Tecnometal PCBs HDI and their applications

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Today electronic devices are beautiful, powerful and versatile

You can work on your laptop and connect anywhere, even while on board an airplane. You can watch your favorite movie from your smartphone, often more powerful than laptop.

Electronics are pervasive and is an integral part of our daily lives and more and more the purpose of electronic devices designer is to better portability and convenience of use. This technological trend leads to the design of miniaturized components and therefore to the creation of PCBs capable of hosting a greater density of interconnection.

The miniaturization of electronic components and PCBs within electronic devices

The printed circuit industry has always played a primary role in the development of any electronic device, and today more than ever, whether it is a pacemaker, a mobile phone or the motherboard of a PC, electronic devices now indispensable, it is called to produce ever more miniaturized circuits, using the best innovative technology.

This constant trend towards miniaturization of electronic components has led to the growth of DESIGN HDI.

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What is HDI?

The HDI, High-Density Interconnect, is a PCB which, in a significantly reduced space, hosts a large number of interconnections, but despite the fact that there are closer components and "capillary" tracks in the circuit, the functionality is not compromised.

To understand better, only a circuit that hosts an average of about 25 pins per square centimeter can be considered an HDI PCB.
HDI DESIGN incorporates component density and routing. In addition, HDI has significantly developed micro-way technology, which further contributes to the miniaturization of the circuit.

An HDI circuit is created by implementing new technologies and processes for micro-pathways, such as blind and buried holes, which have required great innovations for all PCB perforators.
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HDI DESIGN advantages

HDI boards are ideal where weight, space, reliability and performance are essential requirements for design purposes.
They come in a compact design thanks to the combination of blind, underground and micro-vias which reduce the space requirements on the board.
They offer better signal transmission through via-in-pad and blind vias technology, which allows positioning of components closer together, thus reducing the length of the signal path.
They are very reliable and the implementation of stacked vias improves protection even in extreme environmental conditions.

The convenience of HDI Design is easy to understand when compared to the 'traditional' one. In fact, the same performance as a standard 8-layer card can be reproduced with a 4-layer HDI card, without any compromise in terms of quality. An important reduction in the number of layers and in the area of ​​use.

Tips for HDI PCB Design

In designing an HDI solution it is necessary to develop a correct stack-up. Unless it is essential for design purposes, it is advisable to avoid using more than three sequential levels. A good fanout strategy for complex integrated circuits such as BGA and QFN must also be adopted.

The following IPC standards are an essential guide for the HDI designer: IPC-2226 Sectional Design Standard for High Density Interconnect (HDI) Printed Boards and IPC-6012 Qualification and Performance Specification for High Density Interconnect (HDI) Layers or Boards

PCB HDI > PCB Standard

PCB HDI
PCB Standard
Higher density of components per sq. Cm
Lower components density than HDI
Smaller, lighter and more functional boards
Schede più grandi e più pesanti
Implementazione di fori ciechi, interrati
Fori passanti
Foratura Laser
Foratura meccanica
Minor numero di layers
Maggior numero di layers
Aspect Ratio bassi
Aspect Ratio alti
Numero di pin elevato - Package a passo fine
Package a passo largo

APPLICAZIONI DEI PCB HDI

ELETTROMEDICALE

Grazie alla tecnologia PCB HDI, affidabile e di piccole dimensioni, si sono potuti raggiungere progressi impensabili fino a qualche anno fa anche in campo medico. Sono per esempio utilizzati nella produzione di strumentazione da laboratorio e di monitoraggio, indispensabili per la diagnosi delle malattie e il supporto vitale, nei dispositivi essenziali e delicati come i pacemaker, ed anche nelle microtelecamere endoscopiche con le quali è possibile osservare le parti interne del paziente, fotocamere che diventano sempre più “micro” e che richiedono una qualità d’immagine sempre più alta.

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AUTOMOTIVE

Oramai nelle automobili è rimasto ben poco di “non” elettronico, e gli enormi investimenti per la guida autonoma e le automobili elettriche ne sono una testimonianza. 

Per questo settore i PCB di piccole dimensioni saranno sempre più attrattivi perché consentono di risparmiare molto spazio e peso nell’auto.

TELEFONIA

Tutti gli smartphone in circolazionesono costruiti con PCB HDI con ELIC (Every Layer Interconnection). 

E' proprio grazie al PCB HDI che gli smartphone e i tablet diventano sempre più piccoli e sottili.

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WERABLE DEVICES

Apple Watch, visori VR, smartwatches e sempre più dispositivi indossabili vengono lanciati ogni giorno sul mercato consumer ed è solo grazie alla tecnologia HDI che è stato possibile realizzarli .

Grazie alla sua eccezionale funzionalità, la tecnologia indossabile sta guadagnando sempre più popolarità.

DIFESA 6 AEROSPACE

L'HDI è impiegato anche in moltissimi moderni dispositivi di comunicazione militare e altre attrezzature strategiche come i sistemi di difesa e missilistici.

I PCB HDI possono sopportare ambienti estremi e condizioni pericolose ciò li rendono perfetti anche per le applicazioni aerospaziali e militari.

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IN CONCLUSIONE

I PCB HDI hanno rivoluzionato l'industria elettronica, sono utilizzati in tutti i moderni dispositivi elettronici e la domanda è in costantein crescita è richiesti in diversi settori. Grazie alla loro versatilità i progettisti possono creare prodotti sempre più piccoli, adattando ed introducendo l'elettronica ovunque sia necessario e richiesto.

Guglielmo Martinelli
CMO - Tecnometal Srl

Tecnometal Srl

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