En la industria electrónica, la demanda de dispositivos más pequeños y eficientes ha impulsado el desarrollo de tecnologías más avanzadas en el diseño de placas de circuito impreso. Entre ellas, la PCB Interposer HDI se ha convertido en una solución clave al permitir la integración de circuitos con una alta densidad de interconexión mejorando significativamente el rendimiento y eficiencia de los dispositivos.
PCB Interposer HDI
Un interposer es un sustrato que actúa como puente de interconexión entre distintos componentes electrónicos utilizando tecnología de alta densidad de interconexión (HDI). Esta tecnología permite lograr un mayor número de conexiones en un área reducida, integrando microvías, vías ciegas y enterradas, así como materiales avanzados de alta velocidad. Gracias a estas características, una PCB interposer HDI reducen la capacitancia parasitaria, mejoran la integridad de la señal, optimizan el uso del espacio y garantizan un rendimiento superior en aplicaciones de alta frecuencia y velocidad.
En un diseño de semiconductores en 2.5D o 3D, los interposers permiten conectar chips apilados o en módulos con una mayor eficiencia. Al integrar tecnología HDI, se logran circuitos más compactos, de alto rendimiento y con menor consumo de energía.
En el diseño de PCB HDI, las interconexiones entre capas se logran mediante microvías, vías ciegas y vías enterradas. Las microvías son perforaciones de diámetro pequeño creadas con láser para conectar capas adyacentes, optimizando el espacio y la integridad de la señal. Las vías ciegas conectan una capa superficial con una o más capas internas sin atravesar toda la PCB, mientras que las vías enterradas interconectan solo capas internas, sin llegar a la superficie, mejorando la densidad de los circuitos sin afectar el espacio disponible para componentes.
Existen varios tipos de interposers según los materiales utilizados y la aplicación específica:
- Interposer Orgánico: Fabricado con materiales como FR4 o resinas BT, es el tipo más común en la industria de la electrónica de consumo. Se utiliza en aplicaciones donde se requiere flexibilidad y bajo costo.
- Interposer Cerámico: Ofrece alta resistencia térmica y estabilidad mecánica, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alto rendimiento como equipos aeroespaciales y de telecomunicaciones.
- Interposer de Silicio: Utilizado en diseños avanzados como 2.5D IC y 3D IC, donde se requiere una interconexión densa y eficiente. Estos interposers pueden incluir vías a través del silicio (TSV) para mejorar la integración de múltiples chips apilados.
Beneficios de las PCBs HDI
- Mayor densidad de componentes: Permiten colocar más componentes en un área reducida, facilitando el desarrollo de dispositivos compactos y con alto rendimiento.
- Optimización del ruteo: Al eliminar restricciones de interconexión, se pueden diseñar trazas más cortas y eficientes, reduciendo pérdidas y mejorando la velocidad de transmisión de señales.
- Mejor integridad de señal: La reducción de interferencias y la menor longitud de las trazas minimizan el ruido electromagnético y mejoran la estabilidad del circuito.
- Menor tamaño y peso: Ideal para aplicaciones donde el espacio es crítico, como en dispositivos móviles, wearables y tecnología aeroespacial.
- Reducción del consumo de energía: La optimización en la distribución de las interconexiones contribuye a una menor disipación de calor y un consumo más eficiente de energía.
Gracias a la interconexión arbitraria, es posible desarrollar diseños más compactos y eficientes sin comprometer la funcionalidad del sistema. La optimización del enrutamiento de señales contribuye a la reducción de interferencias y diafonía, lo que se traduce en un mejor desempeño eléctrico. Al disminuir la cantidad de capas necesarias, se pueden reducir los costos de fabricación sin afectar la calidad del producto final. Además, esta tecnología ofrece una mayor flexibilidad en el diseño, permitiendo integrar múltiples funciones en un solo PCB, lo que resulta especialmente útil en productos electrónicos avanzados.
Servicio de fabricación de PCBs HDI
PCBWay, empresa líder en la fabricación de placas de circuito impreso y ensamblaje de PCB, se ha posicionado como un referente en la industria gracias a su producción de circuitos de alta tecnología y su capacidad para ofrecer soluciones personalizadas que satisfacen las exigencias de la industria moderna.
En respuesta a la creciente demanda servicios de producción de PCBs avanzadas, PCBWay ha logrado con éxito el desarrollo de PCBs de interposición de alta densidad de interconexión (PCB interposer HDI) arbitraria de orden superior y de múltiple capa. Con ello, PCBWay se posiciona en la fabricación de PCBs, brindando servicios personalizados para satisfacer las exigencias de la industria moderna.
A continuación se muestra un ejemplo de una PCB HDI de 24 capas y 6 órdenes desarrollado por PCBWay.
1. Parámetros del producto
2. Estructura del producto
3. Desafíos técnicos
- El espesor de la PCB enterrada de L7 a L18 es de 1,0 mm, con un diámetro de orificio pasante mecánico de 0,1 mm, lo que da como resultado una relación de aspecto del orificio de 10:1, lo que dificulta la perforación mecánica.
- El paso BGA es de 0,35 mm y la distancia desde el orificio hasta la traza del conductor es de 0,13 mm, lo que facilita la desalineación durante múltiples laminaciones.
- El ancho y el espaciado de las trazas es de 2,4/3 milésimas de pulgada y presenta un enrutamiento denso. A continuación, se muestran algunos diagramas de enrutamiento.
4. Producto terminado
Aplicaciones
Las PCBs Interposer HDI son fundamentales en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas que requieren una alta densidad de interconexiones y un rendimiento excepcional. En el ámbito de la electrónica móvil, se emplean en dispositivos como smartphones, tablets y wearables, donde el espacio es limitado y la necesidad de procesadores rápidos y eficientes es crítica. En el campo de la computación de alto rendimiento, estas PCBs son cruciales en servidores y estaciones de trabajo que manejan grandes volúmenes de datos, asegurando una transmisión de señales rápida y fiable. En el sector de la automoción, especialmente en vehículos autónomos, las PCB interposer HDI permiten integrar sistemas de control avanzados y sensores de alta precisión, fundamentales para la toma de decisiones en tiempo real y la navegación autónoma.
En el ámbito del internet de las cosas (IoT), las PCB interposer HDI facilitan la creación de dispositivos pequeños pero potentes, como sensores inteligentes y sistemas de monitoreo remoto, permitiendo una alta densidad de interconexión sin sacrificar la eficiencia energética ni el rendimiento. Además, en el área de inteligencia artificial (IA) y centros de datos, las PCBs interposer HDI se utilizan en hardware especializado para IA y en sistemas diseñados para procesar grandes volúmenes de datos. Optimizan la comunicación entre componentes del hardware, mejorando la velocidad de procesamiento y permitiendo soluciones escalables y eficientes para abordar las crecientes demandas del análisis de datos masivos y los algoritmos de IA.
La PCB interposer HDI representa un avance significativo en la tecnología, permitiendo diseños más compactos, eficientes y de alto rendimiento. Su capacidad para mejorar la velocidad de transmisión de datos, reducir el consumo de energía, optimizar la disipación de calor y conectar circuitos heterogéneos lo convierte en una solución indispensable en la evolución de la electrónica avanzada. A medida que la industria continúa innovando, esta tecnología se consolidará como un estándar en la fabricación de dispositivos de avanzados en sectores clave como la computación, telecomunicaciones, inteligencia artificial y más.
