Como escolher o material certo para você PCBs HDI

A tecnologia High-Density Interconnect (também conhecida como HDI) está ganhando aprovação do mercado ultimamente, já que muitos designers de eletrônicos estão se mobilizando para obtê-la. Destaca-se que as vendas do HDI dobram em relação às suas linhas convencionais com base nas últimas tendências do mercado.

Normalmente, qualquer projetista de eletrônicos deve selecionar os materiais de PCB de HDI corretos, independentemente de sua aplicação na construção. Mas com o HDI, escolher o equipamento certo é particularmente importante porque você está trabalhando com PCBs leves, pequenas e potentes. O tom é muitas vezes inferior a oito mils (equiv. 200um), enquanto sua abertura é geralmente inferior a dez mils (equiv. 250um).

1. PCBs HDI– O que é um empilhamento HDI?

Os PCBs HDI vêm com requisitos de construção exclusivos que os fabricantes devem seguir para obter o máximo de saída. Você precisa dos materiais certos com uma alta temperatura de decomposição (Td) e geralmente são de boa qualidade comprovada. Da mesma forma, você usará solda sem chumbo.

Um HDI Stack-up contém uma matriz de resina que fornece a resistência e as propriedades dielétricas necessárias para separar camadas de bobina de cobre que são altamente condutoras.

Quais os papéis que o conjunto de HDI desempenha na determinação de seu desempenho?

O HDI Stack-up contém a matriz de resina, que determina o desempenho das aplicações HDI. A escolha correta do empilhamento (por extensão, a matriz de resina) ajudará a otimizar a qualidade da forma que os projetistas desejam fazer.

2. PCBs HDI – As propriedades do material dielétrico a serem consideradas antes de escolher

O desempenho ideal do HDI depende da escolha correta do material dielétrico. Como ele vai, quanto maior a qualidade, melhor o desempenho. De um modo geral, a qualidade do material dielétrico a ser escolhido deve estar acima daquelas obtidas em materiais tradicionais de PCB que são multicamadas. No entanto, você precisa estar ciente de que materiais dielétricos de alta qualidade podem ser caros. Dito isto, propriedades específicas são necessárias para concluir a qualidade do material dielétrico; verifique-os abaixo.

2.1:Temperatura de decomposição (Td)

Isso se refere à temperatura na qual o material dielétrico se decompõe termicamente. A esta temperatura, é evidente que o material dielétrico está começando a mudar de estado. As ligações presentes nas moléculas das substâncias geralmente são responsáveis ​​por sua temperatura de decomposição. Excelente material dielétrico para empilhamento HDI deve ter uma alta temperatura de decomposição (Td) para multifuncional de alta temperatura.

2.2:Temperatura de transição vítrea (Tg)

A temperatura de transição do vidro dielétrico (Tg.) do material dielétrico refere-se à transição de um estado amorfo rígido para um estado flexível. Esta propriedade é uma característica única da resina ou matriz no dielétrico. A informação primária apresentada sobre o material é uma revelação do seu estado à temperatura de serviço.

Em outras palavras, Tg. Explica se o material continua vítreo e rígido ou emborrachado e flexível. Para um HDI Stack-up, a natureza do design determinaria o que você estaria procurando aqui. Mas geralmente, uma Tg alta. Isso sugere que o dielétrico permaneceria rígido na temperatura definida, o que é uma coisa boa.

2.3:Coeficiente de Expansão Térmica (CTE)

O coeficiente de expansão térmica é o aumento fracionário de um material dielétrico por grau de aumento de temperatura. Essa expansão pode ser de volume, área ou comprimento, mas o mais provável é a expansão de comprimento. Se uma pequena mudança de temperatura levar a uma diferença significativa no tamanho, o dielétrico pode não ser suficiente para uma placa HDI.

2.4:Tempo de delaminação

Isso também é chamado de Tempo de delaminação. É uma forma de medição usada na análise do desempenho do material dielétrico. Leva em consideração o tempo total que uma resina dielétrica leva para delaminar. Geralmente, para um empilhamento de HDI, quanto mais tempo levar para delaminar, melhor.

3. PCBs HDI– Quais são os requisitos de material para PCBs flexíveis HDI?

Com a crescente popularidade da tecnologia HDI no mercado hoje em dia, há a necessidade de saber o que procurar ao comprar materiais para PCB Flexível. As aplicações que operam em HDI requerem linhas mais finas e orifícios de passagem bem menores do que o PCB normal. O que isso significa é que camadas de condutores e substratos muito finos são os necessários. Infelizmente, a maioria dos fabricantes considera apenas essas propriedades físicas e negligencia as técnicas. As subseções abaixo enumeram os requisitos de material técnico para PCB Flexível HDI.

3.1:Estabilidade Dimensional de Materiais Flexíveis

Até agora, os designers expressaram ceticismo sobre o uso de substratos rígidos e materiais flexíveis porque as pessoas notaram que esses materiais flutuam quando ocorre a fabricação. É claro que agora sabemos que o substrato popular daquela época - o PI Film - encolhe quando a fabricação está em andamento. Este encolhimento surge devido ao enorme estresse gerado durante o processo de laminação.

A saída e o desempenho do FPC são significativamente afetados pelo uso de materiais finos. Mas o rendimento do FPC é determinado pela estabilidade dimensional dos materiais usados. Para chegar a produtos de circuito de alta densidade, os materiais utilizados devem ser dimensionalmente e estruturalmente estáveis.

3.2 Controle de fluidez do adesivo de revestimento

A principal razão para a utilização de filme de revestimento em circuitos HDI é chegar a uma pequena janela. Assim, certifique-se de que os ligantes não o preencham enquanto a laminação estiver em andamento. Somente esta abordagem pode garantir que a folha não seja coberta, e é por isso que é necessário controlar a taxa de fluxo dos materiais de revestimento HDI.

Muita fluidez, por outro lado, pode ofuscar a janela. Por exemplo, se a fluidez for muito pequena, pode resultar em linhas finas com tantos furos, comprometendo o isolamento elétrico. Como a maioria dos materiais flexíveis nem sempre vem com esse recurso, o filme de revestimento correto com base nas propriedades do fluxo do aglutinante continua sendo a melhor escolha.

3.3 Folhas de cobre de perfil baixo e fino

Uma excelente maneira de chegar a circuitos flexíveis de HDI é usar uma folha de cobre de granulação fina, fina e de baixo perfil. A espessura de tal folha de cobre deve estar dentro da faixa dos circuitos flexíveis usuais, que é de 1 oz. Onde a densidade gráfica média é o objetivo, uma folha de cobre de 1 oz. é competente para entregar o desempenho requerido. No entanto, para aplicações HDI, os fabricantes podem usar 1/3, ½ ou 1/4 oz. Folha de cobre.

3.4 Resistência do material à migração de elétrons de ligantes

Com circuitos flexíveis, a migração de elétrons é uma desvantagem, pois leva à sua destruição. Os ligantes de circuitos flexíveis específicos permitem que os íons de cobre se movam através deles quando se tornam suscetíveis a uma tensão de polarização, alta temperatura ou umidade. Este efeito é uma linha formando os pólos negativo e positivo.

Agora que a densidade e a tensão da linha estão aumentando; a confiabilidade do circuito está continuamente sob ameaça de migração de elétrons. E de todas as aplicações, o HDI parece estar em maior risco. É por isso que os fabricantes de circuitos precisam se tornar sensíveis a esse problema e tomar as medidas certas para combatê-lo.

4. PCBs HDI – Diferentes materiais HDI podem ser usados ​​para diferentes

Materiais de PCB de baixo fator de dissipação (Df) ou tangente de perda dielétrica são os melhores para uma perda de energia reduzida em alta frequência. Para conseguir isso, pelo menos quatro categorias de materiais HDI são adequadas. Confira-os nas subseções abaixo.

4.1:Velocidade média e perda

Estes são os materiais PCB mais populares que existem; eles pertencem à família do FR-4. A razão de sua constante dielétrica para a resposta de frequência não é plana, então eles experimentam maior perda dielétrica. Por causa disso, apenas aplicativos analógicos ou digitais com poucos requisitos de GHz podem considerá-lo útil.

4.2 Alta velocidade, baixa perda

Esta categoria de materiais HDI tem um Dk. para curva de frequência mais plana. O resultado é uma perda dielétrica significativamente baixa, até metade do que é obtido com materiais de velocidade média. Aplicativos com requisitos de aproximadamente 0 GHz o acharão mais útil.

4.3 Alta velocidade, baixa perda, alta integridade do sinal

As curvas do Dk. à frequência são igualmente planas, e a perda dielétrica é igualmente significativamente baixa. Outra vantagem para eles é que eles eliminam ruídos elétricos desnecessários comuns a outras categorias de materiais.

4.4 Alta velocidade, perda superficial, alta integridade de sinal, RF e micro-ondas

De todos os materiais HDI discutidos, a curva de frequência Dk.to desta categoria é a mais plana. Eles igualmente têm a menor perda dielétrica de todas. Para aplicações com requisitos de até 20 GHz, esta categoria de material é a mais adequada.

PCBs HDI – O custo dos materiais HDI sobre suas funções

Em princípio, materiais que possuem Dk e Df menores. Valores com ótimos recursos SI são os melhores para obter excelente desempenho HDI. No entanto, os elementos destacados no capítulo 5 acima muitas vezes são difíceis de processar e nem sempre são aplicáveis ​​a todos os Stack-ups do IDH. Além disso, quanto maior a qualidade dos materiais que você precisa, mais dinheiro você deve estar pronto para gastar. Normalmente, alta velocidade, uma pequena perda, alta integridade de sinal, RF e materiais de microondas são as categorias mais caras.

HDI PCBs– Onde obter o material certo para HDI

Dependendo da sua localização, você pode obter materiais HDI de vários fabricantes de PCB HDI ao seu redor. No entanto, se você achar difícil localizar um confiável, poderá fazer o pedido diretamente da Amazon, que chegará à sua porta.

O futuro dos PCBs HDI com base nas tendências recentes do mercado

Dada a popularidade que a tecnologia HDI está desfrutando no mundo eletrônico de hoje, o futuro está longe de ser sombrio. Embora seja verdade que o HDI ainda pode ser melhorado, suas vantagens e aplicações são bastante numerosas para serem ignoradas. Quase todos os setores, incluindo os militares, estão adotando o HDI PCB, o que aumentou ainda mais sua aceitabilidade.

Conclusão

A tecnologia HDI está ganhando terreno rapidamente em todo o mundo, e vários aplicativos agora são executados nela. No entanto, pode ser uma tarefa difícil selecionar o material dielétrico certo para ele. Ajudaria se você considerasse alguns fatores antes de fazer sua seleção, e é isso que tentamos ajudá-lo a fazer neste artigo. Esperamos que você ache esta informação útil.