Densità del PCB

La densità è il rapporto tra tracce, fori e pad per unità di area (mm², pollici², ecc…). Quando le tracce sono poche, la densità non è un problema. Ma la densità moderna richiede soluzioni moderne e ogni giorno i clienti e le fabbriche chiedono design più compatti e più complessi, soprattutto a causa delle tecnologie dei componenti. Maggiore è la densità, più complesso è il PCB.

Le sfide per la produzione

Con il progresso e la miniaturizzazione dell’elettronica, la domanda di PCB HDI è aumentata drasticamente, ma l’aumento della densità su un circuito stampato rappresenta una sfida dalla progettazione alla produzione. Le spaziature tra le tracce sono fino a 65 µm. I PCB HDI sono realizzati con almeno 4 strati e possono arrivare fino a 24 strati, collegati tra loro da fori e via per rendere ultra complesse le regole di progettazione e i processi di produzione.

Se la progettazione è impegnativa per gli ingegneri con il loro software, uno dei problemi principali nella produzione è garantire l’affidabilità dei fori placcati. Il problema principale è rappresentato dai via e dai fori, nonché dal processo di placcatura. Per garantire una buona integrità della placcatura dei fori, il rapporto d’aspetto è limitato a 1: 0,8 per i via ciechi, il valore avanzato è 1:1. I pre-preg standard contengono anche fibra di vetro, troppo spessa per la foratura laser. Il vetro contenuto nel pre-preg cambia la direzione del laser e crea una qualità mediocre o errata dei fori di passaggio del laser.

Le sfide per la produzione

Con il progresso e la miniaturizzazione dell’elettronica, la domanda di PCB HDI è aumentata drasticamente, ma l’aumento della densità su un circuito stampato rappresenta una sfida dalla progettazione alla produzione. Le spaziature tra le tracce sono fino a 65 µm. I PCB HDI sono realizzati con almeno 4 strati e possono arrivare fino a 24 strati, collegati tra loro da fori e via per rendere ultra complesse le regole di progettazione e i processi di produzione. Se la progettazione è impegnativa per gli ingegneri con il loro software, uno dei problemi principali nella produzione è garantire l’affidabilità dei fori placcati. Il problema principale è rappresentato dai via e dai fori, nonché dal processo di placcatura. Per garantire una buona integrità della placcatura dei fori, il rapporto d’aspetto è limitato a 1: 0,8 per i via ciechi, il valore avanzato è 1:1. I pre-preg standard contengono anche fibra di vetro, troppo spessa per la foratura laser. Il vetro contenuto nel pre-preg cambia la direzione del laser e crea una qualità mediocre o errata dei fori di passaggio del laser.

Capacità principali

HDICapabilities
Number of layers
MIN & MAX
4-24L
HDI Builds
1+N+1, 2+N+2
3+N+3 and anylayer
Materials
FR4, ..., ETC.
See table
Copper Weight
MIN & MAX
0.5oz~6oz
Minimum track & gap
MM
65/65μm
PCB Thickness
MIN & MAX
0.4-2.8mm
Dimension
MAX
0.457*508mm
Surface Finishes
OSEP, ENIG, ETC.
HASL, HASL LF, ENIG, immersion tin, OSP, immersion silver, electroplating hard gold/soft gold, gold finger, selective OSP, ENEPIG
Mechanical Drill
MIN
0.15mm
Laser Drill
MIN
0.076mm
La preparazione deve utilizzare rame di base più sottile per avere una buona definizione delle tracce. (Molti processi di placcatura aumentano lo spessore totale del rame). La scelta del rame di base può influenzare la propagazione del segnale anche per le applicazioni ad alta frequenza. Prepreg più sottile, rame di base più sottile, PCB più sottile è la tendenza per i PCB HDI. I via fori passanti sono sensibili. I via sono come rivetti durante il processo di assemblaggio. I processi RoHS applicano un’elevata sollecitazione termica al materiale e ai via. L’espansione del materiale sull’asse Z sollecita i via. La tendenza è quella di ridurre continuamente il diametro dei via e di aumentare l’affidabilità. Inoltre, il processo di assemblaggio moltiplica il numero di sbalzi termici. A causa di questa nuova situazione, l’unico modo per ridurre la forza applicata durante l’assemblaggio è utilizzare un FR4 più stabile. I materiali a basso CTE (coefficiente di espansione termica) sono obbligatori se si vogliono limitare i fenomeni di rottura dei fori durante il processo di assemblaggio e in ambienti difficili.

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