Cosa significa “livello di stack-up” nei circuiti stampati?

Nel campo della produzione di PCB (Printed Circuit Board), il termine “livello di stack-up” si riferisce solitamente al numero di strati di microvia formati dalla perforazione laser nelle schede HDI. Più alto è il livello di stack-up, più complessa è la struttura di interconnessione ad alta densità all’interno della scheda.

La foratura laser viene utilizzata principalmente per creare microvia nelle schede di interconnessione ad alta densità (HDI). Dopo la foratura, questi microvasi vengono sottoposti a processi di metallizzazione, come la galvanoplastica, che consentono connessioni affidabili tra i diversi strati conduttivi. L’aumento del numero di livelli di impilamento dei microvia migliora significativamente la densità di instradamento dei PCB e le prestazioni elettriche, risparmiando al contempo spazio per soddisfare i requisiti di miniaturizzazione e di elevata integrazione dei moderni prodotti elettronici.

I blind vias e i buried vias sono in realtà fori metallizzati formati dopo la perforazione laser e la successiva metallizzazione, che forniscono connessioni elettriche tra diversi strati.

Illivello di stack-updi un PCB riflette la complessità della sua struttura di interconnessione ad alta densità ed è un importante indicatore della tecnologia HDI. Una selezione ragionevole distratielivelli di stack-upè fondamentale per ottenere prestazioni elevate e un buon rapporto qualità-prezzo nei prodotti elettronici.

Singolo stack-up (1° livello)

Una scheda a singolo stack-up significa che c’è un solo strato di microvie forate al laser, cioè le microvie metallizzate esistono solo tra due strati adiacenti. Questo è il processo più semplice, con la minore difficoltà di produzione e il costo più basso. Tuttavia, la densità di cablaggio è limitata e rende difficile soddisfare le esigenze di prodotti ad alta velocità, ad alta frequenza o altamente integrati.

Doppio stack-up (2° livello)

Una scheda a doppio stack-up presenta due strati di microvie forate al laser, che possono collegare diversi strati conduttivi. Le strutture includono design sia impilati che sfalsati (a gradini). Il doppio stack-up supporta una maggiore densità di cablaggio e progetti di circuiti più complessi, ma il processo è più complicato e costoso rispetto allo stack-up singolo. La progettazione deve tenere conto dell’integrità del segnale, della compatibilità elettromagnetica e della gestione termica.

Triplo stack-up e oltre (3° livello e oltre)

Il triplo stack-up e oltre significa tre o più strati di microvias forati al laser, che consentono connessioni interstrato ancora più complesse. Questi PCB sono caratterizzati da un’elevata densità di cablaggio e integrazione, adatti per server, apparecchiature di comunicazione avanzate, aerospaziali e altri dispositivi elettronici ad alte prestazioni. Il processo di produzione è estremamente complesso, con difficoltà e costi elevati, e occorre prestare grande attenzione all’integrità del segnale e alla compatibilità elettromagnetica.

Differenza tra “strati” e “livelli di stack-up”

• Strato:Si riferisce al numero di strati conduttivi di un PCB, come ad esempio schede a 2 strati, 4 strati e 6 strati. Un numero maggiore di strati garantisce funzionalità e prestazioni più elevate.
• Livello di impilamento:Si riferisce al numero di livelli di stack-up di microvia creati dalla perforazione laser nelle schede HDI. Livelli di stack-up più elevati significano strutture di interconnessione più complesse.
• Entrambi i fattori influenzano congiuntamente le prestazioni elettriche, l’integrazione e il costo di produzione di un PCB. In generale, maggiore è il numero di strati e di livelli di stack-up, migliori sono le prestazioni del PCB, ma anche i costi. Pertanto, la progettazione di un PCB richiede un ragionevole equilibrio e un’ottimizzazione tra prestazioni e costi in base alle esigenze dell’applicazione pratica.