Las placas de circuito impreso (PCB) de interconexión de alta densidad (HDI) son placas especializadas diseñadas para aplicaciones que requieren alta densidad de componentes, miniaturización y una mayor integridad de la señal.Las placas de circuito impreso HDI se utilizan habitualmente en smartphones, ordenadores portátiles, dispositivos médicos y otros aparatos electrónicos en los que el espacio y el rendimiento son fundamentales.
Índice
Solución para la fabricación de placas de circuito impreso de alta densidad – Pasos complejos para un rendimiento y una densidad superiores
Diseño y maquetación
Al igual que cualquier PCB, el proceso de fabricación de PCB de HDI comienza con el diseño y la disposición utilizando software especializado de diseño de PCB. Los diseñadores planifican cuidadosamente la colocación de los componentes, el encaminamiento y el número de capas necesarias para alcanzar la densidad deseada. PCB de IDH suelen utilizar microvías y vías ciegas para conectar las capas.
Selección de materiales
La elección de los materiales es fundamental para las placas de circuito impreso de alta densidad. A menudo se utilizan materiales avanzados con constantes dieléctricas bajas, como laminados de alto rendimiento o poliimida, para permitir la transmisión de señales de alta frecuencia y reducir la pérdida de señal.
Apilamiento de capas
Las placas de circuito impreso de alta densidad suelen tener varias capas (por ejemplo, 4, 6, 8 o más) para alojar componentes densamente empaquetados.El apilamiento de capas especifica el número de capas de señal, planos de potencia y tierra, y cualquier vía enterrada o ciega.
Taladrado láser
El taladrado láser es un paso clave en la fabricación de placas de circuito impreso de alta densidad.Los láseres de alta precisión crean pequeños orificios, conocidos como microvías, que se utilizan para conectar las distintas capas de la placa de circuito impreso. Las microvías son esenciales para lograr una alta densidad de componentes y reducir la longitud del trayecto de la señal.
Laminación secuencial
El circuito impreso se construye capa a capa mediante laminación secuencial.Cada capa se graba individualmente y se añade cobre y material dieléctrico según sea necesario.Las microvías se conectan y chapan durante este proceso.
Cobreado
El cobre se galvaniza en la superficie de la placa de circuito impreso y en las microvías para crear conexiones y pistas conductoras.El cobreado garantiza vías de baja impedancia para las señales y la distribución de energía.
Aplicación de la máscara de soldadura
Se aplica una máscara de soldadura para cubrir y aislar las pistas de cobre, dejando expuestas únicamente las zonas para la fijación de componentes.La máscara de soldadura protege la placa de circuito impreso de los factores ambientales y define los puntos de soldadura.
Acabado superficial
Se aplica un acabado superficial a las superficies de cobre expuestas para mejorar la soldabilidad y proteger contra la oxidación.Entre los acabados superficiales más comunes se encuentran el ENIG (níquel químico por inmersión en oro), el OSP (conservantes orgánicos de soldabilidad) y el estaño por inmersión.
Serigrafía
Las etiquetas de los componentes, los designadores de referencia y otras marcas se imprimen en la superficie de la placa de circuito impreso para facilitar la colocación y el montaje de los componentes.
Control de calidad
En todo el proceso de fabricación se aplican rigurosos procesos de control de calidad. Esto incluye inspecciones, pruebas eléctricas y mediciones de impedancia para garantizar que la placa de circuito impreso HDI cumple las especificaciones de diseño. Una mirada más de cerca a Control de calidad en la fabricación de placas de circuito impreso.
Montaje
Tras la fabricación, los componentes electrónicos se montan en la placa de circuito impreso de alta densidad. A menudo se utilizan técnicas de montaje avanzadas, como la tecnología de montaje superficial (SMT), para colocar y soldar los componentes con precisión.
Pruebas
Las placas de circuito impreso de IDH terminadas se someten a pruebas funcionales para garantizar que cumplen los requisitos de rendimiento y funcionalidad.Esto puede incluir pruebas de integridad de la señal, pruebas eléctricas e inspección óptica automatizada (AOI).
Diferencias entre el proceso de fabricación de IDH y la fabricación convencional de placas de circuito impreso
Los procesos de fabricación de interconexiones de alta densidad (HDI) difieren significativamente de los procesos tradicionales de fabricación de placas de circuito impreso (PCB) debido a las técnicas especializadas y las consideraciones de diseño necesarias para lograr una mayor densidad y miniaturización de los componentes:
Número de capas y complejidad
Las placas de circuito impreso tradicionales suelen constar de dos o cuatro capas, mientras que las de HDI suelen tener seis o más capas.
Las placas de circuito impreso HDI pueden incorporar múltiples capas de componentes de paso fino, trazas de señal de alta velocidad y planos de tierra/alimentación, lo que permite realizar diseños complejos y compactos.
Microvías y vías ciegas/enterradas
Las placas de circuito impreso HDI utilizan mucho las microvías, que son pequeños orificios perforados con láser de precisión para establecer conexiones entre capas. Estas microvías son mucho más pequeñas que los orificios pasantes de las placas de circuito impreso tradicionales.
Las vías ciegas conectan una capa exterior a una o más capas interiores, mientras que las vías enterradas conectan las capas interiores sin penetrar en las capas exteriores.Las placas de circuito impreso tradicionales suelen utilizar vías pasantes.
Materiales avanzados
Las placas de circuito impreso HDI suelen emplear materiales avanzados con constantes dieléctricas bajas para minimizar la pérdida de señal y lograr un rendimiento de alta frecuencia.
Las placas de circuito impreso tradicionales pueden utilizar materiales FR-4 estándar, que pueden no ser adecuados para aplicaciones de alta densidad o alta velocidad.
Taladrado láser
La fabricación de placas de circuito impreso HDI se basa en un preciso taladrado láser para crear microvías, mientras que las placas de circuito impreso tradicionales utilizan el taladrado mecánico para crear vías pasantes de mayor tamaño.
Laminación secuencial
Las placas de circuito impreso HDI se fabrican capa por capa mediante laminación secuencial, lo que permite la adición controlada de cobre y material dieléctrico en cada capa.
Las placas de circuito impreso tradicionales suelen fabricarse mediante un único proceso de laminación.
Cobreado
El cobreado en las placas de circuito impreso de alta densidad es fundamental para crear trazas y conexiones finas, que a menudo requieren técnicas de chapado avanzadas.
Las placas de circuito impreso tradicionales pueden utilizar métodos de cobreado estándar sin necesidad de tanta precisión.
Máscara de soldadura y acabado superficial
En las placas de circuito impreso de alta densidad, las máscaras de soldadura se aplican para aislar las pistas más pequeñas y densas y para definir los puntos de soldadura de los componentes más pequeños.
Las placas de circuito impreso tradicionales utilizan máscaras de soldadura principalmente para aislar y definir las zonas de soldadura.
Los acabados superficiales de las placas de circuito impreso de HDI se seleccionan cuidadosamente para mejorar la soldabilidad y la integridad de la señal.
Los PCB tradicionales pueden utilizar acabados superficiales menos avanzados, como HASL (Hot Air Solder Leveling).
Montaje de componentes
El montaje de componentes en placas de circuito impreso de alta densidad suele requerir técnicas avanzadas, como la tecnología de montaje superficial (SMT), debido al menor tamaño de los componentes y a su mayor densidad.
Las placas de circuito impreso tradicionales pueden utilizar con más frecuencia métodos de montaje de componentes con orificios pasantes.
Pruebas e inspección
Las placas de circuito impreso HDI se someten a pruebas más rigurosas para comprobar la integridad de la señal, el control de la impedancia y la fiabilidad de la microvía.
Los PCB tradicionales pueden tener requisitos de ensayo menos estrictos.
Consideraciones sobre el diseño
Las placas de circuito impreso HDI requieren una atención meticulosa a la integridad de la señal, la adaptación de impedancias y la mitigación de EMI/RFI debido a las señales de frecuencia más alta y los diseños compactos.
Las placas de circuito impreso tradicionales pueden dar prioridad a distintos aspectos del diseño en función de la aplicación.
La fabricación de placas de circuito impreso de alta densidad requiere equipos y conocimientos especializados debido a la alta densidad de componentes y las exigencias de miniaturización. La precisión y la atención al detalle en cada paso del proceso son cruciales para garantizar que el producto final cumpla los requisitos de las aplicaciones electrónicas de alta densidad y alto rendimiento.
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