Il cablaggio HDI (High Density Interconnects) è l'applicazione delle più recenti strategie di progettazione e tecniche di produzione per ottenere un design più denso senza compromettere la funzionalità del circuito. In altre parole, l'HDI prevede l'uso di più strati di cablaggio, allineamenti di dimensioni più piccole, vie, pad e substrati più sottili per installare circuiti complessi e spesso ad alta velocità in aree di ingombro che in precedenza non erano possibili.
Con l'evolversi della tecnologia di produzione, il cablaggio HDI sta iniziando a essere visto in molti progetti come schede madri, controller grafici, smartphone e altri dispositivi con spazio limitato. Se implementato correttamente, il cablaggio HDI non solo riduce notevolmente lo spazio di progettazione, ma riduce anche i problemi EMI sul PCB. La riduzione dei costi è un obiettivo importante per le aziende e il cablaggio HDI può raggiungere proprio questo obiettivo.
È importante comprendere che il routing HDI è più complesso delle tipiche strategie di routing multilivello. Potremmo aver progettato PCB a 8 o 16 strati, ma abbiamo ancora bisogno di imparare alcuni dei nuovi concetti coinvolti nel routing HDI.
In un tipico progetto PCB, il circuito stampato effettivo viene trattato come una singola entità e diviso in più strati. Il routing HDI, tuttavia, richiede ai progettisti di pensare in termini di integrazione di più strati ultrasottili di un PCB in un singolo PCB funzionale.
Probabilmente il fattore chiave per il routing HDI è lo sviluppo della tecnologia via. La perforazione non è più un foro placcato in rame praticato attraverso ogni strato del PCB. Il tradizionale meccanismo vias riduce l'area dello strato PCB che non viene utilizzata dalle linee di segnale per il cablaggio.
Nel cablaggio HDI, la microvia è il fulcro della guida, responsabile dell'integrazione di più strati di cablaggio denso insieme. Per facilità di comprensione, pensa alle microperforazioni come costituite da fori ciechi o sepolti, ma con approcci strutturali diversi. Le vie convenzionali vengono forate con un trapano dopo che gli strati sono stati combinati insieme. Tuttavia, le microperforazioni vengono perforate con un laser su ogni strato prima che gli strati siano impilati. Le micro vie forate al laser consentono interconnessioni tra strati con fori e pastiglie minime. Ciò facilita un layout fan-out delle parti BGA in cui i pin sono disposti in uno schema a griglia.
Con l'uso di micro vie, i progettisti di PCB sono in grado di implementare instradamenti complessi su qualsiasi strato del PCB. Questo approccio è noto come INTERCONNETTI HDI a qualsiasi livello o interconnesso per livello. Grazie alle micro vie salvaspazio, entrambi gli strati esterni possono contenere parti densamente imballate, poiché la maggior parte del cablaggio viene eseguita sullo strato interno.
Tuttavia, componenti più densi e allineamenti in un design multistrato aumentano anche il rischio di emissioni EMI e magnetizzazione. Quando progettiamo per HDI, è importante assicurarsi che lo stack PCB abbia la struttura corretta. Abbiamo bisogno di avere abbastanza piani di terra per ottenere un percorso di ritorno a bassa impedenza.
È importante posizionare gli strati di cablaggio interni tra gli strati di terra o di potenza per ridurre l'accoppiamento incrociato o la diafonia. Mantieni il percorso per i segnali ad alta velocità il più breve possibile, incluso il percorso di ritorno. Una corretta pianificazione e l'uso di micro vie possono aiutare a limitare il percorso del segnale in una piccola area e ridurre il rischio di EMI.
Naturalmente, aiuta anche a utilizzare un software appropriato per simulare il PCB HDI per motivi di sicurezza.
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