EN
Enlaces rápidos
Página de Inicio > Fabricación de PCB > Placa de Circuito Impresa > Hdi pcb
HDI PCB es el acrónimo de High-Density Interconnect Printed Circuit Board. Como su nombre lo indica, se trata de un PCB avanzado diseñado para satisfacer los requisitos de miniaturización y alto rendimiento de los productos electrónicos. El PCB de alta densidad se caracteriza por líneas finas y paso reducido entre orificios. En comparación con los PCB tradicionales, los PCB de alta densidad optimizan la densidad de trazado reduciendo las líneas, abandonan el proceso tradicional de orificios pasantes (Through Hole Via), adoptan perforación láser como vias microscópicas (Micro Via), vias ciegas (Blind Via) y vias enterradas (Buried Via), así como tecnología de laminación, logrando una integración de circuitos mucho mayor que la de los PCB tradicionales. Esto permite albergar más componentes por unidad de área, realizar funciones de circuito más complejas en un espacio limitado y ofrecer a los productos electrónicos un rendimiento más potente en un volumen menor. De esta forma, se adapta con precisión a la tendencia actual de desarrollo de productos electrónicos hacia la ligereza, inteligencia y alta frecuencia, convirtiéndose en un soporte clave para impulsar avances en campos emergentes como 5G, Internet de las Cosas y la inteligencia artificial.
Gracias a su diseño y proceso únicos, las placas de circuito de interconexión de alta densidad presentan una serie de características esenciales que se adaptan a las necesidades de alta densidad y alto rendimiento, principalmente incluyendo:
Las placas de circuito HDI suelen tener un mayor número de capas, generalmente más de 4 capas. Esto se debe a que es difícil evitar la congestión de líneas y la interferencia de señales con solo unas pocas capas, por lo que es necesario incrementar el número de capas y distribuir el enrutamiento y las conexiones en múltiples capas para una planificación razonable. La mayoría de los productos elegirán un diseño de 6 a 12 capas según la complejidad de la función, con el fin de equilibrar la densidad de enrutamiento, la complejidad funcional y el rendimiento del circuito en un espacio limitado.
Para satisfacer las necesidades de miniaturización de dispositivos electrónicos y lograr una integración de circuitos de mayor densidad en un espacio limitado, la placa de circuito HDI debe distribuir las líneas de manera eficiente. La placa de circuito HDI puede alcanzar una anchura y espaciado de línea de 3-5 mil o incluso menores, mientras que el espaciado de las líneas en placas de circuito tradicionales suele ser de varias centenas de micrones. Por lo tanto, durante la fabricación de placas de circuito impresas HDI, cualquier mínima desviación en el proceso puede causar deformación en las líneas, cortocircuito o circuito abierto, lo que representa una dificultad extrema en su procesamiento.
El diseño de los orificios en las placas HDI también es muy fino. Los tipos de orificios incluyen: Microvia, que normalmente tiene un diámetro de orificio inferior a 6 milésimas de pulgada (6 mil), para conectar con precisión líneas finas y ahorrar espacio. Para lograr conexiones entre múltiples capas, suele ser necesario apilarlos capa por capa, y los orificios generalmente deben rellenarse con cobre o ser electrodepositados; Blind Via, que se extiende desde la capa superficial hasta una capa interna específica y solo es visible en un lado. Se logra mediante un proceso de perforación segmentado, lo cual reduce eficazmente la longitud de la señal y disminuye la interferencia entre capas; Buried Via, que está completamente incrustado en la capa interna y no atraviesa la capa superficial. Debe fabricarse mediante un proceso de laminación multietapa, lo cual libera espacio para el enrutamiento superficial y mejora la integridad del plano interno de alimentación/tierra; Staggered Via, compuesto por múltiples microvías escalonadas que forman una estructura de interconexión en forma de escalera, adecuada para escenarios donde se requieren conexiones cruzadas entre capas pero el espacio es limitado; Stacked Via, donde múltiples capas de microvías están apiladas verticalmente formando una estructura columnar, para lograr una interconexión directa de múltiples capas, pero la precisión de perforación debe controlarse estrictamente para garantizar la confiabilidad eléctrica. La combinación y aplicación adecuada de estos tipos de orificios puede satisfacer los requisitos de diseño de PCB de alta densidad y alto rendimiento.
Para lograr un alambrado más denso, HDI también utilizará la tecnología VIP, es decir, perforar directamente microagujeros en los pads y conectarlos con líneas finas, ampliando así el canal de alambrado y resolviendo el problema de congestión de líneas en escenarios de alta densidad. Según la relación posicional entre los pads y los agujeros, se puede subdividir en los siguientes tipos:
La disposición estructural de los agujeros de la PCB de interconexión de alta densidad (HDI) debe cumplir con los requisitos de interconexión de alta densidad y de integridad de señal. Durante la fabricación, es necesario controlar con precisión la alineación entre capas (dentro de ±15μm) para lograr una relación de aspecto baja de ≤1:3, garantizando así una transmisión estable de señales; la capa central utiliza un sustrato más grueso, y el diseño de agujeros enterrados puede mejorar la conectividad eléctrica de la capa intermedia, satisfaciendo mejor las necesidades de aplicación de dispositivos electrónicos de alta densidad y alto rendimiento.
La PCB HDI presenta características únicas en los procesos de apilamiento y laminación:
Aunque utiliza una lógica de construcción por capas como en las PCB tradicionales, se requieren varias rondas de procesos de apilamiento y laminación para lograr diseños de interconexión complejos con vias ciegas y enterradas múltiples. Su estructura se basa en una capa central gruesa, con capas dieléctricas delgadas dispuestas simétricamente en ambos lados para formar una infraestructura adecuada para el cableado de alta densidad.
El proceso específico de fabricación es: primero definir el área conductiva con una película de resistencia negativa, y utilizar cloruro férrico para grabar las partes innecesarias; luego usar una solución química para eliminar la película de resistencia y exponer el sustrato a procesar; el proceso de perforación selecciona métodos mecánicos, láser o químicos según los requisitos de densidad; después, la interconexión del circuito de la capa interna se completa mediante el proceso de metalización; finalmente, se repiten las operaciones de apilado y recubrimiento hasta formar la estructura de la capa externa, de modo que se cumplan los requisitos de interconexión precisa en escenarios de alta densidad.
Característica |
Capacidad |
| Calidad del grado | Estándar IPC 2 |
| Número de capas | 4-32 capas |
| Ancho de línea/Espaciado entre líneas | 1,5~2mil (0,035~0,05mm) |
| Perforación mecánica mínima | 0.2mm |
| Perforación láser mínima | 0.1mm |
| Vías ciegas/enterradas | 0,1~0,2mm |
| Hoyo Pasante (PTH) | ≥0.3mm |
| Relación de Apertura de Vía | 8mil（0.2mm） |
| Espaciado de Línea/Espaciado de Pad | 3mil（0.075mm） |
| Tamaño Mínimo de Pad | 0.15~0.4mm |
| Espaciado de Máscara de Soldadura | ≥3mil (0.075mm) |
| Color de la máscara de soldadura | Verde, Blanco, Azul, Negro, Rojo, Amarillo, Púrpura |
| Espesor de la placa | 0,4~1,6 mm |
| Materiales | FR4 de alta Tg, Nelco N7000-2 HT, Isola I-Speed y otros materiales de baja pérdida |
| Método de apilamiento | Laminación secuencial |
| Relleno de microporos | Relleno con resina/relleno con electrochapado |
| Espesor de la capa metálica | 1 oz-2 oz (35 μm-70 μm) |
| Espaciado mínimo entre orificios | ≥0,2 mm |
Las PCB de HDI (placas de circuito impreso de interconexión de alta densidad) han demostrado ventajas significativas en la tendencia de miniaturización y alto rendimiento de los equipos electrónicos gracias a su diseño y proceso únicos, lo cual se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
A través de tecnología de precisión, las PCB de HDI pueden lograr conexiones de trazos masivos en un área limitada. En comparación con las PCB tradicionales, pueden reducir el volumen en un 30%-50% bajo la misma funcionalidad, al mismo tiempo que disminuyen el peso del equipo, proporcionando una base de espacio y ligereza para el equipo.
Aunque el costo de fabricación de las placas HDI es relativamente alto, al reducir la cantidad de componentes, optimizar la utilización del espacio y simplificar el proceso de ensamblaje, se puede reducir significativamente el costo de diseño y fabricación del sistema completo, lo cual ofrece una mejor relación costo-beneficio a largo plazo.
El proceso multicapa admite 6-12 capas o incluso más capas. Combinado con estructuras como agujeros escalonados y agujeros apilados, se pueden planificar topologías de circuitos complejos de forma flexible.
Las rutas de señal cortas y directas reducen la inductancia y la capacitancia parásitas, controlan eficazmente el ruido y disminuyen el retardo y la pérdida en la transmisión de señales; la estructura multicapa permite separar las capas de alimentación, tierra y señales para reducir la interferencia electromagnética (EMI).
Adaptándose al rápido desarrollo y proceso de pruebas de equipos compactos, su alta integración y flexibilidad de diseño pueden acortar el ciclo desde el prototipo hasta la producción en masa, ayudando a que los productos respondan más rápidamente a la demanda del mercado.
Aunque las PCB basadas en aluminio tienen muchas ventajas, aún presentan algunas desventajas:
Los dispositivos portátiles como smartphones, tablets, relojes inteligentes y productos como realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR) necesitan integrar pantallas de alta resolución, sensores, procesadores y otros componentes en un espacio reducido. La capacidad de interconexión de alta densidad (HDI) puede satisfacer sus requisitos de diseño compacto y alto rendimiento;
Los sistemas de conducción autónoma, sistemas de entretenimiento a bordo, etc., necesitan lograr un enrutamiento de alta velocidad de procesadores y memorias RAM de alto rendimiento en el espacio limitado del vehículo, cumplir los requisitos de baja interferencia cruzada, alta compatibilidad y integridad de señal, y adaptarse a escenarios de interacción de datos multisensor y cálculo de alta velocidad;
estaciones base 5G, routers, terminales de comunicación satelital, etc., dependen de HDI para optimizar la transmisión de señales de alta frecuencia, reducir retrasos e interferencias y apoyar la interacción de datos de alto ancho de banda;
Monitores portátiles, equipos de ultrasonido, robots quirúficos mínimamente invasivos, endoscopios capsulares, etc., requieren un diseño miniaturizado y un control preciso de señales. HDI puede equilibrar volumen y rendimiento cumpliendo simultáneamente con altos estándares de seguridad y requisitos de precisión operativa;
Equipos militares y aeroespaciales como drones, cargas útiles de satélites y sistemas de radar integran componentes de alta potencia y alta sensibilidad, y tienen requisitos extremadamente altos en cuanto a precisión de datos, confiabilidad en comunicaciones y ligereza. La estructura liviana de HDI y su tecnología confiable de interconexión pueden satisfacer los requisitos de rendimiento en entornos extremos;
Los sistemas de control de máquinas herramientas CNC de precisión y robots industriales requieren cableado de alta densidad para soportar la transmisión de señales de enlace múltiple. HDI puede mejorar la velocidad de respuesta y la estabilidad operativa del equipo.
Aunque el diseño de placas de circuito HDI puede satisfacer los requisitos de alta densidad y alto rendimiento, también enfrenta múltiples desafíos técnicos, los cuales se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:
1. La adaptabilidad del diseño y la fabricación, que debe seguir estrictamente las pautas de diseño para la fabricación (DFM) para garantizar que el diseño pueda adaptarse a la capacidad de producción;
2. La planificación del número de capas, que normalmente hace referencia a las normas recomendadas para dispositivos BGA, o se basa en el juicio conjunto de la dirección y longitud de la red cruzada, sentando las bases para diseños posteriores;
3. El diseño de la estructura de los orificios, cuya distribución afectará directamente a la configuración razonable del grosor y número de capas de la placa, siendo clave para conectar las líneas de cada capa;
4. La fiabilidad en el ensamblaje y la adaptabilidad ambiental, es necesario garantizar que la placa de circuito no se rompa durante su uso, teniendo en cuenta la durabilidad y estabilidad;
5. La solidez técnica del fabricante, cuyo nivel de proceso está directamente relacionado con la fabricabilidad de toda la placa, la calidad del cableado y el efecto final de funcionamiento.
Para PCB de interconexión de alta densidad, sus etapas de producción, fabricación y diseño deben implementarse estrictamente de acuerdo con una serie de normas establecidas por IPC, incluyendo IPC-2315, IPC-2226, IPC-4104 e IPC-6016.
Existen muchas diferencias entre la fabricación de PCB HDI y la de PCB estándar, y sus limitaciones se reflejan principalmente en la compatibilidad de materiales y procesos:
1. El sustrato debe cumplir con los requisitos tanto eléctricos como mecánicos, y el material dieléctrico debe ser compatible con valores altos de TG, resistencia al choque térmico y soldadura metálica, y debe ser compatible con diversos tipos de orificios como microvías, vías enterradas y vías ciegas;
2. La adhesión y estabilidad de rendimiento de la lámina de cobre en áreas como microvías y vías enterradas debe ser confiable;
Además, el material debe tener buena estabilidad térmica para soportar el impacto durante la soldadura o ciclos térmicos.
Las normas relevantes son IPC-4101B e IPC-4104A, que incluyen materiales como capa dieléctrica líquida fotosensible, capa dieléctrica de película seca, película de poliimida, película termofija, lámina de cobre recubierta de resina y FR-4 estándar.
En la próspera industria mundial de placas de circuito HDI, China se ha convertido en un centro clave de fabricación, y han surgido muchos fabricantes de alta calidad, entre los cuales Linghangda es un líder. Con su profunda experiencia y fortaleza innovadora, Linghangda ha demostrado ventajas significativas en muchos aspectos:
PCB Rogers
A.O.I.
Anillos Anulares
PCB con Contactos Dorados
