1.Placas de circuito impresso (PCBS) de interconexão de alta densidade (HDI) representam um avanço significativo na tecnologia de encapsulamento eletrônico, permitindo maior densidade de componentes e melhor desempenho elétrico em comparação aos PCBs convencionais. A tecnologia HDI utiliza microvias, vias cegas e vias enterradas com diâmetros tipicamente abaixo de 150 mícrons, permitindo empilhamento multicamadas e contagem reduzida de camadas. Essa arquitetura minimiza o comprimento do caminho do sinal, aprimora a integridade do sinal por meio de roteamento de impedância controlada e oferece suporte a aplicações de alta frequência em faixas de ondas milimétricas que excedem 100 GHz. Os comprimentos reduzidos dos stubs de via em projetos HDI atenuam ainda mais as reflexões de sinal, críticas para interfaces digitais de alta velocidade, como PCIe 5.0 e DDR5.

2.Os principais processos de fabricação incluem perfuração a laser com lasers UV ou CO2 para formação de microvias, alcançando proporções de até 1:1, e ciclos de laminação sequenciais com prensas de baixa pressão para evitar a falta de resina. Técnicas avançadas de galvanoplastia, como galvanoplastia com via preenchida de cobre, garantem o preenchimento da via sem espaços vazios, enquanto processos semiaditivos (SAP) permitem larguras de traços tão estreitas quanto 25 mícrons. Os materiais comumente empregados compreendem dielétricos de baixa perda, como epóxi modificado, éter de polifenileno (EPP) ou polímero de cristal líquido (LCP), com constantes dielétricas (DK) abaixo de 3,5 a 10 GHz e fatores de dissipação (DL) abaixo de 0,005. O gerenciamento térmico é abordado por meio de vias preenchidas com cobre com condutividade térmica de até 400 W/mK e substratos termicamente condutores que incorporam enchimentos de nitreto de alumínio ou nitreto de boro, garantindo que as temperaturas da junção permaneçam abaixo de 125 °C em aplicações automotivas.

3.Os PCBs HDI demonstram características superiores de compatibilidade eletromagnética (EMC) devido a esquemas de aterramento otimizados, como configurações via-in-pad e camadas de capacitância incorporadas, reduzindo a radiação de interferência eletromagnética (EMI) em 15-20 dB em comparação com projetos baseados em FR4. As considerações de projeto exigem controle rigoroso de impedância, normalmente 50 ohms ±5% para pares diferenciais em interfaces de 25-56 Gbps, e regras precisas de largura/espaçamento de traço abaixo de 50/50 mícrons para circuitos de RF. A supressão de diafonia é obtida por meio de guias de onda coplanares aterrados e arranjos de via escalonados, minimizando o acoplamento para menos de -40 dB.

4.Inspeção óptica automatizada (aoi) com resolução de 5 mícrons, tomografia de raios X para análise de vazios 3D e reflectometria no domínio do tempo (tdr) com tempos de subida de 10 ps são medidas críticas de garantia de qualidade. Essas técnicas detectam defeitos de microvia, como galvanoplastia incompleta ou registro incorreto abaixo de 20 mícrons. As aplicações abrangem conjuntos de antenas mimo massivas de 5g que exigem pilhas hdi de 20 camadas, dispositivos médicos implantáveis ​​com máscara de solda biocompatível, módulos lidar automotivos com bgas de passo de 0,2 mm e cargas úteis de satélite que atendem aos padrões de confiabilidade mil-prf-31032 classe 3.

5.Desenvolvimentos futuros focam em componentes de passo ultrafino abaixo de 0,3 mm, exigindo estruturação direta a laser (DLS) para definições de linha de 15 mícrons, e integração de manufatura aditiva para incorporação heterogênea de fotônica de silício ou matrizes de Gan. A conformidade ambiental impulsiona a pesquisa em materiais livres de halogênio com temperaturas de transição vítrea (TG) superiores a 180 °C e acabamentos de superfície livres de chumbo, como níquel químico, paládio químico e ouro de imersão (ENEPIG), em conformidade com as diretivas ROHS 3. A integração com a Indústria 4.0 permite o monitoramento de processos em tempo real por meio de banhos de galvanoplastia habilitados para IoT, enquanto algoritmos de aprendizado de máquina treinados em mais de 10.000 imagens de microvia atingem 99,3% de precisão na previsão de defeitos. A tecnologia HDI continua a permitir uma redução de tamanho de 30 a 50% em eletrônicos portáteis, mantendo os rendimentos de fabricação acima de 98,5% por meio do controle adaptativo de energia do laser e filmes de liberação nanorrevestidos que minimizam a dispersão da perfuração.