au-dessus des trous borgnes empilés. (Carte HDI laminée à 8 couches de deuxième ordre, la structure d'empilage est (1+1+4+1+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+1+N+1+1), (N≥2, N pair). Cette structure est actuellement utilisée dans certaines cartes laminées de second ordre. La carte multicouche interne comporte des trous enterrés et nécessite deux pressages pour être finalisée. La principale raison est la conception à trous empilés, qui remplace le cinquième point mentionné précédemment de la conception à trous borgnes entre couches.

La principale caractéristique de cette conception est que les trous borgnes doivent être superposés au-dessus des trous enterrés (2 à 7), ce qui augmente la difficulté de fabrication. La conception des trous enterrés dans la couche (2 à 7) permet de réduire le nombre de laminages, d'optimiser le processus et de réduire les coûts.

HDI laminé de deuxième ordre avec conception de trous borgnes multicouches (carte HDI laminée de deuxième ordre à 8 couches, structure d'empilage est (1+1+4+1+1))

La structure de ce type d'empilement de circuits imprimés HDI est (1+1+N+1+1), (N≥2, N pair). Il s'agit actuellement d'une carte laminée de second ordre dont la fabrication industrielle est complexe. Avec une telle conception, la carte multicouche interne comporte des trous noyés dans les couches (3 à 6) et nécessite trois pressages pour être finalisée. La principale raison est la conception à trous borgnes entre les couches, ce qui rend la fabrication très difficile.

Il est difficile pour les fabricants de circuits imprimés HDI, sans certaines compétences techniques, de fabriquer de telles cartes laminées de second ordre. Si cette couche de trous borgnes croisés (1-3) est optimisée et divisée en trous borgnes (1-2) et (2-3), cette méthode de division des trous borgnes ne correspond pas à la méthode d'empilement mentionnée aux points 4 et 6 ci-dessus. Il s'agit plutôt d'une méthode de division décalée des trous borgnes, qui réduira considérablement les coûts de fabrication et optimisera le processus de production.

Optimisation d'autres structures d'empilement de cartes HDI

Des principes d'optimisation similaires peuvent être appliqués aux structures de laminage de troisième ordre et d'empilement de circuits imprimés HDI plus élevées afin d'éviter les cycles de laminage inutiles. Le déplacement des vias pour éliminer les vias empilés réduit les étapes de fabrication et améliore les rendements du processus de fabrication des circuits imprimés HDI.

Il est important de noter que si les empilements de circuits imprimés HDI offrent de nombreux avantages, ils nécessitent également des directives de conception et une expertise en fabrication spécifiques. Les concepteurs doivent prendre en compte des facteurs tels que l'intégrité du signal, la gestion thermique et la fabricabilité pour exploiter pleinement les avantages de la technologie HDI.

De plus, nous travaillons en étroite collaboration avec des fabricants de circuits imprimés expérimentés et fiables Fabrication de circuits imprimés HDI Les services sont essentiels pour assurer le succès de la production de PCB HDI.

L’IDH commun se présente comme suit

La compréhension des différentes structures d'empilement de circuits imprimés HDI offre aux concepteurs une plus grande flexibilité en termes d'allocation des couches, d'options de routage et de placement des composants. Cela permet une utilisation optimale de l'espace disponible et une optimisation de la disposition du circuit imprimé.

Pourquoi choisir Highleap Electronic pour la production de PCB HDI

Highleap Electronic s'impose comme un choix de premier ordre pour la production de circuits imprimés HDI grâce à ses capacités de fabrication avancées et à son expertise approfondie en technologie d'interconnexion haute densité. Nos installations de pointe sont équipées des machines les plus récentes pour le perçage laser de précision, la gravure plasma et des techniques photosensibles avancées, garantissant que chaque circuit imprimé HDI répond aux normes de qualité et de performance les plus strictes.

Nous employons une équipe d'ingénieurs hautement qualifiés qui se spécialisent dans l'optimisation des conceptions d'empilement pour améliorer l'intégrité du signal, la distribution d'énergie et la gestion thermique, en veillant à ce que votre PCB HDI sont à la fois fiables et efficaces.

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Notre engagement envers l'amélioration continue et l'innovation nous permet de rester en avance sur les tendances de l'industrie et les avancées technologiques, en vous offrant des produits de pointe. Solutions PCB HDI qui font avancer vos projets avec confiance et succès.

FAQ professionnelle sur l'empilement de circuits imprimés HDI

1. Quelles sont les principales considérations pour optimiser l’intégrité du signal dans les empilements de circuits imprimés HDI ?

Pour optimiser l'intégrité du signal dans les empilements de circuits imprimés HDI, les concepteurs doivent se concentrer sur la réduction de la diaphonie, la gestion de l'impédance des pistes et le routage correct du signal. L'utilisation d'un routage à impédance contrôlée, d'un routage par paires différentielles et l'évitement des transitions via inutiles peuvent améliorer considérablement la qualité du signal.

2. Quel est l'impact du choix des matériaux sur les performances des PCB HDI ?

Le choix des matériaux pour les PCB HDI, y compris le type de diélectrique et de feuille de cuivre, affecte directement les performances électriques, la gestion thermique et la stabilité mécanique de la carte. Les matériaux diélectriques de haute qualité à faibles pertes peuvent améliorer la vitesse du signal et réduire les pertes de puissance, tandis que le cuivre à haute conductivité garantit une alimentation efficace.

3. Quels sont les avantages de l'utilisation de microvias dans les conceptions de PCB HDI ?

Les microvias dans les conceptions de PCB HDI permettent une densité de composants plus élevée et des performances électriques améliorées en permettant des chemins de signal plus courts et en réduisant l'inductance parasite. Ils facilitent également les interconnexions multicouches, améliorant ainsi la fiabilité globale et l'intégrité du signal de la carte.

4. Comment les concepteurs peuvent-ils gérer efficacement les problèmes thermiques dans les PCB HDI ?

Une gestion thermique efficace dans les PCB HDI peut être obtenue grâce à l'utilisation de vias thermiques, de dissipateurs thermiques et de conceptions d'empilement de couches appropriées. L'incorporation de matériaux à haute conductivité thermique et la garantie d'une circulation d'air adéquate dans le produit final peuvent également aider à dissiper la chaleur et à maintenir des températures de fonctionnement optimales.

5. Quels sont les défis courants liés à la fabrication de PCB HDI et comment peuvent-ils être résolus ?

Les défis courants dans la fabrication de PCB HDI incluent la garantie d'un perçage précis des microvias, le maintien de l'alignement des couches et l'obtention d'une qualité de stratification constante. Ces défis peuvent être relevés en utilisant des techniques avancées de perçage laser, des mesures de contrôle qualité strictes et en travaillant avec des fabricants de PCB expérimentés possédant une expertise spécialisée dans la technologie HDI.