Circuito Impreso Microvías HDI

Vía ciega y vía enterrada

Cuando el espacio de la placa de circuito impreso es limitado, o se trabaja con limitaciones de agujeros pasantes chapados, las vías ciegas y enterradas pueden ser la solución.

La tecnología de vías ciegas y enterradas ha desempeñado un papel fundamental a la hora de obtener más capacidad en menos espacio. Al acortar las vías para que solo atraviesen las capas necesarias, se dispone de más superficie para los componentes.

Las vías ciegas y enterradas se utilizan para conectar las capas de una placa de circuito impreso cuando hay poco espacio. Una vía ciega conecta una capa exterior a una o más capas interiores, pero no atraviesa toda la placa. Una vía enterrada conecta dos o más capas internas pero no atraviesa una capa externa.

Las principales ventajas son:

• Capacidad para cumplir las restricciones de densidad de líneas y pads en un diseño típico sin aumentar el número de capas ni el tamaño de la placa.
• Reducción de la relación de aspecto de los PCB

Una vía ciega es un orificio chapado en cobre que conecta sólo una capa exterior a una o más capas interiores. Una vía ciega nunca atraviesa por completo una placa de circuito. En términos de diseño, las vías ciegas se definen en un archivo de perforación independiente.

Ventaja adicional de las vías ciegas:

Posibilidad de ampliar el canal de ruptura BGA (reducción del número de capas)

Una vía enterrada es un orificio chapado en cobre que conecta dos o más capas internas, sin contacto con la capa externa. Es imposible detectar una vía enterrada, ya que está "enterrada" bajo las superficies de la capa exterior de una placa de circuito impreso. Las vías enterradas también requieren una lima de perforación aparte.

Ventajas adicionales de las vías enterradas

• No afecta a ninguna traza ni componente de montaje superficial de las capas superior o inferior de la placa.
• Colocación de un trazo o de una almohadilla SMD en las capas exteriores directamente sobre la vía enterrada (espacio añadido en las capas exteriores).

¿Qué es un orificio de microvía?

Según la nueva definición de IPC-T-50M, una microvía es una estructura ciega con una relación de aspecto máxima de 1:1, que termina en un terreno objetivo con una profundidad total no superior a 0,25 mm medida desde la lámina del terreno de captura de la estructura hasta el terreno objetivo.

El IPC-6012 también define la estructura de una Microvía.

• La Microvía es una estructura ciega con una relación de aspecto máxima de 1:1 entre el diámetro y la profundidad del orificio, con una profundidad total no superior a 0,25 mm, medida desde la superficie hasta la almohadilla o plano objetivo.
• Normalmente, Hemeixin considera que el grosor dieléctrico entre la superficie y la almohadilla de referencia es de 60 - 80um.
• Las dimensiones del diámetro de la microvía oscilan entre 80 y 100 micras. El RATIO típico está entre 0,6: 1 y 1: 1, ideal 0,8: 1

El apilamiento de capas es un elemento diferenciador clave de la tecnología HDI-buildup. Los ingenieros fabrican una pila de capas de HDI depositando capas adicionales de mirovía sobre los núcleos de las placas de circuito impreso tradicionales. La industria utiliza tipos de construcción HDI para describir los apilamientos de capas disponibles. En la actualidad, se utilizan tres tipos populares de construcción de HDI (véase la imagen inferior). La construcción de tipo I comprende un núcleo de placa de circuito impreso rígido o flexible convencional con cualquier número de capas utilizando vías pasantes y una única capa de microvías fabricada en uno o ambos lados del núcleo. La construcción de tipo II es similar, pero se construyen las vías en el núcleo antes de añadir las capas de microvías. El tipo III tiene al menos dos capas de microvías en una de las superficies del núcleo.

Existen otros tipos de construcción. La construcción de tipo IV comprende un núcleo "pasivo" que puede funcionar como pantalla no eléctrica o como amortiguador térmico. La construcción "sin núcleo", que comprende un par de sustratos laminados juntos, es la construcción de Tipo V. La construcción de tipo VI, o colaminación, se produce cuando se forma simultáneamente la interconexión y la estructura mecánica.

La multitud de apilamientos de capas que los ingenieros pueden obtener combinando tipos de construcción HDI y un número variable de capas ha impulsado la necesidad de un esquema de designación sencillo para identificarlas. El método de identificación es sencillo. Por ejemplo, una designación de "2 (C4) 2" indica una construcción de pila de capas que comprende un núcleo de placa de circuito impreso de cuatro capas (C4) con dos capas HDI (acumulación) en la parte superior y dos en la parte inferior. La designación "2 (P) 2" indica una construcción de tipo IV con un núcleo pasivo, dos capas de IDH en la parte superior y dos capas de IDH en la parte inferior.

Microvía y su efecto en los PCB de HDI

Una microvía se forma, no se taladra como una vía tradicional. En la actualidad, los ingenieros utilizan varios procesos para producir microvías. El taladrado por láser, la técnica más común, emplea un rayo láser enfocado para formar el orificio. El grabado húmedo/seco es un proceso de producción en masa que crea todas las vías al mismo tiempo, independientemente del número o diámetro de los orificios. La fotograbado recubre el sustrato base con una capa dieléctrica. Los ingenieros también pueden utilizar tinta conductora en microvías formación de microvías. En un proceso de este tipo, se forman las microvías mediante perforación láser, imágenes fotográficas o desplazamiento del aislamiento. También se pueden formar microvías mecánicamente, mediante perforación, punzonado, chorreado abrasivo o taladrado simple. Cada proceso produce diferentes formas de orificios de microvías, como copas, conos positivos, conos negativos y paredes rectas (véase la imagen inferior).

La llegada de la tecnología HDI y las microvías también ha dado lugar a un nuevo vocabulario para las estructuras de las vías. El Subcomité de Diseño de HDI del IPC define las microvías como "vías ciegas y enterradas formadas" que miden menos de 0,15 mm y tienen diámetros de almohadilla que miden menos de 0,35 mm. Además, los diseñadores utilizan términos como "tierra de captura" (la zona donde se origina la microvía) y "tierra de destino" (la zona donde termina la microvía) para describir los tamaños de las almohadillas de las microvías. Una vía sin tierra tiene un diámetro de tierra del mismo tamaño o menor que el diámetro de la vía.