Si la PCB HDI puede satisfacer sus necesidades, ¡aquí están las respuestas!

Recientemente ha habido una gran demanda de dispositivos electrónicos más sofisticados con poderosas capacidades computacionales para permitir tecnologías emergentes, como IoT y redes 4G. HDI PCB es uno de los habilitadores críticos para proporcionar dispositivos electrónicos potentes pero pequeños que utilizan la misma área o menos en comparación con la tecnología de PCB tradicional.

En este artículo, vamos a explorar más sobre esta fantástica tecnología de PCB. Comenzamos definiendo qué entendemos por PCB HDI y cómo los diseñamos y fabricamos. Además, explicamos elementos vitales, como los materiales de PCB HDI, la elección de fabricantes y el pronóstico de PCB HDI en el mercado internacional.

1. ¿Qué es HDI PCB?

Los dispositivos electrónicos con un diseño más liviano, más delgado y más pequeño han respaldado a los PCB para que sean más avanzados, de modo que surgieron y tuvieron lugar en la industria los PCB de interconexión de alta densidad (HDI). La principal diferencia entre las PCB HDI y las tradicionales es que proporcionan una alta densidad porque emplean capas de microvías.

Los cimientos para la interconexión de varias placas de circuito. Los métodos de enrutamiento de PCB convencionales no pueden lograr esto. Con HDI, las capas de PCB son capas de microvías con diámetros pequeños y profundidades de 50 a 150 μm, respectivamente. Permiten que las PCB HDI pequeñas y delgadas fabriquen pequeños dispositivos electrónicos con capacidades mejoradas.

Por lo general, construimos estas capas de microvías sobre una placa PCB básica, que puede ser, por ejemplo, una placa PCB de una o varias capas. Podemos crear tales capas en ambos lados del tablero central. Por lo general, implementamos la conexión eléctrica entre la placa principal y las otras capas de construcción a través de microvías.

Como la dimensión de la almohadilla de microvía es pequeña, podemos reducir significativamente el tamaño y el peso de la placa, lo que da como resultado una reducción del tamaño total del producto electrónico. El uso de las microvías también aumenta el rendimiento eléctrico.

Ventajas de la PCB HDI:

• Tamaño reducido
• Ligero
• Mejor rendimiento eléctrico
• Económico
• Tiempos de fabricación más rápidos
• Menos transferencia de calor
• Consumo de energía eficiente que conduce a una mayor duración de la batería
• Permite una tasa de transmisión de señal alta y una mejor calidad de señal

2. Diseño de PCB HDI

La gran mayoría de la tecnología de proceso de envasado disponible en el mercado depende del proceso HDI. Requerimos un ancho/espacio de línea mínimo de 100um para un rendimiento industrial estable. La tecnología de construcción que empleamos en HDI PCB utiliza perforación por láser, perforación por plasma o dieléctricos de imágenes fotográficas para formar vías ciegas para lograr las altas densidades necesarias para desplegar una matriz flip-chip.

En muchos casos, cuando solo necesitamos uno o dos flip chips para un dispositivo, subutilizamos la tecnología HDI en el resto de la placa. Según lo informado por los estándares universales IPC-2221A e IPC-2222 sobre las reglas de diseño de PCB, limitamos la relación de aspecto a un mínimo de 6:1 a 8:1 como máximo para las vías de orificio pasante.

Del mismo modo, sugerimos un diámetro de perforación de 0,25 mm para un ancho típico de PCB de 1,60 mm. Estas restricciones son completamente apropiadas para la fabricación y WellPCB también las recomienda. Es importante mencionar aquí que para IPC de clase 3, los parámetros de consistencia como este son esenciales.

Por motivos de fiabilidad, no podemos reducir las dimensiones del pad de vía y el diámetro del agujero. Como sugieren los estándares universales IPC 2221A, limitamos el tamaño de la almohadilla a 0,55 a 0,60 mm.

3. Claves importantes en el proceso de fabricación de PCB HDI

Apertura

Uno de los parámetros clave considerados en el proceso de fabricación de PCB HDI es la relación de apertura. Debemos tener en cuenta esta relación al diseñar los orificios pasantes y ciegos. Por lo general, la apertura del orificio pasante es de aproximadamente 0,15 mm cuando usamos el perforador mecánico de estilo antiguo, y la relación entre el grosor de la placa PCB y la relación de apertura debe ser de al menos 8:1. Sin embargo, cuando usamos el taladro láser, recomendamos configurar la apertura del orificio del láser entre 3 y 6 mm con una relación de apertura de 1:1 como máximo.

Apilar

Varios factores suelen afectar a las placas de circuito impreso durante el proceso de apilamiento, como la temperatura y la presión. Si las placas de salida del proceso de apilamiento no son simétricas, lo que significa que la tensión se distribuye de manera desigual en la placa, aparecerá deformación en un lado, lo que reducirá el rendimiento de la placa. Como resultado, el diseñador debe considerar el diseño del proceso de apilamiento no simétrico y la distribución desigual de los agujeros.

Flujo del proceso

Podemos encontrar muchas similitudes con respecto al flujo de proceso entre las PCB HDI y las PCB ordinarias. Por ejemplo, el flujo de proceso de la PCB HDI con seis capas y dos pilas es el mismo que el de las PCB ordinarias, excepto por la secuencia de perforación. En el proceso de perforación por láser, formamos agujeros ciegos en las placas PCB HDI a altas temperaturas para quemar las paredes de los agujeros. Para PCB HDI con dos capas, plateamos y rellenamos los orificios ciegos de forma profesional, lo que encarece el proceso.

4. Cómo elegir el material adecuado para sus PCB HDI

Los materiales más delgados que usamos en las PCB son el producto final, ya que los materiales pueden tener un factor crucial. Podemos manejar varios materiales en la fabricación de PCB HDI según las especificaciones finales requeridas del producto.

Los materiales necesarios que utilizamos pueden ser FR4, metal, fibra de vidrio, cada uno de ellos depende del tipo de producto que queramos realizar. Puede seleccionar entre ENIG, HASL, estaño de inmersión, plata de inmersión y oro para el acabado de superficie de PCB HDI. Recomendamos ENIG por su suavidad y soldabilidad flexible.

5. Qué buscar en su fabricante de PCB HDI

Elegir un fabricante de PCB HDI que pueda satisfacer todas sus necesidades para construir placas complejas con alta calidad es esencial. Construir HDI PCB es un proceso complejo; busque siempre un fabricante con altas tecnologías multicapa que se comprometa a proporcionar productos de alta calidad.

WellPCB proporciona una ventaja competitiva en la fabricación de PCB HDI. Ofrecemos cotizaciones rápidas y confiables para sus PCB HDI rápidamente. Como fabricante experimentado de PCB HDI con una reputación de larga data, brindamos sugerencias innovadoras desde la fase de diseño hasta el paso final del proceso. En WellPCB, nuestro equipo de ingeniería se compromete a entregar productos finales sobresalientes con PCB de alta calidad que tengan defectos mínimos. Obtenga más información sobre nuestros servicios de fabricación de PCB.

6. Pronóstico del mercado mundial de PCB HDI

Los fabricantes de PCB han dedicado un esfuerzo significativo a HDI PCB durante varios años, que tiene un valor de mercado de $ 9,500 millones reportado en 2017. Los expertos esperan que alcance los 22,000 millones para 2025 con una CAGR del 11%.

Con la llegada de los teléfonos inteligentes y los equipos de medios móviles con características muy compactas, los dispositivos semiconductores continúan aumentando el número de pines mientras reducen su forma. Para el año de producción 2020, la cantidad de pinouts de terminal de E/S de alta velocidad sería de más de 4000 pinouts por flip-chip, lo que requeriría un paso ultrafino en el área del arreglo. Sin embargo, la mayoría de los proveedores chinos de PCB proporcionarán una hoja de ruta de empaquetado definida por ITRI. Póngase en contacto con el transportista usted mismo.

Estos números de pin-out aumentarán aún más a medida que la tendencia de IC continúe siguiendo la ley de Moore. Teniendo en cuenta tal avance en el requisito de tamaño de paso, el empaque de tales chips sería un desafío en términos de costo y rendimiento del producto.

La tecnología de proceso de envasado más disponible en el mercado ahora depende del proceso HDI, donde se garantiza un ancho/espacio de línea mínimo de 100 um para un rendimiento de fabricación estable.

Conclusión

La práctica más común de aumentar la densidad de interconexión del sustrato o PCB es aumentar el número de capas de metal y controlar el espesor total tanto del material dieléctrico como de la metalización para obtener un tamaño más pequeño para los productos finales. HDI PCB es la mejor opción para circuitos complejos que necesitamos implementar en PCBs de pequeñas dimensiones.