Circuito stampato ad alta densità di interconnessione (HDI)

1. Definizione e Concetto Fondamentale

PCB a Interconnessione ad Alta Densità (HDI) è una classe avanzata di circuiti stampati caratterizzata da una densità di cablaggio significativamente più elevata per unità di superficie rispetto ai PCB convenzionali.La motivazione principale della tecnologia HDI è la costante ricerca nell'elettronica moderna di miniaturizzazione e prestazioni migliorate. Utilizzando processi di fabbricazione altamente sofisticati, le schede HDI racchiudono più componenti e tracce di routing in uno spazio fisico più piccolo, rendendo i dispositivi più leggeri, più piccoli e più compatti.

2. Caratteristiche Strutturali Chiave

Ciò che definisce un PCB HDI è l'uso di strutture specializzate che consentono questa alta densità:

• Microvia: Questi sono la caratteristica più definitoria di un PCB HDI. Un microvia è un minuscolo foro conduttivo con un diametro tipicamente $le 150 mu m$ ($le 0.006$ pollici). Di solito vengono creati utilizzando la foratura laser (non la foratura meccanica) e sono cruciali per collegare i layer.

  • Via ciechi: Collegano uno strato esterno a uno o più strati interni, ma non attraversano l'intera scheda.

  • Via sepolti: Collegano due o più strati interni e sono completamente sigillati dall'esterno.

  • Via-in-Pad (VIP): Una tecnica in cui il microvia è posizionato direttamente all'interno del pad di saldatura di un componente, consentendo un posizionamento più denso di componenti a passo fine (come Ball Grid Arrays o BGAs). Il via viene quindi riempito e placcato.

• Linee e spazi più sottili: Le tracce di rame (linee) e gli spazi tra di esse sono molto più stretti, spesso $le 100 mu m$ (0,10 mm) di larghezza, consentendo di instradare un numero molto maggiore di tracce su ogni strato.

• Strati costruiti (Laminazione sequenziale): Le schede HDI utilizzano spesso un processo di laminazione sequenziale in cui i layer vengono aggiunti ed elaborati in più fasi, con i via forati e riempiti in ogni fase. Questa struttura "build-up" si traduce in tipi come (1+N+1) o (2+N+2), dove 'N' sono gli strati del core e i numeri indicano gli strati build-up ad alta densità su entrambi i lati.

3. Vantaggi della Tecnologia HDI

4. Applicazioni Comuni

I PCB HDI sono la spina dorsale della maggior parte dei dispositivi elettronici high-tech contemporanei, tra cui:

• Smartphone e Tablet

• Tecnologia indossabile (Smartwatch, Fitness Tracker)

• Apparecchiature mediche (Imaging diagnostico, Dispositivi di monitoraggio)

• Elettronica automobilistica (moduli ADAS, sistemi GPS)

• Sistemi aerospaziali e di difesa