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HDI vs multicouche conventionnel : quand la densité est rentable

Le HDI n'est pas une version plus récente d'un circuit imprimé multicouche. C'est une autre façon d'acheter de l'espace de routage, facturée en conséquence.

Rédaction technique Hitech Circuits

Shenzhen, Chine · Fabrication et assemblage de PCB

3 min de lecture

Publié:

Dernière mise à jour:

Relecture technique: Chiffres de procédé vérifiés par rapport à notre fiche de capacités publiée.

Le compromis du HDI

Une carte multicouche classique gagne de l'espace de routage grâce à ses couches. Chaque signal ne pouvant sortir de la surface est traversé par un via, et chaque paire de couches ajoutée engendre des coûts de stratification, de perçage et de temps de stratification.

Une carte HDI gagne le même espace grâce aux cycles de processus. Un microvia laser de 0,1 mm ne connecte que les deux couches nécessaires, éliminant ainsi le trou traversant qui aurait bloqué toutes les couches inférieures. Il est remplacé par une stratification séquentielle : le cœur est d'abord fabriqué, puis les couches sont ajoutées autour des microvias, un cycle à la fois.

La comparaison ne se limite donc pas à « l'ancienne technologie contre la nouvelle ». Elle porte sur deux manières d'optimiser la densité : en termes de matériaux ou de processus.

Les cas où le conventionnel reste avantageux

En dessous d'une certaine densité de broches, une carte multicouche à trous traversants est tout simplement moins chère. Perçage standard, un cycle de stratification, pas de remplissage de vias, pas de laser et un ensemble de règles de conception connu de tous les fabricants et assembleurs. Les cartes avec un pas de 0,5 mm et plus, un nombre de couches modeste et une grande capacité de routage pour les sorties de pistes justifient rarement l'utilisation de l'architecture HDI.

L'architecture HDI se justifie lorsqu'une des conditions suivantes est remplie :

  • un BGA ou CSP à pas fin doit être routé sur les couches externes,

  • le connecteur ne peut être routé sans vias intégrés aux pastilles,

  • le nombre de couches requis pour le routage des trous traversants dépasse les limites d'épaisseur ou de coût de la carte,

  • le produit requiert la même fonctionnalité sur une surface de carte réduite.

Comptage des cycles

Hitech Circuits fabrique des empilements 1+N+1, 2+N+2, 1+1+N+1+1 et 3+N+3, jusqu'à l'ELIC où chaque couche est interconnectée par des microvias, avec des vias laser de 0,1 mm et des lignes et espaces de 0,06 mm. Les cartes mères peuvent comporter jusqu'à 38 couches, et les trous traversants conservent un rapport d'aspect de 15:1.

Chaque cycle est une décision. Un seul cycle 1+N+1 gère la plupart des connexions à pas fin ; une construction empilée 2+N+2 ou 3+N+3 est choisie lorsque le boîtier nécessite plusieurs couches de connexion successives. La technologie ELIC est la plus performante et la plus coûteuse, et elle n'est justifiée que lorsque le routage ne peut être fermé autrement.

Liste de décision

  1. Comptez les connexions qui ne peuvent pas s'échapper sur les couches de surface. S'il y en a peu, privilégiez une approche conventionnelle.

  2. Vérifiez si une autre paire de couches permet de fermer le routage. Si oui, comparez ce coût à celui d'un cycle HDI.

  3. Si un via-in-pad est requis sous un BGA, le choix du HDI est de facto déjà fait : les trous traversants ne peuvent pas être remplis et bouchés sous les pastilles à ce pas.

  4. Choisissez le nombre minimal de cycles séquentiels permettant de fermer le circuit.

La page produit répertorie les empilements HDI et limites de processus et le page de capacités Ce document couvre les technologies traversantes et microvias. Si les deux options sont envisageables, veuillez nous envoyer le schéma d'empilement et le plan de perçage pour obtenir une comparaison ; nous fabriquons des circuits HDI et multicouches conventionnels sur le même étage.

Spécifications techniques

Options d'empilement
1+N+1 · 2+N+2 · 1+1+N+1+1 · 3+N+3 · ELIC
Microvia laser minimale
0,1 mm
Ligne/espace minimum
0,06 mm
Cartes de base
jusqu'à 38 couches
Rapport d'aspect (trous traversants)
15:1

Questions fréquentes

  • À quel moment la technologie HDI remplace-t-elle une carte multicouche conventionnelle ?

    Lorsque l'espace disponible pour le routage d'un boîtier à pas fin, et non le nombre total de couches, devient insuffisant, un BGA au pas de 0,4 mm ou un réseau de connecteurs dense nécessite des vias entre les pastilles. Sur une carte conventionnelle, ces vias sont des trous traversants qui consomment de l'espace de routage sur chaque couche. Dès lors que le routage requiert plus de couches que ne le permet le perçage, une structure HDI avec des microvias laser de 0,1 mm est généralement plus économique que l'ajout de deux couches supplémentaires.

  • Le HDI réduit-il le nombre de couches ?

    C'est possible, et c'est généralement la raison de ce changement. Les microvias libèrent les couches externes pour le passage des composants ; ainsi, une conception nécessitant une carte conventionnelle à 12 couches peut se terminer sur une structure 1+N+1 ou 2+N+2 avec un noyau plus fin. Les économies réalisées concernent la stratification et le perçage ; elles sont ensuite compensées par la stratification séquentielle et le perçage laser.

  • Qu'est-ce que l'IDH apporte aux étapes du processus ?

    Stratification séquentielle, perçage laser, remplissage de microvias et inspection supplémentaire. Chaque cycle de stratification réaligne le panneau et augmente le risque de perte de rendement ; par conséquent, la fabrication HDI la moins chère est celle qui comporte le moins de cycles tout en assurant un routage correct du circuit imprimé, et non celle qui utilise les vias les plus fins que l’usine puisse produire.

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