Ti ricordi ancora dell’IBM Simon? È il “padre” degli smartphone. È uscito intorno al 1995 ed è stato il prodotto elettronico più creativo di quel periodo. Tuttavia, non assomigliava affatto a ciò che oggi consideriamo uno smartphone e pesava 510 g con uno spessore di 38 mm. Riesci a crederci? È del tutto impossibile metterlo in tasca.
Con il miglioramento delle funzionalità e dell’atteggiamento estetico delle persone nei confronti dei telefoni cellulari, gli smartphone hanno subito una serie di cambiamenti in termini di dimensioni e forma. La Figura 1 indica la variazione dello spessore degli smartphone negli ultimi anni.
Oltre agli smartphone, i produttori di tablet e desktop stanno tutti puntando alla miniaturizzazione. Tutte queste riduzioni di dimensioni dipendono dalla progettazione e dall’uso diPCB ad alta densità di interconnessione (HDI PCB). Se pensi che l’HDI PCB sia solo l’Herbalife per i dispositivi intelligenti, ti sbagli di grosso. La funzione della tecnologia HDI mira a rendere i dispositivi smart più leggeri, più piccoli, più sottili e più affidabili.
Le PCB HDI si riferiscono ai circuiti stampati con alta densità, linee fini, piccolo diametro dei fori e spessore ultra ridotto. Questo tipo di PCB ha conosciuto uno sviluppo rapido sin dalla sua comparsa grazie ai suoi evidenti vantaggi:
1. La tecnologia HDI può contribuire a ridurre il costo dei PCB;2. La tecnologia HDI aumenta la densità delle linee;3. La tecnologia HDI è adatta all'uso nel packaging avanzato;4. La tecnologia HDI presenta prestazioni elettriche migliori e una maggiore validità del segnale;5. La tecnologia HDI ha una migliore affidabilità;6. La tecnologia HDI è migliore nella dissipazione del calore;7. La tecnologia HDI è in grado di migliorare RFI (interferenza a radiofrequenza) / EMI (interferenza elettromagnetica) / ESD (scarica elettrostatica);8. La tecnologia HDI aumenta l'efficienza della progettazione;
Materiale
Sono stati introdotti alcuni nuovi requisiti per l'HDIMateriale PCBinclusi una migliore stabilità dimensionale, mobilità antistatica e proprietà antiadesive. Il materiale tipico degli HDI PCB è l’RCC (rame rivestito di resina). Esistono tre tipi di RCC, ovvero film metallizzato in poliimmide, film in poliimmide pura, film in poliimmide colata.
I vantaggi dell’RCC includono: piccolo spessore, peso ridotto, eccellente flessibilità e resistenza alla fiamma, compatibilità con l’impedenza caratteristica ed eccellente stabilità dimensionale. Nel processo di realizzazione di PCB multistrato HDI, sostituendo il tradizionale preimpregnato e il foglio di rame come mezzo isolante e strato conduttore, l’RCC può essere laminato con il chip tramite la tradizionale tecnologia di pressatura. Successivamente si utilizza un metodo di foratura non meccanico, come il laser, in modo da poter formare micro-via di interconnessione.
Il verificarsi e lo sviluppo dell’RCC spingono i prodotti PCB dalla tecnologia SMT (surface mount technology) al CSP (chip scale package), dalla foratura meccanica alla foratura laser, e promuovono lo sviluppo e il progresso dei micro-via nei PCB, il che rende l’RCC il materiale leader per gli HDI PCB.
Nel processo pratico di produzione di PCB, per quanto riguarda la selezione dell’RCC, di solito si utilizzano FR-4 standard Tg 140°C, FR-4 ad alto Tg 170°C e laminazione combinata FR-4 e Rogers, che sono attualmente le più utilizzate. Con lo sviluppo della tecnologia HDI, il materiale PCB HDI deve soddisfare requisiti maggiori, quindi la tendenza principale del materiale PCB HDI dovrebbe essere:
1. Lo sviluppo e l'applicazione di materiale flessibile senza l'uso di adesivi;
2. Piccolo spessore dello strato dielettrico con piccola deviazione;
3. Lo sviluppo di LPIC;
4. Costante dielettrica sempre più piccola;
5. Perdita dielettrica sempre più ridotta;
6. Elevata stabilità alla saldatura;
7. Rigorosa compatibilità con il CTE (coefficiente di dilatazione termica);
Tecnologia
Le difficoltà nella fabbricazione di PCB HDI risiedono nella realizzazione di micro-via, nella metallizzazione dei via e nelle linee fini.
1.Fabbricazione di micro-via
La fabbricazione dei micro-via è sempre stata il problema centrale nella produzione di PCB HDI. Esistono due principali metodi di foratura:
1). Per quanto riguarda la normale foratura,perforazione meccanicaè sempre la scelta migliore per la sua elevata efficienza e il basso costo. Con lo sviluppo della capacità di lavorazione meccanica, il suo impiego nei micro-via è stato anch’esso avviato.
2). Ci sono due tipi diforatura laser: ablazione fototermica e ablazione fotochimica. La prima si riferisce al processo durante il quale il materiale trattato viene riscaldato fino a fondere dopo aver assorbito un laser ad alta energia e viene evaporato con la formazione di un foro. La seconda si riferisce al risultato causato da fotoni ad alta energia nella zona UV e con lunghezza laser superiore a 400 nm.
Esistono tre tipi di sistemi laser applicati ai circuiti flessibili e rigidi, vale a dire laser ad eccimeri, foratura laser UV, CO2laser. La tecnologia laser non è applicata solo nella foratura, ma anche nel taglio e nella formatura. Alcuni produttori realizzano persino HDI tramite laser. Sebbene le apparecchiature di foratura laser siano costose, esse offrono una maggiore precisione, un processo stabile e una tecnologia matura. I vantaggi della tecnologia laser la rendono il metodo più comunemente utilizzato per la produzione di vias ciechi/sepolti. Oggi, tra i micro-vias HDI, il 99% è ottenuto mediante foratura laser.
2.Metallizzazione via
La maggiore difficoltà della metallizzazione dei fori passanti è che è difficile ottenere una placcatura uniforme. Per quanto riguarda la tecnologia di placcatura dei fori profondi per i micro‑via, oltre all’uso di soluzioni galvaniche con elevato potere di dispersione, è necessario aggiornare tempestivamente la soluzione di placcatura nei dispositivi di placcatura, cosa che può essere realizzata tramite una forte agitazione meccanica o vibrazione, agitazione a ultrasuoni o spruzzatura orizzontale. Inoltre, l’umidità della parete del via deve essere aumentata prima della placcatura.
Oltre al miglioramento della lavorazione, anche i metodi di metallizzazione dei fori per l’HDI registrano progressi, con le principali tecnologie quali: tecnologia additiva di placcatura chimica, tecnologia di placcatura diretta e così via.
3.Linee sottili
Le implementazioni delle linee fini includono il trasferimento d’immagine tradizionale e l’imaging diretto laser. Il trasferimento d’immagine tradizionale segue lo stesso processo dell’incisione chimica ordinaria per formare le linee.
Per quanto riguarda l’imaging diretto laser, non è necessaria la pellicola fotografica, mentre le immagini vengono formate direttamente sulla membrana fotosensibile tramite laser. Si utilizza luce a onde UV per il funzionamento, in modo che la soluzione anticorrosiva liquida sia in grado di soddisfare le esigenze di alta risoluzione e di semplicità di operazione. Non è necessaria la pellicola fotografica, così da evitare le influenze negative causate dai difetti della pellicola, e il sistema può essere collegato direttamente al CAD/CAM, riducendo così il periodo di produzione e rendendolo adatto alla produzione di quantità limitate e di molteplici tipologie.
PCBCart è in grado di produrre circuiti stampati HDI con micro-via, metallizzazione dei via e piste fini. Vuoi sapere quanto costerà la produzione del tuo PCB HDI? Sentiti libero di inviare una richiesta di preventivo suquesta paginacon una descrizione dettagliata dei requisiti del tuo PCB. Ti forniremo molto rapidamente il prezzo del tuo PCB HDI.
