Una placa multicapa convencional conecta sus capas con orificios taladrados mecánicamente que atraviesan todo el panel. Una placa HDI taladra las capas exteriores con láser, así que la conexión viaja solo hasta donde necesita. Eso libera el espacio que habría ocupado el barril de un taladro pasante: caben más componentes en el mismo contorno, el camino de retorno bajo un encapsulado de paso fino se acorta y una placa que habría necesitado capas extra se mantiene más fina y ligera.
Apilados que se fabrican aquí
- 1+N+1 — una capa de microvías a cada lado de un núcleo taladrado mecánicamente, el primer paso habitual desde una multicapa convencional.
- 2+N+2 y 1+1+N+1+1 — dos capas de microvías por lado, para evacuar BGA de paso fino y para repartir conectores más densos.
- 3+N+3 — tres capas de microvías por lado, cuando el paso y el número de pines del encapsulado no dejan otra opción.
- ELIC — todas las capas interconectadas por microvías, sin un núcleo mecánico que lleve taladros pasantes.
Las microvías se apilan directamente una sobre otra o se escalonan, y cuando una vía queda dentro de un pad se rellena de cobre y se tapa para que el pad quede plano para el depósito de pasta.
¿HDI o multicapa convencional?
El HDI es una respuesta de ruteo, no una mejora por sí misma. La pregunta útil es si el diseño se ha quedado sin espacio con el número de capas que el producto todavía puede asumir. Empiece por el ruteo de escape: si los encapsulados de paso fino y los fan-out de conectores salen en las capas exteriores de una placa convencional, añadir capas de señal suele ser el camino más económico, porque cada capa de microvías trae consigo su propio laminado, su taladrado láser y su planarización.
El espesor es la segunda prueba. Cuando un producto se define por su contorno y no por su circuito, las microvías meten más interconexión en una placa más fina, que es la base de los diseños de mano, portátiles y cámaras. La tercera es el camino de retorno: la microvía termina en la capa a la que sirve, así que el lazo bajo un bus de alta velocidad se acorta aunque el número de capas no cambie, algo que el cobre extra en una placa convencional no puede comprar.
Cuando un diseño mezcla un área lógica densa con una sección de potencia que necesita cobre grueso, o cuando la densidad viene de una transición rígido-flexible y no de un encapsulado de paso fino, el apilado se revisa junto con las placas rígido-flexibles y multicapa antes de fijar la cotización.
Microvías, taladrado y metalización
Las microvías se taladran con láser a 0,1 mm mínimo, y el taladrado mecánico cubre 0,15 mm y más con relación de aspecto 15:1. Las capas exteriores llevan línea y espacio de 0,06 mm y cobre de 0,5 oz a 20 oz, así que un área de lógica densa y una sección de potencia pueden compartir un apilado. Después de la metalización, el apilado se expone, se lamina y se inspecciona capa por capa; el perfil de placa, el combado y torsión y el balance de cobre se verifican con las mismas tolerancias que la línea rígida.
Materiales e impedancia
El FR-4 de alto Tg cubre la mayor parte del trabajo HDI, con laminado halogen-free donde las homologaciones del cliente lo piden y Rogers, Arlon, Taconic o Nelco cuando la señal tiene que sobrevivir en alta frecuencia. La impedancia se mantiene en ±10 % sobre geometrías de 0,06 mm, que es lo que hace utilizables las placas HDI densas tanto para buses de alta velocidad como para productos miniaturizados; el mismo número de capas en un PCB multicapa necesitaría una placa más grande.
Dónde se usan las placas HDI
Electrónica de consumo, dispositivos de mano y seguros, sistemas de seguridad y cámaras, monitores e imagen médica, y módulos de sensor y radar automotrices bajo IATF 16949:2016. El ensamblaje corre en el mismo sitio: cuatro líneas SMT con seis millones de chips al día hasta piezas 01005, inspección por rayos X y retrabajo de BGA, así que la microvía bajo un pad de BGA la inspecciona el mismo equipo que colocó el componente.
Dónde falla la fabricación de un HDI
La mayoría de los problemas del HDI se deciden en el dibujo del apilado, no en la línea.
- Microvías apiladas y registro entre capas — cada capa de microvías se taladra y se expone contra sus propias dianas, así que una vía apilada arrastra el desfase de todas las capas que tiene debajo. Colocación escalonada, marcas de diana en el borde del panel y una posición de vía con margen dentro del pad mantienen la última capa sobre el pad y no al lado.
- Relleno de cobre y la depresión bajo un pad — una vía rellena que no se planariza deja un hueco poco profundo, y la bola que va encima refluye hacia ese hueco. El relleno y el tapado se especifican de forma explícita y la abertura de pasta bajo el pad se contrasta con el diámetro de la vía.
- Ciclos de laminado frente al espesor final — cada capa de microvías añadida es un ciclo de prensa más, y el dieléctrico que se pierde cada vez se acumula. Los productos finos lo muestran primero, por eso en el apilado se reserva dieléctrico por ciclo y el espesor final se cotiza con su banda de tolerancia.
- Estado del fondo de la vía — la resina untada o un pad diana oxidado en el fondo de una vía láser elevan la resistencia de una conexión que todavía pasa la continuidad. El desmear y el tratamiento del fondo de la vía se nombran en las notas de proceso, y se corta un cupón del mismo panel para verlo en sección.
- Acceso de prueba — las microvías y los pads rellenos ocupan el espacio que habría usado un punto de prueba, así que los cupones, los puntos de prueba y el acceso de boundary-scan se planifican con el apilado y no se añaden cuando el layout ya está aprobado.
Cómo pedir una cotización
Envíe el conjunto Gerber con el apilado previsto, el paso más fino que hay que rutear, los requisitos de impedancia y la cantidad. Los prototipos vuelven en 1–3 días y el volumen medio en 4–10 días; los límites de proceso están en la página de capacidades y los certificados emitidos en la página de certificados.
Los apilados HDI que continúan a ensamblaje se cotizan con compra de componentes y box build en la página de ensamblaje de PCB en China.
