Menu
Blog

HDI e Perda de Sinal: O que as Microvias Mudam

As microvias removem a pior parte de um canal de alta velocidade — o stub de via não utilizado. Elas não fazem nada pelo dielétrico, pelo cobre ou pelo conector.

Redação técnica da Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricação e montagem de PCB

3 min de leitura

Publicado:

Última atualização:

Revisão técnica: Números de processo verificados com a nossa ficha de capacidades publicada.

De onde vem a perda

A perda de inserção em um canal digital é a soma de quatro fatores: perda dielétrica, perda no condutor, reflexões devido a descontinuidades de impedância e radiação proveniente de terminações abruptas. A tecnologia HDI (Interface de Alta Definição) afeta as duas últimas.

Um furo passante convencional atravessa toda a placa. A parte do furo abaixo da camada onde o sinal entra é uma terminação abrupta: uma linha de transmissão aberta que ressoa em uma frequência definida por seu comprimento. Em uma placa de 3 mm, uma terminação abrupta de 1,5 mm já ressoa dentro da banda de um sinal de 10 Gb/s, e a solução usual é a perfuração reversa — uma etapa extra no processo com seu próprio custo de rendimento.

O que um microvia remove

Um microvia a laser tem 0,1 mm de largura e conecta apenas camadas adjacentes. Não há furo passando pela camada de sinal, portanto não há terminação abrupta para perfurar e nem entalhe ressonante. O caminho também é mais curto e a corrente de retorno permanece mais próxima do sinal, porque o plano de referência está a apenas uma fina camada dielétrica de distância, em vez de várias.

Dois efeitos secundários decorrem disso. A laminação sequencial permite que os planos de aterramento fiquem entre camadas de roteamento densas, o que melhora a blindagem entre as redes agressora e vítima. E a camada dielétrica mais fina aumenta o acoplamento com o plano de referência, o que reduz a diafonia para um determinado espaçamento.

O que não corrige

  • Perda dielétrica. Poliimida, FR-4 e laminados de alta frequência diferem em uma ordem de magnitude no fator de dissipação. Nenhuma estratégia de vias compensa o laminado errado.

  • Rugosidade do cobre. Em alta frequência, a corrente se concentra na superfície da folha; o cobre rugoso aumenta a perda, independentemente da estrutura da camada.

  • Conectores e transições. Um par de conectores e um cabo podem contribuir com mais perda do que toda a placa.

  • Descontinuidades de impedância. Uma microvia com um pad maior que a pista ainda representa uma descontinuidade, e uma pista de 0,06 mm entrando em uma microvia de 0,1 mm precisa ter seu antipad e pad dimensionados em conjunto.

Onde a geometria precisa ser definida

Os dielétricos HDI são finos — frequentemente mais finos que a largura da pista necessária para uma linha de 50 Ω. Uma pista de 0,06 mm em um núcleo muito fino pode apresentar impedância bem abaixo do alvo, portanto, a estrutura da camada é projetada considerando a impedância, em vez de ser verificada posteriormente. É por isso que a tolerância de impedância é definida como ±10% e a estrutura da camada é revisada na fase de DFM (Design for Manufacturing).

Se o projeto também precisar de uma dobra ou um terminal de conector, uma construção rígido-flexível mantém a seção de alta velocidade em material rígido e usa flexível apenas onde a geometria precisa se mover. Os limites de processo para ambos estão na página de recursos e as opções de empilhamento na página do produto HDI.

Especificações técnicas

Microvia a laser mínima
0,1 mm
Linha/espaço mínimo
0,06 mm
Tolerância de impedância
±10%
opções de empilhamento
1+N+1 a 3+N+3 · ELIC
Placas principais
até 38 camadas

Perguntas frequentes

  • Por que as microvias reduzem a perda de sinal?

    Um furo passante (through-hole via) transporta o sinal por todas as camadas desnecessárias, e o comprimento não utilizado é um ressalto que ressoa e irradia. Um microfuro (microvia) conecta apenas as duas camadas que atende, portanto, praticamente não há ressalto para remover e não há necessidade de perfuração reversa. Em taxas de transmissão de múltiplos gigabits, o ressalto geralmente é o maior contribuinte individual para a perda de inserção, depois do dielétrico.

  • HDI significa sempre um canal com menor perda?

    Não. O dielétrico e o cobre são os fatores dominantes. Uma pilha de microvias construída sobre laminado com perdas e cobre rugoso ainda apresentará mais perdas do que uma placa convencional em um material de baixa perda. O HDI elimina a penalidade do stub e encurta o caminho; a escolha do material determina o restante.

  • É possível manter a impedância em uma estrutura HDI?

    Sim, com tolerância de ±10%. A limitação reside no fato de os dielétricos HDI serem finos, o que torna uma pista de 50 Ω estreita — próxima ao limite de largura de linha de 0,06 mm — e a tolerância na espessura do dielétrico é mais relevante do que em um núcleo convencional espesso. A estrutura em camadas é revisada no DFM (Design for Manufacturing) com as metas de impedância antes da fabricação.

Partilhar este artigo

← Blog

Artigos técnicos relacionados

Solicite um orçamento para o seu projeto de PCB

Análise técnica e orçamento gratuitos para fabricação de PCB, montagem, compra de componentes e box build.