1.I circuiti stampati (PCB) ad interconnessione ad alta densità (HDI) rappresentano un significativo progresso nella tecnologia di packaging elettronico, consentendo una maggiore densità dei componenti e prestazioni elettriche migliorate rispetto ai PCB convenzionali. La tecnologia HDI utilizza microvie, vie cieche e vie interrate con diametri tipicamente inferiori a 150 micron, consentendo l'impilamento multistrato e un numero ridotto di strati. Questa architettura riduce al minimo la lunghezza del percorso del segnale, migliora l'integrità del segnale tramite il routing a impedenza controllata e supporta applicazioni ad alta frequenza fino a gamme di onde millimetriche superiori a 100 GHz. La lunghezza ridotta dei collegamenti nelle progettazioni HDI attenua ulteriormente le riflessioni del segnale, fondamentali per le interfacce digitali ad alta velocità come PCIE 5.0 e DDR5.

2.I principali processi di produzione includono la perforazione laser con laser UV o CO2 per la formazione di microvie, il raggiungimento di rapporti di aspetto fino a 1:1 e cicli di laminazione sequenziali con presse a bassa pressione per prevenire la carenza di resina. Tecniche di placcatura avanzate come la galvanica in rame con riempimento di via garantiscono il riempimento di via senza vuoti, mentre i processi semi-additivi (SAP) consentono larghezze di traccia fino a 25 micron. I materiali comunemente impiegati comprendono dielettrici a bassa perdita come resina epossidica modificata, etere di polifenilene (PPE) o polimero a cristalli liquidi (LCP), con costanti dielettriche (DK) inferiori a 3,5 a 10 GHz e fattori di dissipazione (DF) inferiori a 0,005. La gestione termica è affrontata tramite via riempite di rame con conduttività termica fino a 400 W/mK e substrati termicamente conduttivi che incorporano riempitivi in ​​nitruro di alluminio o nitruro di boro, garantendo che le temperature di giunzione rimangano inferiori a 125 °C nelle applicazioni automobilistiche.

3.I PCB HDI dimostrano caratteristiche di compatibilità elettromagnetica (EMC) superiori grazie a schemi di messa a terra ottimizzati, come configurazioni via-in-pad e strati di capacità incorporati, riducendo la radiazione di interferenza elettromagnetica (EMI) di 15-20 dB rispetto ai progetti basati su FR4. Le considerazioni di progettazione impongono un rigoroso controllo dell'impedenza, in genere 50 ohm ±5% per coppie differenziali in interfacce da 25-56 Gbps, e regole precise di larghezza/spaziatura delle tracce inferiori a 50/50 micron per i circuiti RF. La soppressione della diafonia è ottenuta tramite guide d'onda coplanari collegate a terra e disposizioni di via sfalsate, riducendo al minimo l'accoppiamento a meno di -40 dB.

4.L'ispezione ottica automatizzata (AOI) con risoluzione di 5 micron, la tomografia a raggi X per l'analisi dei vuoti 3D e la riflettometria nel dominio del tempo (TDR) con tempi di salita di 10 ps sono misure fondamentali per garantire la qualità. Queste tecniche rilevano difetti delle microvie come placcature incomplete o errori di registrazione inferiori a 20 micron. Le applicazioni spaziano da array di antenne MIMO massive 5G che richiedono stack HDI a 20 strati, dispositivi medici impiantabili con maschera di saldatura biocompatibile, moduli lidar per autoveicoli con BGA con passo di 0,2 mm e carichi utili satellitari conformi agli standard di affidabilità MIL-PRF-31032 classe 3.

5.Gli sviluppi futuri si concentrano su componenti a passo ultra fine inferiori a 0,3 mm, che richiedono la strutturazione laser diretta (DLS) per definizioni di linee da 15 micron e l'integrazione della produzione additiva per l'inclusione eterogenea di die in silicio fotonico o gan. La conformità ambientale stimola la ricerca su materiali privi di alogeni con temperature di transizione vetrosa (TG) superiori a 180 °C e finiture superficiali senza piombo come l'oro a immersione in nichel chimico e palladio chimico (ENEPIG), conformi alle direttive ROHS 3. L'integrazione con l'Industria 4.0 consente il monitoraggio dei processi in tempo reale tramite bagni di placcatura abilitati per IoT, mentre gli algoritmi di apprendimento automatico addestrati su oltre 10.000 immagini di microvia raggiungono una precisione di previsione dei difetti del 99,3%. La tecnologia HDI continua a consentire una riduzione delle dimensioni del 30-50% nell'elettronica portatile, mantenendo al contempo rese di produzione superiori al 98,5% attraverso il controllo adattivo dell'energia laser e pellicole di rilascio nano-rivestite che riducono al minimo le sbavature di perforazione.