A medida que el tamaño de los dispositivos electrónicos se reduce y su funcionalidad se expande, la demanda de placas de circuitos compactas y de alto rendimiento para satisfacer las crecientes necesidades es cada vez mayor. Aquí entra en escena la PCB HDI: una PCB de interconexión de alta densidad (HDI), cuya tecnología permite a los diseñadores concentrar la mayor potencia funcional en un espacio más reducido.
Técnicas de diseño avanzadas como micro vías, vías ciegas, vías enterradas y anchos de trazas finas para una mayor densidad de cableado y una integridad de señal superior hacen que las placas HDI sean excelentes candidatas para aplicaciones en áreas como teléfonos inteligentes, tabletas, dispositivos portátiles, automóviles y electrónica médica.
¿Qué es una PCB HDI?
Las placas de circuito impreso de interconexión de alta densidad (HDI) son placas de circuito modernas que ofrecen una densidad de cableado por unidad de área comparativamente mayor que las PCB estándar. Los diseñadores pueden construir componentes electrónicos más pequeños y de mayor rendimiento utilizando líneas y espacios finos, vías más pequeñas y una mayor densidad de terminales de conexión.
Con la tecnología HDI, una forma avanzada de organizar el espacio, es posible colocar más componentes activos en un espacio reducido. Esto se logra mediante microvías, vías ciegas y enterradas, y múltiples capas laminadas en secuencia. Estas características hacen que las HDI sean ideales para las aplicaciones modernas de smartphones, tablets, wearables, dispositivos médicos y electrónica compacta.
A medida que creció la demanda de productos electrónicos, también aumentó la importancia de las PCB HDI en la fabricación de productos electrónicos. Su flexibilidad de diseño y sus ventajas de rendimiento las han convertido en la mejor opción para ingenieros y fabricantes de PCB HDI de todo el mundo.
Apilado de PCB HDI
El apilamiento de PCB HDI consiste en una disposición específica de capas conductoras y aislantes dentro de una placa HDI. A diferencia de la PCB convencional, las placas HDI combinan microvías, vías ciegas y vías enterradas para conectar las capas, lo que puede complicar el enrutamiento y aumentar la densidad de componentes.
El apilamiento típico de HDI contiene una o más secuencias de laminaciones, lo que proporciona un enrutamiento adicional sin aumentar el tamaño de la placa. Algunas de las configuraciones más populares incluyen:
• 1+N+1: Una capa de microvías en cada lado de un núcleo
• 2+N+2: Dos capas de microvías en cada lado que proporcionan canales de enrutamiento
• Cualquier capa HDI: Las microvías se pueden conectar a cualquier capa, proporcionando así la máxima flexibilidad de diseño.
La elección de los apilamientos de PCB HDI está directamente relacionada con la integridad de la señal, el rendimiento térmico y la viabilidad de fabricación de un dispositivo. Un apilado bien diseñado minimiza la pérdida de señal y la diafonía, lo que facilita la transmisión de datos a alta velocidad.
Principales beneficios del IDH
Las PCB HDI ofrecen numerosas ventajas, lo que las convierte en la opción ideal para el diseño electrónico moderno. La tecnología de PCB HDI, que ofrece una mayor densidad de componentes y un mejor rendimiento eléctrico, permite construir dispositivos más rápidos, más pequeños y mucho más fiables.
A continuación se presentan algunos de los beneficios clave de utilizar placas HDI:
• Miniaturización:
Gracias a las trazas más finas y a las microvías, las PCB HDI admiten los diseños más compactos y las hacen ideales para aplicaciones con limitaciones de espacio, como teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles.
• Rendimiento eléctrico mejorado:
Los retrasos reducidos y la integridad mejorada de la señal son los beneficios obtenidos de caminos de señal más cortos y efectos parásitos reducidos y, por lo tanto, un mayor rendimiento de frecuencia.
• Mayor densidad de capas:
Se pueden acomodar más capas dentro de las acumulaciones HDI sin aumentar el grosor de una placa, maximizando así la funcionalidad en una superficie limitada.
• Flexibilidad:
Las vías ciegas y enterradas permiten que los diseñadores de PCB HDI tengan más libertad para jugar con sus diseños.
• Gestión mejorada del calor:
Las nuevas estructuras de vías mejoran la disipación térmica, haciendo que la placa sea más confiable.
• Más confiable:
Las microvías perforadas con láser son más resistentes y menos propensas a fallas que las microvías perforadas mecánicamente en PCB convencionales.
¿Qué tiene de diferente el diseño y la fabricación de PCB de HDI?
El diseño y la fabricación de PCB HDI son procesos muy complejos, a diferencia del diseño y la fabricación de PCB estándar. Debido a sus tamaños compactos y su sofisticada configuración, el diseño HDI requiere una atención extrema al detalle, tolerancias estrictas y control en cada etapa de la fabricación.
Diferencias en el diseño de PCB HDI:
A diferencia de las placas tradicionales, el diseño de PCB HDI se centra en la alta densidad, sin comprometer el rendimiento. Los diseñadores utilizan:
• Microvías y vías ciegas/enterradas para reducir la distancia entre capas.
• La tecnología Via-in-pad ahorra espacio y brinda a los usuarios la posibilidad de posicionar el teclado con precisión. Componentes BGA.
• Técnicas de enrutamiento de señales de alta velocidad que mantienen intactas las señales en ese diseño de alta densidad.
Diferencias en el proceso de fabricación:
El proceso de fabricación de PCB HDI incluye:
• La perforación láser para microvías ofrece una precisión que no se puede lograr con taladros mecánicos.
• Laminación secuencial para construir pilas multicapa paso a paso.
• Inspección y pruebas avanzadas para detectar pequeños defectos debido a las características finas.
Directrices de diseño de PCB de HDI
Para que una placa HDI funcione de forma óptima, es fundamental comprender bien todas las restricciones de diseño, los materiales elegidos y las capacidades de fabricación. Dado que el diseño de una HDI busca lograr la máxima densidad y rendimiento en un espacio compacto, unas directrices adecuadas garantizan la funcionalidad y la viabilidad de fabricación.
Consideraciones clave de diseño de HDI:
Uso de microvías
Las microvías son un elemento clave de las placas HDI. Úselas estratégicamente para conectar capas adyacentes y permitir una distribución densa de componentes sin comprometer las rutas de señal.
Técnica de vía en almohadilla
El método de vía en almohadilla permite lograr un diseño compacto con buena eficiencia de enrutamiento, pero también implica rellenar y recubrir la vía durante la fabricación. Esto es especialmente útil para BGA.
Enrutamiento de impedancia controlada
La mayoría de los HDI transmiten señales de alta velocidad; por lo tanto, es fundamental mantener una impedancia controlada. Preste atención al ancho de traza, el espaciado y la configuración del apilamiento para evitar la degradación de la señal.
Planificación adecuada del apilamiento
Involucre a su fabricante de PCB HDI desde el principio de la fase de diseño para que se pueda acordar una configuración de PCB HDI viable. Esto afectará la impedancia, el número de capas, el rendimiento térmico y los costos.
Diseño para la Manufacturabilidad (DFM)
Mantenga su diseño dentro de los límites de tolerancia del fabricante de PCB HDI elegido. Utilice tamaños de broca estándar y asegúrese de que sus reglas de diseño coincidan con las del fabricante para evitar retrasos en la producción.
Transferencia térmica
Cuanto más denso sea el diseño, mayor será la generación de calor. Utilice vías térmicas junto con una distribución uniforme del cobre para controlar la temperatura y garantizar la fiabilidad.
Proceso de fabricación de PCB HDI
El proceso de fabricación de PCB HDI es muy complejo en comparación con las PCB estándar debido a sus características más finas y su naturaleza multicapa. Los intrincados pasos de fabricación de las placas HDI garantizan la fiabilidad y el rendimiento gracias a equipos de alta precisión y un estricto control de proceso.
Preparación de material
Las PCB HDI están hechas de materiales base de alto rendimiento como FR4 o laminados avanzados con propiedades que admiten resolución de líneas finas y estabilidad térmica.
Perforación láser
Las microvías que conectan capas adyacentes se forman mediante perforación láser. A diferencia de la perforación mecánica tradicional, la tecnología láser permite alcanzar la máxima precisión requerida en las geometrías finas de la tecnología PCB HDI.
Electrolítico y galvanoplastia
En este paso, las microvías se recubren con cobre para establecer las vías de conducción tras la perforación. Esto es vital, ya que proporciona conectividad eléctrica y fiabilidad a largo plazo.
Laminación secuencial
Las capas de un apilamiento de PCB HDI se construyen mediante laminación secuencial. Este proceso añade pares de capas paso a paso, incorporando microvías y vías enterradas en cada etapa para facilitar interconexiones complejas.
Imágenes y grabado
Primero, se toma la imagen de alta resolución para definir los patrones de los circuitos y, posteriormente, se graba para eliminar el exceso de cobre y obtener geometrías finas de pistas muy precisas. Este proceso permite un enrutamiento de muy alta densidad en el diseño de PCB HDI.
Máscara de soldadura y acabado superficial
Se coloca una máscara de soldadura para proteger las pistas, luego se deposita un acabado de superficie (como ENIG o HASL) en las almohadillas para garantizar una buena soldabilidad durante el ensamblaje.
Pruebas e Inspección
Se realizan rigurosas pruebas eléctricas en cada PCB HDI, además de una inspección óptica automatizada (AOI) para detectar defectos en las vías, pistas y conectividad. De esta forma, se garantiza la calidad de todas las placas antes de su entrega.
¿Por qué elegir PCBasic? ¿Conjunto de PCB HDI?
PCBasic es la solución definitiva para el ensamblaje de PCB HDI de alta calidad, utilizada por ingenieros y empresas de todo el mundo. Gracias a nuestra combinación de conocimiento técnico y un servicio atento, fabricamos placas HDI fiables y de alto rendimiento, dentro del presupuesto y a tiempo.
¿Qué hace que PCBasic se destaque?
Especializados en tecnología PCB HDI: Manejo experto de apilamientos complejos de PCB HDI y estructuras de microvías.
Prototipos rápidos de PCB HDI:Entrega rápida alineada con el cronograma de su proyecto.
Equipos de fabricación avanzados:La perforación láser de precisión, el AOI y los procesos de control son garantías sólidas y confiables de la más alta calidad.
Servicio integralDesde el soporte de diseño para HDI hasta el ensamblaje final, ahora todo está bajo un mismo techo.
Volumen flexibleYa sea para prototipos de PCB HDI individuales o para producción en volumen, lo haremos.
Entrega puntual y confiableLa velocidad es lo primero, sin comprometer la calidad.
Experiencia en múltiples industrias: Automotriz, médica, electrónica de consumo e industrial.
PCBasic es el fabricante confiable de PCB HDI en el que puede confiart por calidad, precisión y rendimiento.
Conclusión
Las PCB HDI ofrecen mucho más que ser más delgadas y ligeras; se han convertido en una tecnología clave que impulsa innovaciones en todos los sectores. Desde CPUs hasta smartphones y portátiles, la tecnología HDI se utiliza prácticamente en todas partes. Su capacidad para ofrecer un alto rendimiento en un tamaño compacto la hace esencial para los diseños electrónicos modernos con limitaciones de espacio.
Todos los pasos en la fabricación de PCB HDI requieren tanta experiencia y precisión como la fase de diseño; el apilado avanzado y la fabricación precisa son algunas de las consideraciones más importantes.
PCBasic es la solución ideal. Como fabricante consolidado de PCB HDI, ofrecemos servicios integrales, desde el prototipado de PCB HDI hasta el ensamblaje a gran escala, dando vida a sus diseños con alta calidad, rapidez y fiabilidad.
