Explicación detallada de las estructuras comunes de apilamiento de PCB HDI

Estructuras de capas comunes para placas PCB HDI

Las PCB HDI (Interconexión de Alta Densidad) cuentan con microvías, anchos de pista finos y espaciado fino, y capas apiladas, lo que permite una interconectividad densa y un diseño compacto. Estas características las hacen ideales para aplicaciones de alto rendimiento con limitaciones de espacio.

Estructuras de capas comunes para PCB HDI:

1. Estructura 2+N+2:2 capas internas, N capas externas (utilizadas para tableros de 6 capas).
2. Estructura 3+N+3:3 capas internas, N capas externas (utilizadas para tableros de 8 capas).
3. Estructura 4+N+4:4 capas internas, N capas externas (utilizadas para tableros de 10 capas y más).
4. Estructura 5+N+5:5 capas internas, N capas externas (utilizadas para tableros de 12 capas y más).

Vías ciegas: Las vías ciegas conectan las capas internas con las capas externas, lo que reduce el espesor de la PCB.

Vías enterradas: Las vías enterradas crean conexiones entre capas internas, optimizando el uso de las capas.

Normalmente, las vías ciegas y enterradas tienen un diámetro de entre 0.075 y 0.2 mm y se crean utilizando métodos como perforación láser, grabado de plasma y grabado fotosensible, siendo la perforación láser el más común.

Las PCB HDI, con sus componentes e interconexiones de alta densidad, son ideales para diseños complejos como 5G, IoT y aplicaciones automotrices. Su diseño de apilamiento se personaliza según los requisitos específicos de cada proyecto.

Placa de circuito impreso laminada de primer orden simple (placa laminada de 6 capas de primer orden, la estructura de apilamiento es (1+4+1))

Este tipo de apilamiento de PCB HDI, en concreto una PCB laminada de primer orden, es el más sencillo. La placa multicapa interna no presenta orificios ocultos y se completa mediante un solo prensado. Si bien se trata de una placa laminada de primer orden de 6 capas, su proceso de fabricación es muy similar al de una PCB multicapa convencional laminada una vez. La principal diferencia radica en que requiere la perforación láser de vías ciegas y múltiples procesos.

Dado que esta estructura de apilamiento de PCB HDI no presenta orificios ocultos, las capas 2 y 3 se pueden convertir en una PCB de núcleo durante la producción, mientras que las capas 4 y 5 se utilizan como placa de núcleo adicional. La capa exterior se recubre con una capa dieléctrica y lámina de cobre, y la capa central se recubre con una capa dieléctrica y se prensa una vez, lo cual es muy sencillo y económico en comparación con las placas laminadas de primer orden convencionales.

Placa de circuito impreso HDI laminada de primer orden convencional (placa de 6 capas HDI laminada de primer orden, estructura apilada es (1+4+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+N+1), (N≥2, N es par). Esta estructura es el diseño predominante en las placas laminadas de primer orden de la industria actual. La placa multicapa interna tiene vías ocultas y requiere dos presiones para completarse. Además de los agujeros ciegos, este tipo de placa laminada monocapa también cuenta con agujeros ocultos.

Si el diseñador puede convertir este tipo de PCB HDI en el primer tipo de PCB laminado de primer orden simple mencionado anteriormente, beneficiará tanto a la oferta como a la demanda. Tras nuestra sugerencia, muchos de nuestros clientes han optado por cambiar la estructura de apilamiento de las placas HDI laminadas de primer orden convencionales a una placa laminada de primer orden simple similar al primer tipo.

Placa de circuito impreso HDI laminada de segundo orden convencional (placa de 8 capas HDI laminada de segundo orden, estructura de apilamiento es (1+1+4+1+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+1+N+1+1), (N≥2, N es par). Esta estructura es el diseño predominante en la industria actual de las placas HDI laminadas de segundo orden. La placa multicapa interna tiene vías enterradas y requiere tres presiones para completarse. La principal razón es la ausencia de un diseño de apilamiento de agujeros, lo que dificulta su fabricación.

Sin embargo, como se mencionó anteriormente, si las vías enterradas de las capas (3-6) se optimizan para las vías enterradas de las capas (2-7), se puede reducir la presión. Esta optimización del proceso puede reducir los costos, manteniendo al mismo tiempo la integridad estructural de la PCB HDI. Este tipo es similar al del ejemplo a continuación.

Otra placa de circuito impreso HDI laminada de segundo orden convencional (placa de 8 capas HDI laminada de segundo orden, estructura de apilamiento es (1+1+4+1+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+1+N+1+1), (N≥2, N es par). Si bien se trata de una estructura de placa HDI laminada de segundo orden, dado que la posición de las vías enterradas no se encuentra entre las capas (3-6), sino entre las (2-7), este diseño también permite reducir el número de prensados ​​en uno, optimizando así la PCB HDI laminada de segundo orden, que normalmente requiere un proceso de tres prensados, para un proceso de dos prensados.

Sin embargo, este tipo de placa presenta otra dificultad en la fabricación de PCB HDI. Existen vías ciegas en las capas (1-3), que se dividen en vías ciegas de capa (1-2) y (2-3) para su fabricación. Es necesario rellenar las vías para crear las vías ciegas internas de las capas (2-3). Es decir, las vías ciegas internas de la laminación de doble capa se crean mediante el relleno de vías. Normalmente, las PCB HDI con relleno de vías son más costosas y la dificultad de fabricación también es significativamente mayor.

Por lo tanto, para las placas HDI laminadas de segundo orden convencionales, se recomienda que el diseño de apilamiento evite el uso de agujeros apilados y que intente convertir (1-3) vías ciegas en (1-2) vías ciegas escalonadas y (2-3) vías ciegas enterradas. Los diseñadores de PCB HDI con experiencia pueden adoptar este tipo de diseño de simplificación y optimización para reducir el coste de fabricación de sus productos.

Otra placa de circuito impreso HDI laminada de segundo orden no convencional (placa de 6 capas HDI laminada de segundo orden, estructura de apilamiento es (1+1+2+1+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+1+N+1+1), (N≥2, N es par). Si bien se trata de una estructura de placa laminada de segundo orden, también incluye agujeros ciegos entre capas, lo que aumenta significativamente la profundidad de estos agujeros. La profundidad de los agujeros ciegos entre capas (1-3) se duplica en comparación con los agujeros ciegos convencionales (1-2). Los clientes con este diseño tienen requisitos específicos y no permiten que los agujeros ciegos entre capas (1-3) se conviertan en agujeros ciegos apilados (1-2) (2-3).

Además de la dificultad de la perforación láser, la posterior inmersión de cobre (PTH) y la galvanoplastia también son complejas. Generalmente, a los fabricantes de PCB sin un cierto nivel técnico les resulta difícil fabricar estas placas. La dificultad de fabricación es significativamente mayor que la de las placas laminadas de segundo orden convencionales. Este diseño no se recomienda a menos que existan requisitos especiales.

HDI laminado de segundo orden con diseño de apilamiento de orificios ciegos, capas de orificios enterrados (2-7) encima de los orificios ciegos apilados. (Tablero laminado HDI de 8 capas de segundo orden, la estructura de apilamiento es (1+1+4+1+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+1+N+1+1), (N≥2, N es par). Esta estructura se utiliza actualmente en algunas placas laminadas de segundo orden en la industria. La placa multicapa interna tiene orificios ocultos y requiere dos presiones para completarse. Esto se debe principalmente a que se trata de un diseño de orificios apilados, que reemplaza el quinto punto mencionado anteriormente del diseño de orificios ciegos entre capas.

La característica principal de este diseño es que los agujeros ciegos deben apilarse sobre los agujeros enterrados (2-7), lo que aumenta la dificultad de fabricación. El diseño de agujeros enterrados en la capa (2-7) permite reducir una laminación, optimizar el proceso y reducir los costos.

HDI laminado de segundo orden con diseño de orificio ciego de capas cruzadas (tablero de 8 capas HDI laminado de segundo orden, estructura de apilamiento es (1+1+4+1+1))

La estructura de este tipo de apilamiento de PCB HDI es (1+1+N+1+1), (N≥2, N es par). Esta estructura es actualmente una placa laminada de segundo orden con cierta dificultad de fabricación en la industria. Con este diseño, la placa multicapa interna presenta orificios ocultos en las capas (3-6) y requiere tres presiones para completarse. La razón principal es que se trata de un diseño de orificio ciego entre capas, lo cual presenta una alta dificultad de fabricación.

Resulta difícil para los fabricantes de PCB HDI sin ciertas capacidades técnicas fabricar estas placas laminadas de segundo orden. Si esta capa de agujeros ciegos entre capas (1-3) se optimiza y se divide en agujeros ciegos (1-2) y (2-3), este método de división de agujeros ciegos no es el método de apilamiento mencionado en los puntos 4 y 6 anteriores. En cambio, se trata de un método de división de agujeros ciegos escalonado, lo que reducirá considerablemente el coste de fabricación y optimizará el proceso de producción.

Optimización de otras estructuras de apilamiento de placas HDI

Se pueden aplicar principios de optimización similares a la laminación de tercer orden y a estructuras de apilamiento de PCB con HDI superior para evitar ciclos de laminación innecesarios. El desplazamiento de vías para eliminar las vías apiladas reduce los pasos de fabricación y mejora el rendimiento en el proceso de fabricación de PCB con HDI.

Es importante destacar que, si bien las configuraciones de PCB HDI ofrecen numerosas ventajas, también requieren directrices de diseño de PCB HDI especializadas y experiencia en fabricación. Los diseñadores deben considerar cuidadosamente factores como la integridad de la señal, la gestión térmica y la viabilidad de fabricación para aprovechar al máximo los beneficios de la tecnología HDI.

Además, trabajamos en estrecha colaboración con fabricantes de PCB experimentados y confiables. Fabricación de PCB HDI Los servicios son esenciales para garantizar el éxito de la producción de PCB de HDI.

El IDH común se acumula de la siguiente manera

Comprender las diferentes estructuras de apilado de PCB HDI proporciona a los diseñadores mayor flexibilidad en cuanto a la asignación de capas, las opciones de enrutamiento y la ubicación de los componentes. Esto permite un uso eficiente del espacio disponible y la optimización del diseño de la PCB.

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Preguntas frecuentes sobre el apilado profesional de PCB de HDI

1. ¿Cuáles son las consideraciones clave para optimizar la integridad de la señal en las acumulaciones de PCB HDI?

Para optimizar la integridad de la señal en las configuraciones de PCB HDI, los diseñadores deben centrarse en minimizar la diafonía, gestionar la impedancia de las pistas y garantizar un enrutamiento correcto de la señal. El uso de enrutamiento de impedancia controlada, enrutamiento de pares diferenciales y la eliminación de transiciones de vía innecesarias pueden mejorar significativamente la calidad de la señal.

2. ¿Cómo afecta la elección de los materiales al rendimiento de las PCB HDI?

La elección de los materiales para las PCB HDI, incluido el tipo de dieléctrico y lámina de cobre, afecta directamente el rendimiento eléctrico, la gestión térmica y la estabilidad mecánica de la placa. Los materiales dieléctricos de alta calidad y bajas pérdidas pueden mejorar la velocidad de la señal y reducir la pérdida de energía, mientras que el cobre de alta conductividad garantiza una entrega de energía eficiente.

3. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar microvías en diseños de PCB HDI?

Las microvías en los diseños de PCB HDI permiten una mayor densidad de componentes y un mejor rendimiento eléctrico al permitir rutas de señal más cortas y reducir la inductancia parásita. También facilitan las interconexiones multicapa, mejorando la confiabilidad general y la integridad de la señal de la placa.

4. ¿Cómo pueden los diseñadores gestionar eficazmente los problemas térmicos en las PCB HDI?

Se puede lograr una gestión térmica eficaz en las PCB HDI mediante el uso de vías térmicas, disipadores de calor y diseños de apilamiento de capas adecuados. Incorporar materiales con alta conductividad térmica y garantizar un flujo de aire adecuado en el producto final también puede ayudar a disipar el calor y mantener temperaturas de funcionamiento óptimas.

5. ¿Cuáles son los desafíos comunes en la fabricación de PCB HDI y cómo se pueden abordar?

Los desafíos comunes en la fabricación de PCB HDI incluyen garantizar la perforación precisa de microvías, mantener la alineación de las capas y lograr una calidad de laminación constante. Estos desafíos se pueden abordar utilizando técnicas avanzadas de perforación láser, estrictas medidas de control de calidad y trabajando con fabricantes de PCB experimentados que tengan experiencia especializada en tecnología HDI.