I PCB HDI di Tecnometal e le loro applicazioni

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Oggi i dispositivi elettronici sono belli, potenti e versatili

Puoi lavorare sul tuo laptop e connetterti ovunque, anche mentre sei a bordo di un aereo. Puoi guardare il tuo film preferito dal tuo smartphone, spesso più potente del laptop.

L'elettronica è talmente pervasiva che è diventata parte integrante della nostra vita quotidiana e sempre più dispositivi elettronici sono progettati proprio ai fini di una migliore portabilità e comodità d'uso. E' questo trend tecnologico di dispositivi elettronici sempre più prestanti, induce alla progettazione di componenti miniaturizzati e quindi alla realizzazione di PCB in grado di ospitare e favorire una maggiore densità di interconnessione.

La miniaturizzazione dei componenti e dei PCB all'interno dei dispositivi elettronici

L'industria dei circuiti stampati ha sempre avuto un ruolo primario nello sviluppo di qualsiasi dispositivo elettronico, ed oggi più che mai, che si tratti di un pacemaker, di un cellulare o della scheda madre di un PC, dispositivi elettronici oggi indispensabili, è chiamata a produrre circuiti sempre pù miniaturizzati, mettendo in campo la migliore tecnologia innovativa.

Questa costante tendenza alla miniaturizzazione dei componenti elettronici, ha portato alla crescita del DESIGN HDI.

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Che cos'è l’HDI

L’HDI, High-Density Interconnect, è un PCB che, in uno spazio notevolmente ridotto, ospita un numero elevato di interconnessioni, ma nonostante vi siano componenti più vicini e tracce 'capillari' nel circuito la funzionalità non è compromessa.

Per comprendere meglio, un circuito che ospiti una media di circa 25 pin per centimetro quadrato, può essere considerato un PCB HDI.  Il DESIGN HDI incorpora la densità dei componenti ed il routing. Inoltre l'HDI ha sviluppato notevolmente la tecnologia micro-vias, la quale contribuisce ulteriormente alla miniaturizzazione del circuito.

Un circuito HDI è realizzato implementando nuove tecnologie e processi per micro-vias, come fori ciechi e fori interrati, le quali hanno richiesto grandi innovazioni a tutte le macchine per la foratura dei PCB.

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I vantaggi di un DESIGN HDI

Le schede HDI sono ideali laddove peso, spazio, affidabilità e prestazioni siano requisiti essenziali ai fini progettuali.
Si presentano con un Design compatto grazie alla combinazione di vias ciechi, interrati e micro-vias che riducono le richieste di spazio sulla scheda. 
Offrono una migliore trasmissione del segnale attraverso la tecnologia via-in-pad e blind vias, che consenteun posizionamento dei componenti più vicini tra loro, riducendo così la lunghezza del percorso del segnale.
Sono molto affidabili e l'implementazione di vias sovrapposti (stacked vias) migliora la protezione anche in condizioni ambientali estreme.

La convenienza del Design HDI è facilmente intuibile quando viene messa a confronto con quella 'tradizionale'. Infatti le medesime prestazioni di una scheda standard a 8 strati, sono riproducibili con una scheda HDI a 4 strati, senza alcun compromesso in termini di qualità. Un'importante riduzione del numero dei layers e della area d’impiego.

Suggerimenti per il Design di PCB HDI

Nella progettazione di una soluzione HDI è necessario elaborare un corretto stack-up. A meno che non sia indispensabile ai fini progettuali, è consigliabile evitare l’impiego di più di tre livelli sequenziali. Occorre inoltrer adottare una buona strategia di fanout per circuiti integrati complessi come BGA e QFN.

Le seguenti norme IPC, sono una guida essenziale per il progettista HDI: IPC-2226 Sectional Design Standard for High Density Interconnect (HDI) Printed Boards e IPC-6016 Qualification and Performance Specification for High Density Interconnect (HDI) Layers or Boards

 

PCB HDI > PCB Standard

PCB HDI
PCB Standard
Maggiore densità dei componenti per cmq
Minore densità dei componenti rispetto all'HDI
Schede più piccole e leggere con più funzionalità
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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