PT1981314E - Placa de circuito impresso, método de desenho da mesma e placa principal do produto de terminal - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO, MÉTODO DE DESENHO DA MESMA E PLACA PRINCIPAL DO PRODUTO DE TERMINAL"

Campo da Invenção A presente invenção refere-se a tecnologias de Placa de Circuito Impresso (PCI) e, em particular, a uma placa de circuito impresso de múltiplas camadas e um método de produção da mesma. A invenção refere-se igualmente a uma placa principal de um produto de terminal utilizando uma placa de circuito impresso desse tipo.

Antecedentes da Invenção

Uma placa de circuito impresso é um elemento estrutural formado por materiais isolados juntamente com ligações elétricas de condutor, e é aplicada em vários dispositivos eletrónicos e de comunicação. As tecnologias de Placa de Circuito Impresso têm vindo a desenvolver-se continuamente, permitindo que uma placa de face única inicial se transforme numa placa de dupla face e ainda numa placa de múltiplas camadas. Atualmente, a placa de quatro camadas e a placa de seis camadas são as mais utilizadas. A tendência de desenvolvimento da placa de circuito impresso é a tecnologia HDI (High Density Interconnection - Interligação de Alta Densidade), na qual a interligação de alta densidade é alcançada essencialmente combinando microvias juntamente com linhas finas com a utilização da tecnologia de microvias, de modo a que taxa de utilização de um espaço seja melhorada. Normalmente, na tecnologia de microvias, podem ser utilizadas a Ablação a Laser, a Corrosão em

Plasma ou a Foto-via. 2

Nos dias de hoje, uma estrutura de uma placa HDI de seis camadas, incluindo uma placa HDI de uma estrutura 1+4+1 de um nivel de seis camadas ou uma placa HDI de uma estrutura 1+1+2+1+1 de dois niveis de seis camadas, é normalmente adotada para uma PCI de placa principal tipo terminal. Uma vez que o nivel de integração dos dispositivos melhora cada vez mais, o custo do equipamento da PCI também reduz constantemente. 0 custo da PCI de placa principal corresponde a uma proporção cada vez maior do custo do equipamento de toda uma máquina, e a qualidade do sinal na PCI tem igualmente uma influência direta no desempenho de todo o dispositivo. Por conseguinte, a PCI de placa principal é um fator fundamental com influência no desempenho e no preço de um produto de terminal.

Contudo, a placa HDI de seis camadas existente tem um custo relativamente elevado devido a processos de fabrico excessivos, um longo ciclo de processo e várias camadas de material de placa. Além disso, não é fácil construir a placa HDI de seis camadas com um formato fino devido ao facto de a resistência de isolamento entre cada duas das várias camadas ter de ser necessariamente garantida, e não ser conveniente que a camada dielétrica entre as respetivas camadas de sinal seja demasiado fina, uma vez que uma camada dielétrica interior demasiado fina pode resultar diretamente numa proporção qualificada reduzida. Atualmente, uma camada dielétrica de via não laser da maioria dos fabricantes de PCI tem normalmente uma dimensão superior a 4 mil devido às limitações do nivel tecnológico e, por conseguinte, a placa HDI de um nivel de seis camadas existente tem uma espessura normal de 0,8 mm ou superior e o custo de fabrico será aumentado em proporção com uma espessura inferior a 0,8 mm. 3 0 documento US-A-4 801 489 divulga uma placa de circuito impresso capaz de impedir a interferência eletromagnética compreendendo uma chapa de base composta por um material isolador, em que, na superfície principal da chapa de base, é formada uma primeira camada condutora elétrica mediante corrosão da folha de cobre, que inclui uma porção de elétrodo de sinal e uma porção de elétrodo de terra. Na primeira camada condutora elétrica, é formada uma camada isoladora exceto para uma parte da porção de elétrodo de terra e, nesta camada, é formada uma segunda camada condutora elétrica mediante serigrafia de uma tinta de cobre, de modo a cobrir quase toda a primeira camada condutora elétrica. 0 documento US-B1-6 437 991 refere-se a uma invenção, cuja essência é que, numa unidade eletrónica compreendendo uma placa de circuito impresso de múltiplas camadas, os condutores destinados à crivagem do condutor de sinal de ligação correspondente estão dispostos em ambas as respetivas superfícies externas e estão ligados aos planos de terra por meio de orifícios metalizados de ligações de interface criadas, pelo menos, no início e no fim de cada fio de crivagem para formar um circuito elétrico fechado. 0 documento US-A-4 658 334 refere-se a sistemas eletrónicos fornecendo isolamento RF substancialmente total de segmentos separados de um sistema exceto para a transmissão de sinais desejados entre diferentes segmentos, mesmo que os vários segmentos sejam fabricados numa placa de circuito comum. Uma configuração de placa de circuito de múltiplas camadas especial torna este isolamento possível. Os circuitos tampão ligados para acionar sinais e receber sinais de condutores que se estendem entre compartimentos 4 isolados impedem a comunicação de sinais de dispersão ao longo desses condutores. 0 documento USA-6 103 977 refere-se a uma unidade de placa de circuito impresso incluindo uma primeira placa de circuito impresso e um primeiro componente. A primeira placa de circuito impresso inclui uma primeira camada curada e sem reforço e uma primeira camada seca, não curada e sem reforço. O primeiro componente inclui uma segunda camada seca, não curada e sem reforço. A primeira e segunda camadas secas, não curadas e sem reforço são colocados em contacto antes da cura. Durante a cura, as camadas secas, não curadas e sem reforço formam uma única camada curada que liga e suporta a unidade PCI sem a necessidade de uma camada de resina de fibra reforçada. A eliminação da camada de fibra reforçada fornece uma redução em toda a espessura da unidade PCI. O documento US-A-5 334 800 refere-se a uma placa de circuito flexivel fornecendo os benefícios da flexibilidade e da proteção contra a radiação acidental. A placa de circuito flexível e protegida inclui diversos condutores elétricos dispostos num substrato, substancialmente paralelos às superfícies opostas do substrato. As camadas de proteção elétricas na forma de uma malha ou grade são dispostas nas superfícies do substrato e são, preferencialmente, formadas mediante serigrafia de uma camada condutora em cada lado do substrato. Por conseguinte, é criado em cada lado do substrato um padrão de repetição de condutores de proteção, vértices de condutor de proteção e espaços vazios na camada de proteção através da qual o substrato é exposto. 5 0 documento US-A-4 904 968 refere-se a uma configuração de placa de circuito para dispositivos de E/S e dispositivos lógicos, em que os dispositivos de E/S têm niveis de corrente substancialmente mais elevados do que os niveis de corrente associados aos dispositivos lógicos. Os dispositivos de E/S são agrupados de forma adjacente a um conector, e um plano de retorno de terra circunda os dispositivos de E/S unindo os terminais de terra dos dispositivos de E/S aos pinos de terra do conector. Os dispositivos lógicos estão a uma certa distância do conector onde os terminais de terra dos dispositivos lógicos são ligados através de vias a um plano de terra. O plano de retorno de terra, formando uma linha de fita com o plano de terra, é eficaz para isolar os dispositivos de E/S e reduzir a distorção de sinal na placa.

Resumo da Invenção

Um objetivo das formas de realização da invenção é fornecer uma placa de circuito impresso e um método de produção da mesma, de modo a que o custo de fabrico possa ser reduzido e a fiabilidade de uma placa possa ser melhorada continuando a manter os desempenhos essenciais das placas de circuito impresso de múltiplas camadas originais através do desenho mediante redução de camadas.

Outro objetivo das formas de realização da invenção é fornecer uma placa principal de um produto de terminal, de modo a que o custo de fabrico possa ser reduzido e o desempenho e a fiabilidade da placa principal de um produto de terminal de gama baixa possam ser melhorados através do desenho mediante redução de camadas. 6

Tendo em conta o mencionado acima, a invenção pode ser aplicada nas seguintes soluções técnicas.

De acordo com um aspeto da invenção, é fornecido um método de formação de uma placa de circuito impresso e o método inclui: a ligação de linhas de sinal de forma elétrica por áreas funcionais em camadas interiores adjacentes às camadas superficiais exteriores; a colocação das camadas superficiais exteriores sem nenhuma ligação elétrica e a interligação das camadas superficiais exteriores através de vias de passagem, de modo a que as camadas superficiais exteriores funcionem como uma terra primária; e a definição de parâmetros de uma largura de linha e uma altura de camada para controlar um valor-alvo de impedância, em que a distância entre as duas camadas interiores é, no minimo, o dobro da distância entre cada uma das camadas interiores e uma camada superficial exterior mais próxima da camada interior.

De acordo com outro aspeto da invenção, é fornecida uma placa de circuito impresso incluindo camadas superficiais exteriores e, pelo menos, uma camada interior entre as camadas superficiais exteriores. A camada interior adjacente à camada superficial exterior é utilizada para a colocação de linhas de sinal, e as linhas de sinal são ligadas de forma elétrica numa base de área na camada interior; e as camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica e interligadas como uma terra primária através de vias de passagem, em que a distância entre as duas camadas interiores é, no minimo, o dobro da distância entre cada uma das camadas interiores e uma camada superficial exterior mais próxima da camada interior. 7

De acordo com mais outro aspeto da invenção, é fornecida uma placa principal de um produto de terminal, incluindo um chip central de uma banda de base ou módulo de radiofrequência. A placa principal do produto de terminal é uma placa de circuito impresso de quatro camadas incluindo camadas superficiais e duas camadas interiores entre as camadas superficiais; as camadas superficiais incluindo uma camada superior e uma camada inferior que são respetivamente uma camada de terra de referência primária constituída por uma chapa de cobre de terra com uma área grande, e as chapas de cobre de terra com uma área grande da camada superior e da camada inferior são interligadas através de vias de passagem; e as camadas interiores são camadas de ligação elétrica primárias, em que as áreas de ligação elétrica são divididas por funções. Uma distância entre as camadas interiores é igual ou superior ao dobro da distância entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes às mesmas; e a área de ligação elétrica em cada uma das camadas interiores corresponde à área da chapa de cobre de terra com uma área grande numa camada adjacente à camada interior ou ligações elétricas colocadas na vertical na camada adjacente à camada interior. 0 produto de terminal da invenção inclui, mas não se limita a, um telemóvel, um PDA, uma estação fixa, uma placa de dados, um MP3/4, um sistema de navegação GPS e um produto por módulos derivado dos mesmos. A placa principal do produto de terminal da invenção pode ser uma placa de circuito impresso de quatro camadas, incluindo um chip central de uma banda de base ou módulo de radiofrequência. Pelo menos, é fornecido um dispositivo de pacote BGA na placa de circuito impresso de quatro camadas. A distância 8 entre pinos do dispositivo de pacote BGA pode ser, mas não se limita a, nenhuma ou uma combinação de 1 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm e 0,4 mm. A espessura da placa de circuito impresso de quatro camadas varia entre 0,4 mm e 2 mm inclusive.

Tal como é possível ver nas soluções técnicas de acordo com as formas de realização da invenção, as placas de circuito impresso de seis camadas existentes têm um custo de fabrico relativamente elevado devido a processos de fabrico excessivos, várias camadas de material de placa e afins. Nas soluções de desenho mediante redução de camadas de uma placa de circuito impresso fornecidas nas formas de realização da invenção, as linhas de sinal são ligadas de forma elétrica numa base de área nas camadas interiores adjacentes às camadas superficiais exteriores; as camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e são interligadas como uma terra primária através das vias de passagem; e os parâmetros da largura de linha e da altura de camada são definidos para controlar o valor-alvo de impedância. Cada uma das duas camadas interiores primeiramente para ligação elétrica está adjacente à respetiva camada superficial exterior, com uma pequena distância entre a camada interior e a camada superficial exterior, e as camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e, por conseguinte, as camadas superficiais exteriores podem ser interligadas perfeitamente através das vias de passagem para fornecer uma boa terra de corrente de retorno às camadas interiores adjacentes, reduzindo assim a interferência de sinal. Além disso, a distância entre as duas camadas interiores é muito 9 superior (>=2 vezes, preferencialmente >=3 vezes) à distância entre cada uma das camadas interiores e uma camada superficial exterior mais próxima da camada interior. Com uma distância entre camadas assim, a interferência entre as ligações elétricas numa das duas camadas interiores e as existentes na outra pode tornar-se muito inferior à interferência entre as ligações elétricas em cada uma das camadas interiores e as existentes na camada superficial exterior mais próxima da camada interior. Tendo em conta que a consistência de controlo de impedância nas linhas de sinal de radiofrequência ligadas de forma elétrica é preferencial sobre o valor-alvo de controlo de impedância resultante, a consistência da largura de linha e da altura de camada pode ser controlada de modo a controlar indiretamente o valor-alvo de controlo de impedância resultante. 0 valor-alvo de controlo de impedância resultante pode ser garantido se apenas a largura de linha/a altura de camada atingirem o parâmetro pretendido. Por conseguinte, as soluções de desenho mediante redução de camadas de uma placa de circuito impresso fornecidas nas formas de realização da invenção podem controlar razoavelmente a interferência de sinal e efetuar o controlo de impedância, de modo a reduzir grandemente o custo de fabrico continuando a manter os desempenhos essenciais da placa de circuito impresso de múltiplas camadas original.

Na placa de circuito impresso de quatro camadas e no método de acordo com a invenção, a ideia do método de desenho mediante redução de camadas pode ser alargada a um desenho de redução de uma placa de M camadas a uma placa de N camadas para reduzir o custo através da redução de camadas, em que M>N. 10

As camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes às mesmas da placa de circuito impresso de quatro camadas da estrutura 2 + 2 com vias cegas mecânicas são implementadas com placas de dupla face. A placa de dupla face pode ser equipada com vias mecânicas em vez das vias cegas laser numa placa HDI convencional. Em relação à placa de circuito impresso de quatro camadas, é necessário que os dispositivos colocados numa das camadas superficiais sejam afastados dos colocados na outra numa direção de projeção. A placa de múltiplas camadas é equipada com vias de passagem em vez de vias internas numa placa HDI convencional. Por conseguinte, é possível omitir um processo de perfuração a laser para uma placa HDI convencional. Além disso, existe um requisito de processo na invenção de que as áreas de superfície das vias de passagem devem ser cobertas com óleo branco.

No desenho mediante redução de camadas de uma placa de circuito impresso de acordo com a invenção, uma placa HDI de seis camadas com vias laser de uma estrutura 1+4+1 de um nivel e de uma estrutura 1+1+2+1+1 de dois níveis pode ser substituída por uma placa de circuito impresso de quatro camadas de uma estrutura 1+2+1 com vias cegas laser ou de uma estrutura 2 + 2 com vias cegas mecânicas, de modo a reduzir o custo da placa de circuito impresso e melhorar a fiabilidade da placa de circuito impresso continuando a manter os desempenhos equivalentes da placa de circuito.

Nas soluções técnicas fornecidas de acordo com a invenção, é possível melhorar uma corrente de retorno de sinal no caso de não existir nenhuma camada de terra completa separada controlando razoavelmente a interferência de sinal, e as abordagens, tais como a tecnologia de ligação 11 completa de uma chapa de cobre de terra e o processamento de sinais por grupos, podem ser utilizadas para controlar razoavelmente os ruídos de toda a placa e garantir eficazmente uma qualidade de sinais cruciais, de modo a ser possível assegurar um desempenho de toda a placa PCI de quatro camadas de uma estrutura 1+2+1 com vias cegas laser ou de uma estrutura 2+2 com vias cegas mecânicas não inferior ao desempenho alcançado pelo desenho para a placa HDI de seis camadas com vias laser. As aplicações desta inovadora tecnologia de desenho de PCI podem reduzir eficazmente o custo da PCI em mais de 20%, melhorar grandemente tanto a competitividade como os lucros dos produtos e melhorar a sua fiabilidade e, como tal, tornar- se-ão tecnologias fundamentais para um desenho de produtos tipo terminal.

De acordo com a invenção, por exemplo, uma placa de seis camadas existente com vias laser e vias cegas internas pode ser reduzida para uma placa de quatro camadas de uma estrutura de 1+2+1 com vias cegas laser ou de uma estrutura 2+2 com vias cegas mecânicas através do desenho mediante redução de camadas da PCI. Os materiais consumidos são reduzidos, os processos são simplificados, o ciclo de fabrico é diminuído e existem vários fabricantes disponíveis, reduzindo assim tanto o custo de fabrico como o custo do material. Esta ideia de desenho e os detalhes técnicos de redução do custo de compra da PCI mediante redução de camadas e simplificação do processo de fabrico podem ser alargados a um desenho de redução de placas de M camadas a placas de N camadas para reduzir o custo através da redução de camadas, em que M>N. 12 A invenção aborda as regras de ligação elétrica de sinal, o controlo de interferência, o controlo de impedância, o desenho da terra de corrente de retorno completa e as colocações de vias e camadas laminadas e, por conseguinte, a PCI de quatro camadas com uma estrutura 1 + 2 + 1 com vias cegas laser ou uma estrutura 2 + 2 com vias cegas mecânicas podem alcançar requisitos para um índice de desempenho equivalente da PCI de seis camadas com vias laser e vias cegas internas. Os dados apresentados são meramente valores recomendados e podem variar de acordo com capacidades de fabrico específicas. Os parâmetros alterados pelos fabricantes e a otimização dos parâmetros conforme apresentada no contexto irão inserir-se no âmbito deste pedido de patente. A fiabilidade da placa de circuito impresso de quatro camadas inventiva é superior à da placa de seis camadas original. A espessura total da placa de circuito impresso de quatro camadas inventiva pode ser ajustada de modo conveniente alterando a espessura da lâmina. As lâminas são materiais de placa convencionais muito utilizados e não correm o risco da falta de oferta. São utilizadas duas lâminas para a placa com vias cegas mecânicas e, por conseguinte, sob condição prévia de assegurar a superfície plana de uma placa e com base no nível tecnológico de corrente, a lâmina fabricada mais fina tem uma espessura de 0,2 mm/0,3 mm no processo prático, e uma espessura de placa controlável corresponde a 0,7 mm/0,9 mm, que é ligeiramente inferior a uma espessura de placa convencional da placa HDI de um nível de seis camadas. Isto é apropriado para um desenho de um dispositivo de tipo fino com um requisito especial na 13 resistência de uma placa. À medida que as capacidades tecnológicas dos fabricantes progridem, toda a placa pode igualmente tornar-se mais fina continuando a ser superior em termos de preço relativamente à placa de seis camadas.

Descrição Breve das Figuras A Figura 1 é um diagrama esquemático de um método de acordo com uma forma de realização da invenção; A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma primeira microfita de acordo com uma primeira forma de realizaçao da invenção; A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma segunda microfita de acordo com a primeira forma de realizaçao da invenção; A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma terceira microfita de acordo com a primeira forma de realização da invenção; A Figura 5 é um diagrama esquemático de uma placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas laser utilizada como a placa principal inventiva do produto de terminal de acordo com a primeira forma de realização;

As Figuras 5 a 11 são diagramas esquemáticos de várias implementações de estruturas laminadas de uma placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas laser utilizada como a placa principal inventiva de um produto de terminal de acordo com a primeira forma de realização; 14 A Figura 12 é um diagrama esquemático de uma estrutura de uma placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas mecânicas utilizada como a placa principal inventiva de um produto de terminal de acordo com uma segunda forma de realização;

As Figuras 12 a 15 são diagramas esquemáticos de várias implementações de estruturas laminadas de uma placa de circuito impresso com vias cegas mecânicas de acordo com a segunda forma de realização; A Figura 16 é um diagrama de principio esquemático da estrutura de uma microfita da placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas; e A Figura 17 é um diagrama de principio esquemático da estrutura de uma fita da placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas.

Descrição Detalhada da Invenção

As descrições da invenção serão fornecidas a seguir relativamente a algumas formas de realização das mesmas. Contudo, a invenção pode ser aplicada com várias formas de realização conforme definido e contido nas reivindicações. As descrições serão consideradas em conjunto com as figuras, nas quais os componentes iguais são indicados com números iguais.

Além disso, os parâmetros-chave primários aqui fornecidos são parâmetros validados, mas podem variar juntamente com um progresso do nível tecnológico. Por conseguinte, a otimização dos parâmetros dependentes do progresso do nível tecnológico e as variações do mesmo levando em consideração 15 a ideia de otimização aqui apresentada estão incluídas no âmbito do pedido de patente.

Os conceitos como "uma terra completa com uma área grande" e "uma chapa de cobre de terra com uma área grande" utilizados neste pedido de patente são conceitos relativos, em que cada um indica uma área desse tipo numa camada de referência que corresponde a uma área de projeção na camada de referência de uma área de ligação elétrica numa camada relacionada e corresponde a uma zona com uma chapa de cobre de terra completa, sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas. No caso de poucas ligações elétricas, a influência disso nos parâmetros de desempenho de uma placa PCI é limitada e conhecida dos peritos na especialidade e pode ser limitada a um âmbito permitido pelos peritos na especialidade de acordo com um cenário específico.

Em seguida, é descrita uma estrutura laminada de uma placa de circuito impresso HDI. 1) Para uma placa HDI de uma estrutura 1+4+1 de um nível de seis camadas, em que 1+4+1 indica uma estrutura laminada da placa HDI. 0 número de camadas de toda a placa é 6. A estrutura é caracterizada por, em primeiro lugar, ser fabricada uma placa de quatro camadas como uma placa de quatro camadas típica com vias. A placa de quatro camadas encontra-se no meio da placa de seis camadas e, como tal, pode ser definida como as camadas 2, 3, 4 e 5 da placa de seis camadas. Em seguida, um pré-impregnado e uma folha de cobre são ainda laminados na superfície superior e na superfície inferior da placa de quatro camadas através de 16 um método de adição de camadas para formar as camadas 1 e 6 da placa de seis camadas, ou seja, as duas camadas exteriores. É possível fabricar vias cegas de um nível antes da formação de linhas de camada 1 e linhas de camada 6 para interligar as camadas 1 e 2 e as camadas 5 e 6, respetivamente. 2) Para uma placa HDI de uma estrutura 1 + 1 + 2 + 1 + 1 de dois níveis de seis camadas, em que 1+1+2+1+1 indica uma estrutura laminada da placa HDI. 0 número de camadas de toda a placa é 6. A estrutura é caracterizada por, em primeiro lugar, ser fabricada uma placa de duas camadas como uma placa de duas camadas típica com vias. A placa de duas camadas encontra-se no meio da placa de seis camadas e, como tal, pode ser definida como as camadas 3 e 4 da placa de seis camadas. Em seguida, um pré-impregnado e uma folha de cobre são ainda laminados nas superfícies superior e inferior da placa de duas camadas através do método de adição de camadas para formar as camadas 2 e 5 da placa de seis camadas, ou seja, as duas camadas exteriores. É possível fabricar vias cegas de um nível antes da formação de linhas de camada 2 e linhas de camada 5 para interligar as camadas 2 e 3 e as camadas 4 e 5, respetivamente.

Depois de as camadas 2 e 5 serem fabricadas, um pré-impregnado e uma folha de cobre são ainda laminados nas superfícies das camadas 2 e 5 com o método de adição de camadas para formar as camadas 1 e 6 da placa de seis camadas, ou seja, as duas camadas exteriores. É possível fabricar vias cegas de um nível antes da formação de linhas 17 de camada 1 e linhas de camada 6 para interligar as camadas 1 e 2 e as camadas 5 e 6, respetivamente. 3) Para uma placa HDI de uma estrutura 1 + 2 + 1 de quatro camadas com vias cegas laser, em que 1+2+1 indica uma estrutura laminada da placa HDI. 0 número de camadas de toda a placa é 4. A estrutura é caracterizada por, em primeiro lugar, ser fabricada uma placa (de dupla face) de duas camadas como uma placa de duas camadas típica com vias. A placa de duas camadas encontra-se no meio da placa de quatro camadas e, como tal, pode ser definida como as camadas 2 e 3 da placa de quatro camadas. Em seguida, um pré-impregnado e uma folha de cobre são ainda laminados nas superfícies superior e inferior da placa de duas camadas com o método de adição de camadas para formar as camadas 1 e 4 da placa de quatro camadas. É possível fabricar vias cegas de um nível antes da formação de linhas de camada 1 e linhas de camada 4 para interligar as camadas 1 e 2 e as camadas 3 e 4, respetivamente. 4) Para uma placa HDI de uma estrutura 2 + 2 com vias cegas mecânicas, em que 2+2 indica uma estrutura laminada de uma placa PCI. 0 número de camadas de toda a placa é 4. A estrutura é caracterizada por, em primeiro lugar, serem fabricadas duas placas de duas camadas, cada uma como uma placa de duas camadas típica com vias. Uma das placas de duas camadas é definida como as camadas 1 e 2 da placa de quatro camadas e a outra é definida como as camadas 3 e 4 da placa de quatro camadas na ordem de laminação. Em seguida, as duas placas de duas camadas são laminadas na 18 ordem de laminação para formar a placa de quatro camadas. As vias que interligam as camadas 1 e 4 podem ser fabricadas na placa de quatro camadas.

As placas HDI de seis camadas existentes têm um custo de fabrico relativamente elevado devido aos processos de fabrico excessivos e afins. Contudo, as formas de realização da invenção fornecem um método de formação de uma placa HDI de uma estrutura de quatro camadas com vias cegas laser (consulte as Figuras 5 a 11) ou uma placa de circuito impresso de uma estrutura de quatro camadas com vias cegas mecânicas (consulte as Figuras 12 a 15) que substituem as placas HDI de seis camadas existentes, de modo a que o custo de fabrico possa ser reduzido e a fiabilidade possa ser melhorada continuando a manter os desempenhos essenciais das placas de circuito impresso de múltiplas camadas originais através do desenho mediante redução de camadas. A Primeira Forma de Realização

Relativamente à Figura 5, uma placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser desenhada de acordo com a forma de realização da invenção inclui duas camadas superficiais exteriores, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 4) 40, e duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30, e inclui ainda uma via cega laser 55, uma via interna 60 e uma via de passagem 70. A estrutura ilustrada na Figura 5 é meramente ilustrativa de uma das formas de estrutura de acordo com a forma de realização da invenção. As Figuras 6 a 11 ilustram de forma esquemática mais formas de estrutura da placa de circuito impresso de quatro camadas com vias cegas laser. Os detalhes técnicos 19 específicos serão explicados abaixo relativamente a esta forma de realização preferida.

Os parâmetros específicos para um desenho de camadas laminadas da placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser são ilustrados na Tabela 1 abaixo.

Espessura da placa: variável Tolerância: +/-0,1 mm Estrutura laminada de referência: Material Nome da camada Espessura resultante Cobre SUPERIOR 25 pm Pré-impregnado (FR4\LDP) Pré-impregnado 1080 60-80 pm (por ex., 60, 70, 80 pm) Cobre Camada 2 2 5 pm Pré-impregnado (FR4) Lâmina variável Cobre Camada 3 25 pm Pré-impregnado (FR4\LDP) Pré-impregnado 1080 60-80 pm (por ex., 60, 70, 80 pm) Cobre INFERIOR 25 pm

Tabela 1

As espessuras (ou seja, a espessura do pré-impregnado entre a camada superior e a camada 2, e a espessura do pré-impregnado entre a camada 3 e a camada inferior) entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes às mesmas variam entre 60 pm e 80 pm.

Serão fornecidos três exemplos nos quais as espessuras entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes às mesmas são de 60 pm, 70 pm e 80 pm, respetivamente.

No primeiro exemplo, o material dos pré-impregnados é apenas um pré-impregnado, as espessuras dos pré-impregnados entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes são de 60 pm, e o material da lâmina entre a camada 2 e a camada 3 é igualmente um pré-impregnado, mas tem uma espessura variável. Cada camada 20 superior, a camada 2, a camada 3 e a camada inferior são feitas de cobre e têm uma espessura de 25 pm. Os materiais, os parâmetros e a hierarquia estrutural da placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser conforme descrito neste exemplo podem satisfazer um requisito de miniaturização e assegurar desempenhos para utilização normal.

No segundo exemplo, o material dos pré-impregnados é apenas um pré-impregnado, as espessuras dos pré-impregnados entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes são de 70 μπι, e o material da lâmina entre a camada 2 e a camada 3 é igualmente um pré-impregnado, mas de uma espessura variável. Cada camada superior, a camada 2, a camada 3 e a camada inferior são feitas de cobre e têm uma espessura de 25 pm. Os materiais, os parâmetros e a hierarquia estrutural da placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser conforme descrito neste exemplo podem satisfazer um requisito de miniaturização e assegurar desempenhos para utilização normal.

No terceiro exemplo, o material dos pré-impregnados é apenas um pré-impregnado, as espessuras dos pré-impregnados entre as camadas superficiais e as respetivas camadas interiores adjacentes são de 80 pm, e o material da lâmina entre a camada 2 e a camada 3 é igualmente um pré-impregnado, mas tem uma espessura variável. Cada camada superior, a camada 2, a camada 3 e a camada inferior são feitas de cobre e têm uma espessura de 25 pm. Os materiais, os parâmetros e a hierarquia estrutural da placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser conforme descrito neste exemplo podem satisfazer um requisito de miniaturização e assegurar desempenhos para utilização normal. 21

De acordo com o requisito do conceito de DFM (Design For Manufacture - Desenho para Fabrico) para produção em massa e a recomendação baseada nas capacidades tecnológicas de corrente dos fabricantes, a lâmina tem uma espessura igual ou superior a 4 mil, preferencialmente igual ou superior a 8 mil, e a espessura pode incluir uma série de valores conforme apresentado em seguida: 0,1 mm/0,2 mm/0,3 mm/0,4 mm/0,5 mm/0,6 mm/0,7 mm/0,8 mm/0,9 mm e superior. Este conjunto de dados pode variar tal como varia uma série de valores dos materiais da placa. Atualmente, a espessura de placa mínima recomendada para os fabricantes é de 0,5 mm, e aqui a espessura da lâmina é de 8 mil, e a espessura da placa será aumentada subsequentemente à medida que a espessura da lâmina é aumentada. A espessura da placa pode ser aumentada para otimização. Contudo, a espessura da placa pode igualmente ser reduzida como resultado do progresso do nível tecnológico, de modo a satisfazer um requisito de um desenho bastante fino. Atualmente, o pré-impregnado 1080 é o material de placa utilizado com mais frequência, com um baixo custo e que forma uma placa com uma resistência superior à de uma placa constituída por cobre coberto com resina (RCC).

Um método de desenho para reduzir uma placa HDI de seis camadas a uma placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser mediante redução de camadas de acordo com a forma de realização da invenção será descrito abaixo em detalhe. A Figura 1 é um diagrama esquemático do método de acordo com uma forma de realização da invenção, e o método inclui o seguinte: 22 AI. As linhas de sinal são ligadas de forma elétrica numa base de área nas camadas interiores adjacentes às camadas superficiais exteriores.

As linhas de sinal são ligadas de forma elétrica por áreas funcionais num principio geral de que as duas camadas interiores são camadas de ligação elétrica primárias. A2. As camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e são interligadas como uma terra primária através de vias de passagem.

As duas camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e são interligadas perfeitamente através das vias de passagem para funcionarem em conjunto como uma terra de referência primária, para fornecer uma terra de corrente de retorno primária às ligações elétricas nas duas camadas interiores respetivamente, de modo a que um caminho de corrente de retorno completo possa ser fornecido para reduzir uma interferência de sinal. A3. Os parâmetros de uma largura de linha e uma altura de camada são definidos para controlar um valor-alvo de impedância.

Os parâmetros de uma largura de linha/uma altura de camada/um valor DK dielétrico/uma espessura de cobre são definidos para controlar indiretamente um valor-alvo de impedância resultante controlando a consistência da largura de linha/a altura de camada/o valor DK dielétrico/a espessura de cobre. 0 valor-alvo de impedância resultante 23 pode ser assegurado desde que a largura de linha/a altura de camada/o valor DK dielétrico/a espessura de cobre sejam definidos para os parâmetros pretendidos. Uma variação do valor DK dielétrico/da espessura de cobre tem pouca influência no valor de impedância, resultando numa variação de aproximadamente 1 ohm e, por conseguinte, a influência dos dois fatores pode ser insignificante.

Convém referir que não existe necessariamente uma determinada ordem dos passos Al, A2 e A3, e estes são indicados apenas por uma questão de descrição. A forma de realização da invenção será descrita abaixo em mais detalhe relativamente ao método conforme ilustrado na Figura 1, e os seguintes aspetos estão essencialmente implicados. 1. Os parâmetros da via de passagem e a largura de linha/distância entre linhas são definidos A forma de realização da invenção adota as mesmas definições dos parâmetros da via de passagem e uma largura de linha/distância entre linhas como uma placa de seis camadas existente. Os parâmetros-chave primários conforme aqui apresentado são parâmetros validados, mas irão variar continuamente juntamente com um progresso do nível tecnológico. 1) Via cega laser: o diâmetro de perfuração N é de 5 mil e o diâmetro de placa de ligação (PAD) é de 12 mil. À medida que as capacidades tecnologias dos fabricantes progridem, o diâmetro de perfuração a laser N será reduzido continuamente e o diâmetro PAD perfurado M também será reduzido em conformidade. Uma relação entre o diâmetro de perfuração a laser N e o diâmetro PAD perfurado M é recomendada como M>=N+D, em que D corresponde a um valor de incremento, com D>=6 mil. 2) Via interna mecânica e via de passagem: o diâmetro de perfuração N>=8 mil, e o diâmetro PAD M>=N+D, em que D>=10 mil. Quanto maior for o PAD, menor será o custo de fabrico. Por conseguinte, o N pode ser aumentado para otimização, com o M sendo igualmente aumentado, mas a distância entre linhas e a largura de linha preferidas deverão ser asseguradas. 3) Largura de linha/distância entre linhas para produção em massa: a largura de linha/distância entre linhas são iguais ou superiores a 3 mil/3 mil com base no nível tecnológico de corrente dos fabricantes. A largura de linha/distância entre linhas podem ser aumentadas para otimização e o custo de fabrico também será reduzido. 4) As distâncias entre a chapa de cobre maciça e as outras linhas e o PAD são superiores ou iguais a 6 mil. Quanto maiores forem as distâncias, menor será o custo de fabrico, mas uma área efetiva da chapa de cobre será reduzida, resultando numa menor eficácia de isolamento e proteção de sinais importantes. Por conseguinte, deve ser dada atenção a tudo o que foi mencionado acima. 2. Ligação elétrica da camada de sinal

Tomando como exemplo uma placa de telemóvel de quatro camadas, uma de duas camadas superficiais exteriores numa placa de telemóvel de quatro camadas típica é configurada como um lado de colocação de teclado e/ou um lado no qual é colocado um ecrã LCD (Liquid Crystal Display - Ecrã de 25

Cristais Líquidos), e a outra é um lado no qual é colocado um dispositivo primário.

No método de acordo com a forma de realização da invenção, um princípio geral de uma disposição de camada de sinal corresponde a divisões de áreas precisas por funções, resultando numa área de sinal de radiof requência e numa área de sinal digital, ambas colocadas respetivamente com uma cavidade/caixa de proteção externa. Na disposição, os dispositivos são colocados numa direção móvel de um sinal do circuito o mais possível no interior dos respetivos módulos funcionais dentro das áreas, de modo a interligar ligações elétricas através de linhas curtas numa camada superficial o mais perto possivel. Mesmo que as ligações elétricas tenham de ser interligadas através de linhas numa camada interior, as linhas curtas devem ser consideradas e, tanto quanto possível, não devem formar nenhuma cruz. As divisões de módulos funcionais devem ser claras e razoáveis, considerando igualmente um aspeto ordenado e limpo dos dispositivos colocados na disposição.

Um princípio geral da ligação elétrica da camada de sinal é que duas camadas interiores são camadas de ligação elétrica primárias e duas camadas superficiais exteriores são colocadas, se possível, sem nenhuma ligação elétrica. Durante a ligação elétrica nas duas camadas interiores, um princípio de ligação elétrica em cada camada é que, se possível, uma área de uma camada adjacente correspondente à ligação elétrica deve ser colocada com uma chapa de cobre de terra compreendendo uma área grande ou com poucas ligações elétricas colocadas na vertical. Se a camada superficial exterior for a camada superficial inferior, as linhas de camada superficial devem ser direcionadas como 26 linhas curtas, e as linhas de camada superficial devem estar no interior da caixa/cavidade de proteção, se possível, para reduzir a interferência de radiação em toda a máquina.

Os desenhos de ligação elétrica para as respetivas linhas de sinal serão descritos abaixo em detalhe. 2.1 Processamento de linhas de sinal de radiofrequência (RF)

As linhas de sinal RF são colocadas nas camadas interiores, para as quais as duas camadas adjacentes são terras completas com uma área grande. As linhas de sinal RF podem ser colocadas na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado e podem igualmente ser colocadas na camada interior adjacente ao lado de colocação de dispositivo. As linhas de sinal RF podem igualmente ser colocadas numa camada superficial, para a qual a camada adjacente é uma terra completa de uma área grande. 2.2 Processamento de linhas de energia 1) As linhas de energia principais são colocadas ao longo de uma extremidade da placa numa camada interior, preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado. Por exemplo, as linhas de energia principais podem ser colocadas numa extremidade da placa da camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado, duas camadas adjacentes são colocadas com chapas de cobre de terra com uma área grande, e as chapas de cobre de terra em diferentes camadas estão bem ligadas umas às outras. As linhas de energia principais e a extremidade da placa são isoladas por uma larga chapa de cobre ou linha de terra, ou podem ser adicionadas vias de terra num intervalo de 27 distância na terra de isolamento numa direção longitudinal da terra de isolamento, para fornecer uma boa ligação da terra de isolamento à terra noutra camada. 2) Outras linhas de energia são colocadas numa camada interior, preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado. Se possível, a sobreposição das ligações elétricas na vertical ao PAD de teclado deve ser evitada e as ligações elétricas devem ser cruzadas noutra camada interior o menos vezes possível, mas se existirem devem ser cruzadas o mais possível na vertical. 2.3 Processamento de linhas de sinal de áudio importantes

As linhas de sinal de áudio importantes são ligadas de forma elétrica preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado. As linhas de sinal de áudio ligadas de forma elétrica correspondem a uma porção no lado de colocação de teclado, que é colocada com uma chapa de cobre de terra com uma área grande, e são mantidas afastadas dos PADs, e uma porção da outra camada interior adjacente às linhas de sinal de áudio é, se possível, uma chapa de cobre de terra completa. Se as ligações elétricas tiverem de ser colocadas nesta parte, deverão ser as menos possíveis e ser colocadas na vertical, mas não serão, tanto quanto possível, linhas de sinal de relógio. Se as linhas de sinal de áudio forem colocadas na camada interior adjacente ao lado de colocação de dispositivo primário, as duas camadas adjacentes a esta camada interior têm de ser, se possível, chapas de cobre de terra completa e, especialmente, os PADs de pinos do dispositivo devem ser evitados para sinais de alta velocidade e sinais de energia no lado de colocação de dispositivo primário. As linhas de sinal de áudio são 28 isoladas das linhas de sinal circundantes na mesma camada através de uma linha de terra interligada perfeitamente com uma terra compreendendo uma área grande noutra camada ou na mesma camada.

Normalmente, as linhas de sinal de áudio não são colocadas numa camada superficial, a menos que as linhas de sinal se estendam muito pouco para fora ou tenham um comprimento limitado no interior de uma cavidade ou caixa de proteção. Uma camada adjacente por baixo de PADs de pinos para as linhas de sinal de áudio e as linhas de sinal de áudio numa camada superficial devem ser chapas de cobre de terra completa, de modo a que a qualidade de um sinal de áudio possa ser assegurada. 2.4 Processamento de barramentos de dados

Os barramentos de dados são ligados de forma elétrica preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de dispositivo primário. Os barramentos de dados são ligados de forma elétrica, se possível, na mesma camada, e é necessária uma linha curta de camada superficial para comutação de camadas em caso de cruzamento dos barramentos de dados. Geralmente, os barramentos de dados existentes não se distinguem por categorias nem por agrupamentos, mas no método de acordo com a forma de realização da invenção, os barramentos de dados são agrupados por categorias e ligados de forma elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos são isolados uns dos outros através de uma linha de terra, reduzindo assim a interferência. A linha de terra para isolamento é interligada perfeitamente com a terra compreendendo uma área grande e uma terra noutras camadas. Os agrupamentos de barramento de dados distintos incluem linhas de dados LCD 29 (Liquid Crystal Display - Ecrã de Cristais Líquidos), linhas de interface, linhas JTAG (Joint Test Action Group -Grupo de Ação de Teste Conjunto), linhas de porta série, linhas de placa UIM (User Identity Module - Módulo de Identificação do Utilizador), linhas de teclado, linhas de dados multimédia e linhas de endereço, etc. 2.5 Processamento de linhas de sinal de relógio

As linhas de sinal de relógio são ligadas de forma elétrica preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado. As linhas de sinal de relógio ligadas de forma elétrica correspondem a uma porção no lado de colocação de teclado, que é colocada com uma chapa de cobre de terra com uma área grande, e são mantidas afastadas dos PADs de teclado, e uma porção da outra camada interior adjacente é, se possível, uma chapa de cobre de terra completa. Se as ligações elétricas tiverem de ser colocadas nesta parte, deverão ser as menos possíveis e ser colocadas na vertical, mas não serão, tanto quanto possível, linhas de sinal de áudio. 2.6 Processamento de linhas de sinal multimédia

As linhas de sinal multimédia são ligadas de forma elétrica preferencialmente na camada interior adjacente ao lado de colocação de dispositivo primário. As linhas de sinal multimédia são ligadas de forma elétrica, se possível, na mesma camada, e é necessária uma linha curta de camada superficial para comutação de camadas em caso de cruzamento das linhas de sinal multimédia. Geralmente, as linhas de sinal multimédia existentes não se distinguem por categorias nem por agrupamentos, mas no método de acordo com a forma de realização da invenção, as linhas de sinal multimédia são agrupadas por categorias e ligadas de forma 30 elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos são isolados uns dos outros através de uma linha de terra, reduzindo assim a interferência. A linha de terra para isolamento é interligada perfeitamente com a terra compreendendo uma área grande e uma terra noutras camadas. 2.7 Desenho de terra primária

Numa placa HDI de seis camadas, uma das camadas interiores pode funcionar como uma terra primária, que é utilizada para fornecer um caminho de corrente de retorno para sinais, reduzindo assim a interferência entre os sinais. Na placa HDI de seis camadas, é possível fornecer uma terra de corrente de retorno completa com uma área grande ao ter uma camada interior a funcionar como a terra primária, de modo a que a interferência entre os sinais que utilizam a terra primária como o caminho de corrente de retorno de sinal seja baixa. Em oposição, uma placa HDI de quatro camadas inclui apenas duas camadas interiores, e não é possível ter uma das camadas interiores a funcionar como uma terra primária, ou seja, não é possível fornecer nenhuma terra primária completa em qualquer camada. Consequentemente, um grande problema da placa de quatro camadas é uma chapa de cobre incompleta da terra primária, resultando num caminho de corrente de retorno incompleto e descontínuo de sinais de alta velocidade, de modo a tornar provável a ocorrência de interferência. No desenho da forma de realização da invenção, as duas camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com o menos possível de ligações elétricas e são interligadas perfeitamente através das vias de passagem para funcionarem em conjunto como uma terra de referência primária que fornece às ligações elétricas nas duas camadas interiores respetivamente uma terra de corrente de retorno primária, 31 de modo a poder ser fornecido um caminho de corrente de retorno completo e reduzida uma interferência de sinal. Depois de concluída a ligação elétrica, todas as áreas vazias são cobertas com terra, e partes da chapa de cobre de terra são interligadas perfeitamente com a chapa de cobre de terra de área grande através de vias de terra suficientes. 2.8 Uma política de ligação elétrica numa área BGA para melhorar eficazmente um desempenho EMC de toda a placa; esta politica está adaptada para todas as placas HDI com vias cegas laser, em vez de estar limitada a uma placa de quatro camadas. 1) As microvias laser são colocadas exatamente abaixo dos PADs de dispositivo, de modo a que os PADs para as vias de passagem laser não façam com que uma área numa camada superficial da placa ocupada por sinais seja aumentada. 2) A superfície é colocada sem nenhuma ligação elétrica, mas coberta com uma chapa de cobre de malha de terra com uma área grande, e a continuidade e a uniformidade da chapa de cobre com uma área grande serão asseguradas, se possível, com o processo de fabrico PCI de corrente. A chapa de cobre de malha de terra na superfície pode funcionar como uma camada plana de referência de dispositivos e absorver eficazmente os ruídos dos dispositivos. A malha de terra está mais próxima dos dispositivos do que qualquer camada plana de terra de uma placa digital de alta velocidade convencional e, por conseguinte, tem o melhor efeito do plano de terra. Como resultado, os ruídos EMI emitidos dos corpos dos dispositivos podem ser grandemente reduzidos. 32 3) Se for pretendido colocar uma superfície com ligações elétricas, estas deverão ser o mais curtas possível, de modo a não danificar a interligação da chapa de cobre de terra de área grande na camada superficial. 4) A camada de ligação elétrica primária é uma camada subsuperficial (ou seja, uma camada interior adjacente à camada superficial). Igualmente, uma chapa de cobre de malha de terra de área grande na camada superficial fornece uma terra de corrente de retorno de referência primária para várias ligações elétricas na camada subsuperficial. Devido à estrutura da placa HDI, a distância entre a camada superficial e a camada subsuperficial é mais curta do que a distância entre quaisquer camadas convencionais e, por conseguinte, neste caso, vários sinais estão mais próximos da terra de corrente de retorno dos mesmos, de modo a que a maioria da energia dos sinais possa ser unida entre os sinais e a terra de corrente de retorno dos sinais, resultando numa radiação externa grandemente reduzida. 5) A distância entre as linhas de sinal colocadas na camada subsuperficial e um plano de referência de sinal (a camada superficial adjacente) das linhas de sinal é, geralmente, muito mais curta do que a distância mais curta entre sinais na mesma camada e é, normalmente, inferior a 2,8:4. Por conseguinte, a interferência entre sinais é muito mais baixa do que uma parte unida entre os sinais e respetivos sinais de corrente de retorno, e a interferência entre os sinais pode ser suprimida eficazmente. 6) A chapa de cobre de malha de terra na camada superficial não é completamente contínua devido à presença de placas de instalação de dispositivos na camada superficial. Uma área 33 descontinua primária é designada por área de dispositivo BGA. Normalmente, o diâmetro de uma placa de dispositivo BGA é de 10 mil, 12 mil, 14 mil , 16 mil, etc ., mas se a regra 1) for cumprida, as placas BGA de corrente de DISTÂNCIA>=0,5 mm ainda podem ser interligadas através da chapa de cobre sob a condição das capacidades de processo de fabrico de PCI existentes. 7) As regras de desenho para o Conjunto de Regras de Espaçamento numa ferramenta de desenho de PCI incluem as seguintes regras. P=2S+W P>=0,5 mm W>=3 mm

P: uma distância entre os centros dos pinos da placa BGA S: uma distância entre a chapa de cobre ou ligação elétrica e placa W: a largura mais estreita de chapa de cobre ou ligação elétrica

As descrições acima de ligação elétrica na camada de sinal são resumidas em seguida. A ligação elétrica numa placa de seis camadas existente pode ser fácil devido à presença de quatro camadas interiores. 0 mesmo número de linhas será colocado numa placa de quatro camadas, e a interferência de sinal deverá ser considerada. Preferencialmente, duas camadas interiores funcionam como camadas de ligação elétrica primárias na placa de quatro camadas. Devido à estrutura laminada especial da placa de quatro camadas, cada uma das duas 34 camadas de ligação elétrica primárias é adjacente a uma camada superficial exterior com uma distância entre camadas curta. As camadas superficiais exteriores são colocadas com poucas ligações elétricas e, como tal, podem ser interligadas perfeitamente através das vias de passagem para fornecer uma boa terra de corrente de retorno às camadas interiores adjacentes. Além disso, a distância entre as duas camadas interiores é muito superior (>=2 vezes, preferencialmente >=3 vezes) às distâncias entre as duas camadas interiores e as respetivas camadas superficiais exteriores mais próximas e, por consequência, de acordo com a conclusão da teoria sobre a distribuição espacial de campo eletromagnético, a interferência entre ligações elétricas nas duas camadas interiores colocadas com essa distância pode ser muito inferior à interferência entre as ligações elétricas nas camadas interiores e as da respetiva camada superficial mais próxima, aproximadamente 10% da última. Por conseguinte, a interferência entre sinais de toda a placa pode ser controlada eficazmente com base nas regras acima de ligação elétrica na camada de sinal. Se a interferência máxima for definida como a interferência no caso de as ligações elétricas numa camada superficial e as da respetiva camada adjacente se sobreporem umas às outras completamente, a interferência entre sinais nas placas HDI de quatro camadas com base nas regras acima de ligação elétrica na camada de sinal só pode ser, aproximadamente, 10% da interferência máxima sem ter em consideração um efeito acumulativo. 3. Desenho de controlo de impedância

Durante o fabrico de PCI de corrente, é geralmente proposto um valor-alvo de controlo de impedância resultante numa fase de desenho, e é subsequentemente alcançado pelos 35 fabricantes através de um ajuste dependente dos respetivos níveis de fabrico. Contudo, as ligações elétricas são curtas numa placa tipo terminal , tal como uma placa de telemóvel, e a consistência (também designada por continuidade) de controlo de impedância nas ligações elétricas para linhas de sinal de radiofrequência será preferencial sobre o valor-alvo de controlo de impedância resultante. Em conformidade com este princípio, a consistência de uma largura de linha/uma altura de camada/um valor DK dielétrico/ uma espessura de cobre é controlada de modo a controlar o valor-alvo de controlo de impedância resultante indiretamente no método de acordo com a forma de realização da invenção. 0 valor-alvo de controlo de impedância resultante pode ser garantido se a largura de linha/a altura de camada/o valor DK dielétrico/a espessura de cobre atingirem o parâmetro pretendido. Este método pode assegurar a consistência dos desempenhos elétricos das placas fabricadas por diferentes fabricantes de PCI continuando a assegurar o controlo de impedância. Isto será vantajoso para ajustar os parâmetros de circuito, facilitar as margens de garantia de vários Índices elétricos e permitir um funcionamento da placa mais estável e fiável.

Devido ao desenho uniforme de controlo de impedância na placa de quatro camadas, é possível um controlo de impedância mais direto controlando a largura de linha/a altura de camada. Isto também pode reduzir a carga de trabalho dos fabricantes para um teste de impedância e, como tal, reduzir o custo de fabrico. É possível criar um padrão de controlo de impedância numa extremidade auxiliar para união de placas unitárias, de modo a funcionar como um padrão de teste de apoio durante a depuração. 36 3.1 Análise da tolerância de controlo de impedância

No método de acordo com a forma de realização da invenção, uma tolerância de largura de linha típica é definida como +/-20%, e os limites de tolerância de espessura de material de placa típica são ilustrados na Tabela 2 abaixo.

Espessura H (mil) H <= 4 mil 4 mil < H <= 8 mil 8 mil < H Tolerância D (pm) + /-15 + /-25 + /-50

Tabela 2

Os fatores primários relevantes para o controlo de impedância são a largura de linha/a altura de camada/a constante dielétrica/a espessura de cobre. Uma variação do valor DK dielétrico/da espessura de cobre tem pouca influência no valor de impedância, resultando numa variação de aproximadamente 1 ohm e, por conseguinte, a influência dos dois fatores pode ser insignificante. Tendo em conta as características do processo de fabrico, a altura de camada é substancialmente reduzida, uma vez que os materiais básicos devem ser movidos para encher as vias e encher as áreas sem cobre na laminação da PCI. Se c a espessura do material de placa exceder a espessura pretendida, a espessura excessiva deverá estar dentro do limite de tolerância pretendida. Após o enchimento da via e o enchimento da área sem cobre mediante a laminação, é possível reduzir a espessura excessiva do material de placa. Como um todo, a espessura do material de placa não irá atingir a tolerância positiva e é possível considerar apenas o limite de tolerância negativa. Além disso, a largura de linha resultante é sempre inferior à largura de linha pretendida devido ao corte inferior e, por conseguinte, é possível considerar apenas uma influência da 37 largura de linha assumindo a tolerância negativa sobre o valor-alvo de impedância.

Geralmente, a largura de linha e a altura de camada têm tendência para ser diminuídas. Quanto menor for a largura de linha, mais alta será a impedância, e quanto menor for a espessura de camada, mais baixa será a impedância. Por conseguinte, se tanto a largura de linha como a espessura de camada forem diminuídas, a influência do erro de largura de linha sobre a impedância complementa o erro de espessura de camada sobre a impedância. Como tal, o limite de tolerância máxima de um único fator dará origem à influência máxima sobre a impedância.

Diversas estruturas de linha e cálculos de impedância serão descritos abaixo em detalhe. 3.2 Estrutura de microfita e condições de cálculo de impedância

Relativamente à Figura 2 que ilustra um diagrama esquemático de uma primeira microfita de acordo com a primeira forma de realização da invenção, W1 indica uma largura de linha, W indica uma largura de linha após o corte inferior, T indica uma espessura de cobre e H indica uma altura da camada do pré-impregnado.

Os valores pretendidos e os valores de controlo da impedância de uma microfita de 50 ohm são ilustrados na

Tabela 3 abaixo para consulta e a ferramenta de cálculo é CITS25 VERSÃO 2004. 38

Valor pretendido Valor de controlo Altura de camada H (mil) 2, 8 2, 8 Largura de linha Wl (mil) 5 5 Tolerância de largura de linha +/-20% +20/-15% Tolerância de altura de camada (pm) +/-15 +/-10 Tolerância e impedância-alvo (ohm) 50+/-7 50+/-5

Tabela 3 3.3 Estrutura de microfita com camada subsuperficial oca e condições de cálculo de impedância

Relativamente à Figura 3 que ilustra um diagrama esquemático de uma segunda microfita de acordo com a primeira forma de realização da invenção, Wl indica uma largura de linha, W indica uma largura de linha após o corte inferior, T indica uma espessura de cobre, H indica uma altura da camada do pré-impregnado e da lâmina e Hl indica uma altura da camada da lâmina.

Os valores pretendidos da impedância da microfita de 50 ohm com uma camada subsuperficial oca são ilustrados na Tabela 4 abaixo para consulta e a ferramenta de cálculo é CITS25 VERSÃO 2004.

Altura de camada H (mil) 2,8+Lâmina Lâmina Hl (mm) 0,2+D1 Largura de linha Wl (mil) 23+D2 Tolerância de largura de linha +/-20% Tolerância de altura de camada H + Lâmina (pm) + /-50 Tolerância e impedância-alvo (ohm) 50+/-5

Tabela 4

Na Tabela 4, é possível atribuir um valor apropriado dependente da espessura de lâmina ao valor de incremento D2 para atingir a impedância-alvo de cálculo de 50 ohm. A espessura de lâmina é igual ou superior a 0,2 mm e o valor de incremento Dl pode ser um múltiplo de 0,05 mm. 39 3.4 Estrutura de fita interna e condição de cálculo de impedância

Devido à estrutura especial (1+2+1) da placa de quatro camadas, a fita só tem a impedância mais alta de aproximadamente 36 ohm mesmo sendo fabricada para ter a largura de linha minima de 4 mil, e a impedância de 50 ohm só pode ser alcançada se a camada superficial for oca para formar uma estrutura de fita interna.

Relativamente à Figura 4 que ilustra um diagrama esquemático de uma terceira microfita de acordo com a primeira forma de realização da invenção, W1 indica uma largura de linha, W indica uma largura de linha após o corte inferior, T indica uma espessura de cobre, H indica uma altura da camada do pré-impregnado e da lâmina e Hl indica uma altura da camada da lâmina.

Os valores pretendidos da impedância da microfita interna de 50 ohm são ilustrados na Tabela 5 abaixo para consulta e a ferramenta de cálculo é CITS25 VERSÃO 2004.

Altura de camada H (mil) 2,8+Lâmina Lâmina Hl (mm) 0,2+D1 Largura de linha W1 (mil) 12,5+D2 Tolerância de largura de linha +/-20% Tolerância de altura de camada H (pm) + /-50 Tolerância e impedância-alvo (ohm) 50+/-5

Tabela 5

Na Tabela 5, é possível atribuir um valor apropriado dependente da espessura de lâmina ao valor de incremento D2 para atingir a impedância-alvo de cálculo de 50 ohm. A espessura de lâmina é igual ou superior a 0,2 mm e o valor de incremento Dl pode ser um múltiplo de 0,05 mm. 40

No desenho de controlo de impedância deverá ser considerado o seguinte. 1) No caso de uma largura de linha de 4 mil, a largura de linha normal atinge o limite mais baixo e o valor de impedância será grandemente reduzido. Para evitar uma taxa quantificada de produto reduzida originada pela variante de valor de impedância, a largura de linha mínima da fita para controlo de impedância deve ser controlada para ser igual ou superior a 5 mil. 2) O limite de erro de controlo de impedância de +/-Ί ohm é utilizado preferencialmente, de modo a que uma placa qualificada de produção em massa possa satisfazer seguramente os requisitos de controlo de impedância se apenas o valor de impedância calculado for de 50 ohm. Por conseguinte, nem a designação adicional de controlo de impedância nem o custo adicional para controlo de impedância serão necessários. 3) Para reduzir o erro de controlo de impedância para igual ou inferior a +/-5 ohm, é utilizada preferencialmente uma linha larga em vez de aumentar a largura de linha e a tolerância de controlo de espessura dielétrica, de modo a não aumentar o custo do material. 4) Uma densidade de vias é controlada para não ser demasiado elevada, e um processo no qual uma chapa de cobre de terra é colocada sobre uma área vazia pode controlar a espessura de camada para não ser demasiado reduzida, de modo a que uma tolerância de controlo de impedância reduzida possa ser assegurada indiretamente. 41

Um teste da placa HDI de quatro camadas fabricada através do método de acordo com a forma de realização da invenção mostra que esta pode alcançar o mesmo desempenho da placa HDI de seis camadas. Além disso, a lâmina central da placa de quatro camadas é relativamente espessa e, como tal, tem uma melhor resistência contra altas temperaturas e altas pressões do que uma lâmina fina e, por conseguinte, a placa de quatro camadas com a lâmina relativamente espessa é superior à placa de seis camadas em termos de superfície plana, e tem igualmente um melhor desempenho contra altas temperaturas. A placa HDI de quatro camadas também passa com distinção noutros testes de fiabilidade, tais como Descarga Eletrostática (ESD)/Compatibilidade Eletromagnética (EMC))/teste de aumento de temperatura/teste de temperatura alta e baixa/anti-impacto/amolecimento. Através do método de desenho mediante redução de camadas PCI de acordo com a forma de realização da invenção, a placa HDI de seis camadas existente é reduzida a uma placa HDI de quatro camadas mediante redução de camadas continuando a manter o desempenho substancialmente inalterado, de modo a que tanto o custo de fabrico como o custo do material sejam reduzidos devido ao número reduzido de materiais a serem utilizados e ao processo de fabrico mais curto.

Convém referir que a forma de realização da invenção é apresentada por um exemplo em que uma placa HDI de seis camadas existente é reduzida a uma placa HDI de quatro camadas mediante o desenho de redução de camadas, mas não se limita a tal. A ideia de desenho e os detalhes técnicos para reduzir o custo de fabrico de PCI através do desenho mediante redução de camadas podem ser alargados a um 42 desenho de redução de uma placa de M camadas a uma placa de N camadas, em que M>N. A Segunda Forma de Realização

Relativamente à Figura 12, uma placa PCI de quatro camadas com vias cegas mecânicas desenhada de acordo com a forma de realização da invenção inclui: duas camadas superficiais, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 4) 40; e duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30. A placa PCI de quatro camadas inclui ainda uma via cega 50 e uma via de passagem 70. A estrutura ilustrada na Figura 12 é meramente ilustrativa de uma das formas de estrutura de uma placa PCI de quatro camadas com vias cegas mecânicas na forma de realização da invenção, e outras formas de estrutura da placa PCI de quatro camadas com vias cegas mecânicas são ilustradas nas Figuras 13 a 15.

Os detalhes técnicos especiais da placa PCI de quatro camadas com vias cegas mecânicas serão explicados abaixo relativamente à forma de realização preferida. Para obter outros detalhes técnicos, é possível consultar a forma de realização da placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser. 1. Parâmetros de via, uma largura de linha e uma distância entre linhas relativamente à estrutura acima São adotadas a mesma definição de parâmetro de vias mecânicas e a definição da largura de linha e da distância entre linhas como a placa PCI HDI de seis camadas existente. Além disso, convém referir que os parâmetros-chave primários, conforme aqui apresentado, são parâmetros validados, mas irão variar continuamente juntamente com o 43 progresso do nível tecnológico. 0 mesmo também se aplica aos dados específicos dos parâmetros técnicos abaixo. Por conseguinte, esses parâmetros são apenas recomendados para consulta, e a otimização dos parâmetros juntamente com o progresso do nivel tecnológico e as variações do mesmo levando em consideração a ideia de otimização apresentada no contexto estão incluídas no âmbito deste pedido de patente.

Para a via cega mecânica: o diâmetro de perfuração é indicado por N, e N>=8 mil: e o diâmetro PAD M=N+10 mil, e quanto maior for o PAD, menor será o custo de fabrico. Por conseguinte, N pode ser aumentado para otimização, de modo a que M seja aumentado, mas a distância entre linhas e a largura de linha preferidas deverão ser garantidas. 2. Desenho para camadas laminadas

Aqui será apresentado apenas um desenho de camada laminada de uma placa de quatro camadas de 2 + 2 com vias cegas mecânicas. Uma placa de via de passagem de quatro camadas sem via cega mecânica é uma estrutura de placa de quatro camadas convencional com uma tecnologia de desenho amadurecida, e as descrições detalhadas da mesma serão omitidas.

Os parâmetros específicos para um desenho de camadas laminadas da placa HDI de quatro camadas com vias cegas mecânicas são ilustrados na Tabela 6 abaixo. 44

Espessura da placa: variável Tolerância: +/-0,1 mm Estrutura laminada de referência: Material Nome da camada Espessura resultante Cobre Camada de ligação elétrica superior (Camada 1) 25 pm Lâmina de placa de dupla face Camada laminada >=0,1 mm Cobre A segunda camada de ligação elétrica (Camada 2) 25 pm Pré-impregnado (FR4) Pré-impregnado variável Cobre A terceira camada de ligação elétrica (Camada 3) 2 5 pm Lâmina de placa de dupla face Camada laminada >=0,1 mm Cobre Camada de ligação elétrica inferior (Camada 4) 25 pm

Tabela 6

De acordo com o requisito do DFM para produção em massa e a recomendação baseada nas capacidades tecnológicas de corrente dos fabricantes, a lâmina tem uma espessura igual ou superior a 4 mil, que pode assumir uma série de valores incluindo 0,1 mm/0,2 mm/0,3 mm/...

Tendo em conta as capacidades tecnológicas de corrente dos fabricantes, a espessura de placa minima é de 0,7 mm em teoria, e aqui a espessura da lâmina é de 8 mil. 0 pré-impregnado no meio é opcionalmente 1080/2116/3313/7628. De preferência, é utilizado um pré-impregnado relativamente espesso. A espessura da placa será aumentada subsequentemente à medida que a espessura da lâmina é aumentada. A espessura da placa pode ser aumentada para otimização. Contudo, a espessura da placa pode igualmente ser reduzida devido a um progresso do nivel tecnológico, de modo a satisfazer um requisito de um desenho bastante fino. 45 A utilização de outros materiais dielétricos de baixo custo semelhantes não será excluida. 3. Principio de controlo de interferência

Preferencialmente, as duas camadas interiores funcionam como camadas de ligação elétrica primárias na placa de quatro camadas com vias mecânicas. Devido à estrutura laminada especial da placa de quatro camadas com vias mecânicas, as duas camadas de ligação elétrica primárias têm possivelmente uma curta distância entre elas e uma longa distância respetivamente das duas camadas superficiais. Para controlar eficazmente a interferência entre as ligações elétricas nas duas camadas interiores, a espessura das duas lâminas deve ser reduzida, se possível, ao mesmo tempo que a espessura do pré-impregnado entre as duas lâminas é aumentada. As ligações elétricas nas duas camadas interiores devem ser mantidas afastadas umas das outras, se possível, e devem ser perpendiculares umas às outras no caso de se cruzarem. 0 número de vezes em que uma linha de sinal importante pode cruzar outra linha numa camada adjacente é estritamente limitado. 4. Principio de controlo de impedância

As ligações elétricas são curtas numa placa de telemóvel e a consistência ou continuidade de controlo de impedância em ligações elétricas de radiofrequência serão preferenciais sobre o valor-alvo de controlo de impedância resultante. Em conformidade com este princípio, a consistência de uma largura de linha/uma distância entre camadas/um valor DK dielétrico/uma espessura de cobre pode ser controlada de modo a controlar a continuidade de impedância indiretamente. Este método pode assegurar a consistência dos desempenhos elétricos das placas fabricadas por 46 diferentes fabricantes de PCI continuando a assegurar o controlo de impedância. Isto será vantajoso para ajustar os parâmetros de circuito, facilitar as margens de garantia de vários indices elétricos e permitir um funcionamento da placa mais estável e fiável.

Aqui será descrito apenas um método de controlo de impedância para uma placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas. 0 controlo de impedância numa placa de via de passagem de quatro camadas sem via cega mecânica é uma tecnologia amadurecida, e as descrições detalhadas da mesma não serão apresentadas.

Os desenhos para camadas laminadas de uma placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas são ilustrados nas Figuras 12 a 15. Em particular, duas placas de dupla face fabricadas em separado são empilhadas para serem laminadas, perfuradas e revestidas com chapa.

Devido ao desenho uniforme de controlo de impedância na placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas, é possível um controlo de impedância mais direto controlando a largura de linha/a distância entre camadas. Isto também pode reduzir a carga de trabalho dos fabricantes para um teste de impedância e, como tal, reduzir o custo de fabrico. Esta abordagem recomenda que um padrão de controlo de impedância possa ser criado numa extremidade auxiliar para união de placas unitárias, de modo a funcionar como um padrão de teste de apoio durante a depuração. 4.1 Análise da tolerância de controlo de impedância

Uma tolerância de largura de linha típica é de +/-20%. 47

Os limites de tolerância de espessura de material de placa típica para a placa HDI de quatro camadas com vias mecânicas são ilustrados na Tabela 7 abaixo.

Espessura H (mil) H <= 4 mil 4 mil<H<=8 mil 8 mil <H Tolerância D (pm) + /-15 + /-25 + /-50

Tabela 7 1) Os fatores primários relevantes para o controlo de impedância são a largura de linha/a altura de camada/a constante dielétrica/a espessura de cobre. Uma variação do valor DK dielétrico/da espessura de cobre tem pouca influência no valor de impedância, resultando numa variação de aproximadamente 1 ohm e, por conseguinte, a influência dos dois fatores pode ser insignificante. 2) Tendo em conta as características do processo de fabrico, a altura de camada é substancialmente reduzida, uma vez que os materiais básicos devem ser movidos para encher as vias e encher as áreas sem cobre na laminação. Se a espessura do material de placa exceder a espessura pretendida, a espessura excessiva deverá estar dentro do limite de tolerância pretendida. Após o enchimento da via e o enchimento da área sem cobre mediante a laminação, é possível reduzir a espessura excessiva do material de placa. Como um todo, a espessura do material de placa não irá atingir a tolerância positiva e é possível considerar apenas o limite de tolerância negativa. 3) Tendo em conta o processo de fabrico, uma largura de linha resultante é sempre inferior à largura de linha pretendida devido ao corte inferior e, por conseguinte, é possível considerar apenas uma influência da largura de 48 linha assumindo a tolerância negativa sobre o valor-alvo de impedância. 4) Normalmente, tal como é possível ver na análise acima, a largura de linha torna-se mais pequena, bem como a altura de camada. Quanto menor for a largura de linha, mais alta será a impedância, e quanto menor for a espessura de camada, mais baixa será a impedância e, por conseguinte, os erros em duas direções terão uma influência complementar na impedância. Como tal, o limite de tolerância máxima de um único fator dará origem à influência máxima sobre a impedância. 4.2 Estrutura de microfita e condições de cálculo de impedância

Relativamente à Figura 16 que ilustra um diagrama esquemático de uma estrutura de microfita da placa HDI de quatro camadas com vias mecânicas. A ferramenta de cálculo é CITS25 VERSÃO 2004.

Os valores pretendidos e os valores de controlo para a impedância de uma microfita de 50 ohm para a placa HDI de quatro camadas com vias mecânicas são ilustrados na Tabela 8 abaixo para consulta.

Altura de lâmina H (mil) 8 8 12 12 Largura de linha W1 (mil) 15, 5 15,5 23,5 23,5 Tolerância de largura de linha +/-20% +20/-15% +/-20% +20/-15% Tolerância de altura de camada (pm) + /-25 + /-25 + /-25 + /-25 Tolerância e impedância-alvo (ohm) 50+/-7 50+/-5 50+/-7 50+/-5

Tabela 8 49

Em que H indica a altura entre camadas entre a microfita e a camada de referência; W indica uma largura da parte superior da microfita; W1 indica uma largura da parte inferior da microfita; e T indica uma espessura da microfita. 4.3 Estrutura de fita e condição de cálculo de impedância

Relativamente à Figura 17 que ilustra um diagrama esquemático de uma estrutura de fita da placa HDI de quatro camadas com vias mecânicas. A ferramenta de cálculo é CITS25 VERSÃO 2004.

Os valores pretendidos e os valores de controlo para a impedância de uma fita de 50 ohm são ilustrados na Tabela 9 abaixo para consulta.

Altura de camada H (mil) 17,2 15,5 Altura de camada da lâmina (mil) 8 8 Espessura de pré-impregnado Hl (mil) 8 6,3 Largura de linha W1 (mil) 7 5 Tolerância de largura de linha +/-20% +/-20% Tolerância de altura de camada H (pm) + /-50 + /-50 Tolerância e impedância-alvo (ohm) 50+/-5 50+/-5

Tabela 9

Em que H indica a altura entre as camadas de referência;

Hl indica uma altura entre camadas entre a fita e uma camada de referência inferior; W indica uma largura da parte superior da fita; 50 W1 indica uma largura da parte inferior da fita; e T indica uma espessura da fita. 5. Análise e validação de fiabilidade São utilizadas duas lâminas para a placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas. Devido à chapa de cobre laminada sobre ambas as superfícies das lâminas, a superfície plana das lâminas é bastante superior à do pré-impregnado em caso de alta temperatura e alta pressão. Uma lâmina espessa tem uma melhor resistência contra altas temperaturas e altas pressões do que uma lâmina fina. Por conseguinte, a superfície plana da placa de quatro camadas com vias cegas mecânicas é superior à de uma estrutura HDI convencional (por ex., uma placa de seis camadas de 1 + 4 + 1 ou 1 + 1 + 2 + 1 + 1 com vias laser, que inclui normalmente uma camada laminada) e tem igualmente um melhor desempenho contra altas temperaturas.

As descrições acima são ilustrativas do método de fabrico da placa de circuito impresso de acordo com as formas de realização da invenção e, consequentemente, são fornecidas duas estruturas de placa de circuito impresso de acordo com as formas de realização da invenção. 1. Placa HDI de quatro camadas com vias cegas laser

Relativamente à Figura 5, é ilustrado um diagrama esquemático de uma placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas laser de acordo com uma forma de realização da invenção. A placa de circuito impresso de acordo com a forma de realização da invenção inclui quatro camadas, incluindo 51 duas camadas superficiais exteriores, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 4) 40, e duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30, e um material dielétrico é laminado entre cada uma das quatro camadas e respetiva camada adjacente. A placa de circuito impresso inclui ainda uma via cega 50, uma via interna 60 e uma via de passagem 70. Convém referir que é aqui ilustrada uma das formas de estrutura da placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas laser apenas como exemplo, mas a invenção não se limitada a tal. A primeira camada (camada 1) 10 pode igualmente ser designada por camada superior, e a quarta camada (camada 4) 40 pode igualmente ser designada por camada inferior. O material dielétrico inclui o pré-impregnado, a lâmina, etc., e o pré-impregnado é normalmente FR4. 2. Placa HDI de quatro camadas com vias mecânicas

Relativamente à Figura 12, é ilustrado um diagrama esquemático de uma placa de circuito impresso HDI de quatro camadas com vias cegas mecânicas de acordo com uma forma de realização da invenção. A placa de circuito impresso de acordo com a forma de realização da invenção inclui quatro camadas, incluindo duas camadas superficiais exteriores, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 4) 40, e duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30, e um material dielétrico é laminado entre cada uma das quatro camadas e respetiva camada adjacente. A placa de circuito impresso inclui ainda vias cegas mecânicas 50 e vias de passagem 70. Convém referir que é aqui ilustrada uma das formas de 52 estrutura da placa PCI de quatro camadas com vias cegas mecânicas apenas como exemplo, mas a invenção não se limitada a tal. A primeira camada (camada 1) 10 pode igualmente ser designada por camada superior, e a quarta camada (camada 4) 40 pode igualmente ser designada por camada inferior. O material dielétrico inclui o pré-impregnado, a lâmina, etc., e o pré-impregnado é normalmente FR4.

Relativamente às Figuras 5 e 12, as duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30, são utilizadas para colocar linhas de sinal, e as linhas de sinal são ligadas de forma elétrica nas camadas interiores numa base de área. As ligações elétricas nas duas camadas interiores são divididas em áreas estritamente por funções, incluindo uma área de sinal de radiof requência e uma área de sinal digital, ambas colocadas respetivamente dentro de uma cavidade/caixa de proteção. A área na camada adjacente correspondente às ligações elétricas é colocada com uma chapa de cobre de terra com uma área grande ou colocada na vertical com poucas ligações elétricas.

As duas camadas superficiais, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 4) 40, são colocadas normalmente sem nenhuma ligação elétrica ou com o menos possível de ligações de elétricas. Quando uma das camadas superficiais exteriores funciona como um lado de colocação de teclado, a outra funciona como um lado de colocação de dispositivo.

No caso de a primeira camada (camada 1) ser o lado de colocação de teclado e a quarta camada (camada 4) 40 ser o 53 lado de colocação de dispositivo, a segunda camada (camada 2) 20 adjacente à primeira camada (camada 1) 10 é utilizada para colocar linhas de sinal de radiofrequência, linhas de sinal de energia, linhas de sinal de relógio e linhas de sinal de áudio. A linha de energia principal é colocada ao longo de uma extremidade da placa na camada interior adjacente ao lado de colocação de teclado, duas camadas adjacentes são colocadas com chapas de cobre de terra com uma área grande, e as chapas de cobre de terra em diferentes camadas estão bem ligadas umas às outras. Outras linhas de energia evitam a sobreposição na vertical com o PAD de teclado. As linhas de sinal de áudio ligadas de forma elétrica correspondem a uma porção no lado de colocação de teclado, que é colocada com um cobre de terra com uma área grande, e são mantidas afastadas do PAD de teclado, e uma porção da outra camada interior adjacente à mesma é uma chapa de cobre de terra completa. As linhas de sinal de relógio ligadas de forma elétrica correspondem a uma porção no lado de colocação de teclado, que é colocada com um cobre de terra com uma área grande, e são mantidas afastadas do PAD de teclado, e uma porção da outra camada interior adjacente é uma chapa de cobre de terra completa. A terceira camada (camada 3) 30 adjacente à quarta camada (camada 4) 40 é utilizada para colocar barramentos de dados e linhas de sinal multimédia. As linhas de sinal de radiofrequência também podem ser colocadas nesta camada.

Os barramentos de dados são ligados de forma elétrica na mesma camada, e é utilizada uma linha curta de camada superficial para comutação de camadas no caso de um 54 cruzamento dos barramentos de dados. Geralmente, os barramentos de dados existentes não se distinguem por categorias nem por agrupamentos, mas nas placas de circuito impresso de acordo com as formas de realização da invenção, os barramentos de dados são agrupados por categorias e ligados de forma elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos são isolados uns dos outros através de uma linha de terra, reduzindo assim a interferência. A linha de terra para isolamento é interligada perfeitamente com a terra compreendendo uma área grande e uma terra noutras camadas. As linhas de sinal multimédia são igualmente ligadas de forma elétrica na mesma camada, agrupadas por categorias e ligadas de forma elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos são isolados uns dos outros através de uma linha de terra.

Numa placa HDI de seis camadas existente, uma das camadas interiores pode funcionar como uma terra primária, fornecendo assim uma terra de corrente de retorno completa com uma área grande e, por conseguinte, a interferência entre sinais pode ser reduzida. Em oposição, uma placa HDI de quatro camadas inclui apenas duas camadas interiores, e não é possível ter uma das camadas interiores a funcionar como uma terra primária, ou seja, não é possível fornecer nenhuma terra primária completa em qualquer camada. Consequentemente, um grande problema da placa de quatro camadas é uma chapa de cobre incompleta da terra primária, resultando num caminho de corrente de retorno incompleto e descontínuo de sinais de alta velocidade, de modo a tornar provável a ocorrência de interferência de sinal. Nas placas de circuito impresso de acordo com a forma de realização da invenção, as duas camadas superficiais exteriores, ou seja, a primeira camada (camada 1) 10 e a quarta camada (camada 55 4) 40, são colocadas com o menos possível de ligações elétricas e são interligadas perfeitamente através das vias de passagem para funcionarem em conjunto como uma terra de referência primária que fornece às duas camadas interiores, ou seja, a segunda camada (camada 2) 20 e a terceira camada (camada 3) 30 respetivamente, uma terra de corrente de retorno primária, de modo a poder ser fornecido um caminho de corrente de retorno completo e reduzida a interferência de sinal. Depois de concluída a ligação elétrica, todas as áreas vazias são cobertas com terra, e partes da chapa de cobre de terra são interligadas perfeitamente com a chapa de cobre de terra de área grande através de vias de terra suficientes.

Tal como é possível ver a partir do mencionado acima, nas soluções de desenho para redução de camadas de uma placa de circuito impresso fornecidas nas formas de realização da invenção, as linhas de sinal são ligadas de forma elétrica numa base de área nas camadas interiores adjacentes às camadas superficiais exteriores; as camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e são interligadas como uma terra primária através das vias de passagem; e os parâmetros da largura de linha e da altura de camada são definidos para controlar o valor-alvo de impedância. Cada uma das duas camadas interiores primeiramente para ligação elétrica está adjacente à respetiva camada superficial exterior, com uma pequena distância entre elas, e as camadas superficiais exteriores são colocadas sem nenhuma ligação elétrica ou com poucas ligações elétricas e, por conseguinte, as camadas superficiais exteriores podem ser interligadas perfeitamente através das vias de passagem para fornecer uma boa terra de corrente de retorno às 56 respetivas camadas interiores adjacentes, reduzindo assim a interferência de sinal. Além disso, a distância entre as duas camadas interiores é muito superior (>=2 vezes, preferencialmente >=3 vezes) à distância entre as duas camadas interiores e as respetivas camadas superficiais exteriores mais próximas e, por consequência, de acordo com a conclusão da teoria sobre a distribuição espacial de campo eletromagnético, a interferência entre ligações elétricas nas duas camadas interiores colocadas com essa distância pode ser muito inferior à interferência entre as ligações elétricas nas camadas interiores e as das respetivas camadas superficiais mais próximas. Tendo em conta que a consistência (também designada por continuidade) de controlo de impedância nas linhas de sinal de radiofrequência ligadas de forma elétrica é preferencial sobre o valor-alvo de controlo de impedância resultante, a consistência da largura de linha e da altura de camada pode ser controlada de modo a controlar indiretamente o valor-alvo de controlo de impedância resultante. 0 valor-alvo de controlo de impedância resultante pode ser garantido se apenas a largura de linha/a altura de camada atingirem o parâmetro pretendido. Por conseguinte, as soluções de desenho para redução de camadas de uma placa de circuito impresso de acordo com as formas de realização da invenção podem controlar razoavelmente a interferência de sinal e permitir o controlo de impedância, de modo a reduzir grandemente o custo de fabrico continuando a manter os desempenhos essenciais da placa de circuito impresso de múltiplas camadas original.

Além disso, os barramentos de dados e as linhas de sinal multimédia são agrupados por categorias e ligados de forma elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos são isolados 57 uns dos outros através de uma linha de terra, reduzindo assim ainda mais a interferência de sinal. A placa de circuito impresso e o método de fabrico da mesma de acordo com as formas de realização da invenção foram descritos acima em detalhe. 0 principio e as formas de realização da invenção foram aqui apresentados como dois exemplos específicos e as descrições das formas de realização destinam-se a uma melhor compreensão do método das formas de realização da invenção e da ideia essencial das mesmas. Igualmente, as modificações às formas de realização e aplicações da invenção podem ser efetuadas pelos peritos na especialidade com base na ideia das formas de realização da invenção. Por conseguinte, as descrições não devem ser interpretadas como sendo uma limitação do âmbito da invenção.

Lisboa, 21 de Dezembro de 2011

Claims (25)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método de formação de uma placa de circuito impresso, compreendendo a ligação elétrica (Al) de linhas de sinal por áreas funcionais nas camadas interiores (20, 30) adjacentes às camadas superficiais exteriores (10, 40), caracterizado por compreender ainda: a colocação (A2) das camadas superficiais exteriores (10, 40) sem nenhuma ligação elétrica e a interligação das camadas superficiais exteriores (10, 40) através de vias de passagem (70), de modo a que as camadas superficiais exteriores (10, 40) funcionem como uma terra primária; e a definição (A3) de parâmetros de uma largura de linha e uma altura de camada para controlar um valor-alvo de impedância; em que a distância entre as duas camadas interiores (20, 30) adjacentes às camadas superficiais exteriores é, no mínimo, o dobro da distância entre cada uma das camadas interiores e uma camada superficial exterior mais próxima da camada interior. 2. 0 método de formação de uma placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: uma das camadas superficiais exteriores (10, 40) ser um lado de colocação de teclado e as linhas de sinal de radiofrequência, as linhas de sinal de energia, as linhas de sinal de relógio e as linhas de sinal de áudio serem colocadas na camada interior adjacente à camada superficial exterior. 2 3. 0 método de formação de uma placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: uma das camadas superficiais exteriores (10, 40) ser um lado de colocação de dispositivo e as linhas de sinal de radiofrequência, os barramentos de dados e as linhas de sinal multimédia serem colocadas na camada interior adjacente à camada superficial exterior. 4. 0 método de formação de uma placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por: os barramentos de dados e as linhas de sinal multimédia serem agrupados por categorias e ligados de forma elétrica por agrupamentos. 5. 0 método de formação de uma placa de circuito impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por: o número das camadas interiores (20, 30) na placa de circuito impresso ser dois.

6. Uma placa de circuito impresso, compreendendo camadas superficiais exteriores (10, 40) e, pelo menos, duas camadas interiores entre as camadas superficiais exteriores (10, 40), caracterizada por: as camadas interiores (20, 30) adjacentes às camadas superficiais exteriores (10, 40) serem utilizadas para colocar linhas de sinal, e as linhas de sinal serem ligadas de forma elétrica por áreas funcionais nas camadas interiores; e 3 as camadas superficiais exteriores (10, 40) serem colocadas sem nenhuma ligação elétrica e interligadas como uma terra primária através de vias de passagem (70); em que a distância entre as duas camadas interiores (20, 30) adjacentes às camadas superficiais exteriores é, no mínimo, o dobro da distância entre cada uma das camadas interiores e uma camada superficial exterior mais próxima da camada interior.

7. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por: uma das camadas superficiais exteriores (10, 40) ser um lado de colocação de teclado e a camada interior adjacente à camada superficial exterior ser utilizada para colocar as linhas de sinal de radiofrequência, as linhas de sinal de energia, as linhas de sinal de relógio e as linhas de sinal de áudio.

8. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por: uma das camadas superficiais exteriores (10, 40) ser um lado de colocação de dispositivo e a camada interior adjacente à camada superficial exterior ser utilizada para colocar as linhas de sinal de radiofrequência, os barramentos de dados e as linhas de sinal de multimédia.

9. A placa de circuito impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada por: 4 o número da camada interior (20, 30) na placa de circuito impresso ser dois, pelo menos um dispositivo de pacote BGA ser fornecido na placa de circuito impresso, uma via cega (55) na placa de circuito impresso ser uma via cega laser, uma via interna (60) e uma via de passagem (70) serem vias mecânicas, a via cega laser numa área BGA ser colocada por baixo de uma placa do dispositivo de pacote BGA e uma chapa de cobre de terra com uma área grande na área BGA ser uma chapa de cobre de malha.

10. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 6, em que a placa de circuito impresso é uma placa principal de um produto de terminal, compreendendo um chip central de uma banda de base ou módulo de radiofrequência, caracterizada por: a placa principal do produto de terminal ser uma placa de circuito impresso de quatro camadas compreendendo camadas superficiais e duas camadas interiores (20, 30) entre as camadas superficiais (10, 40); as camadas superficiais (10, 40) compreenderem uma camada superior (10) e uma camada inferior (40) que são respetivamente uma camada de terra de referência primária constituída por uma chapa de cobre de terra com uma área grande, e as chapas de cobre de terra com uma área grande da camada superior e da camada inferior serem interligadas através de vias de passagem (70); e as camadas interiores (20, 30) serem camadas de ligação elétrica primárias, em que as áreas de ligação elétrica são divididas por funções; uma distância entre as camadas interiores (20, 30) ser igual ou superior ao dobro da distância entre cada uma das 5 camadas superficiais (10, 40) e as camadas interiores (20, 30) adjacentes à camada superficial; e a área de ligação elétrica em cada uma das camadas interiores (20, 30) corresponder à área de chapa de cobre de terra com uma área grande numa camada adjacente à camada interior ou linhas móveis colocadas na vertical na camada adjacente à camada interior.

11. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por uma área vazia nas camadas interiores (20, 30), para além das áreas de ligação elétrica, estar ligada à terra.

12. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por os dispositivos internos de cada módulo funcional serem colocados numa direção móvel de um sinal de circuito, e uma área de radiofrequência e uma área digital serem colocadas respetivamente dentro de uma estrutura de proteção.

13. A pl aca de circuito impresso de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por a impedância de uma ligação elétrica de radiofrequência, a consistência de uma largura de linha, uma distância entre camadas, um valor DK dielétrico e/ou uma espessura de cobre serem controlados de modo a controlar indiretamente a continuidade da impedância da ligação elétrica de radiofrequência.

14. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por as camadas superficiais (10, 40) da placa principal do produto de terminal serem 6 colocadas com ligações elétricas dispostas dentro de uma estrutura de proteção.

15. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por as linhas de energia principais serem colocadas nas camadas interiores (20, 30), ligadas de forma elétrica ao longo de uma extremidade da placa e isoladas da extremidade da placa por uma linha de terra.

16. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por a camada superior ser colocada como um lado de colocação de teclado do produto de terminal, e a camada inferior ser colocada como um lado de colocação de dispositivo primário do produto de terminal.

17. A pl aca de circuito impresso de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por as linhas de áudio serem colocadas na camada interior adjacente à camada superior, corresponderem ao lado de colocação de teclado e serem mantidas afastadas de uma placa de teclado.

18. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por as linhas de áudio serem colocadas na camada interior adjacente à camada inferior e mantidas afastadas das placas de pinos do dispositivo de sinais de alta velocidade e sinais de energia no lado de colocação de dispositivo primário.

19. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por as linhas de áudio serem isoladas das linhas de sinal circundantes na mesma camada por uma linha de terra. 7

20. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por as linhas de relógio serem colocadas na camada interior adjacente à camada inferior e mantidas afastadas das placas de pinos do dispositivo de sinais de alta velocidade e sinais de energia no lado de colocação de dispositivo primário.

21. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por as linhas de dados serem colocadas na camada interior adjacente ao lado de colocação de dispositivo primário, e incluírem, por categorias, linhas de dados LCD, linhas de interface, linhas JTAG, linhas de porta série, linhas de placa UIM e linhas de teclado; as linhas de dados serem agrupadas por categorias e ligadas de forma elétrica por agrupamentos, e os agrupamentos serem isolados uns dos outros por uma linha de terra.

22. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada por a placa principal ter uma estrutura laminada 1+2+1 incluindo uma placa de dupla face intermédia, os dois lados da mesma serem laminados respetivamente com um pré-impregnado e uma folha de cobre, uma via cega (55) na placa principal ser uma via cega laser, e uma via interna (60) e uma via de passagem (70) serem vias mecânicas.

23. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 22, caracterizada por a placa principal do produto de terminal estar equipada com, pelo menos, um dispositivo de pacote BGA com uma distância entre pinos selecionada a partir de qualquer combinação de 1 mm, 0,8 mm, 0,65 mm, 0,5 mm e 0,4 mm. 8

24. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 22, caracterizada por a espessura entre as camadas superficiais (10, 40) e as respetivas camadas interiores adjacentes (20, 30) variar entre 60 μπι e 80 pm.

25. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 22, caracterizada por a espessura de um dielétrico entre as camadas interiores (20, 30) ser igual ou superior a 0,1 mm e a espessura total da placa principal ser igual ou inferior a 1,6 mm.

26. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizada por a placa principal ter uma estrutura laminada 2+2 incluindo duas placas de dupla face separadas por uma camada de pré-impregnado, uma via cega (55) na placa principal ser uma via cega mecânica, e uma via interna (60) e uma via de passagem (70) serem vias mecânicas.

27. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por a placa principal do produto de terminal estar equipada com, pelo menos, um dispositivo de pacote BGA, a via cega laser numa área BGA ser fornecida por baixo de uma placa do dispositivo de pacote BGA, e uma chapa de cobre de terra com uma área grande na área BGA ser uma chapa de cobre de malha.

28. A placa de circuito impresso de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por a distância entre as camadas superficiais (10, 40) e as respetivas camadas interiores adjacentes (20, 30) ser igual ou superior a 0,1 mm. 9

29. A placa de circuito impresso reivindicação 26, caracterizada por a placa principal ser igual ou inferior a Lisboa, 21 de Dezembro de 2011 de acordo com espessura total 2 mm. a da