Comuníquese con PCBark Company
HDI CON INTERCONEXIÓN EN TODAS LAS CAPAS · LAMINACIÓN SECUENCIAL
Fabricación de PCB HDI con interconexión en todas las capas: laminación secuencial y microvías rellenas de cobre
Si ya no puede sacar las conexiones de su BGA de paso fino con HDI 1+N+1, el problema está en el enrutamiento, no en la disposición de los componentes. PCBark ofrece HDI con interconexión en todas las capas, donde cada capa permite establecer conexiones, para integrar todo en el espacio disponible dentro del producto que usted enviará.
Solicite una cotización de HDI con interconexión en todas las capas
Especificaciones
Interconexión en todas las capas / ELIC
Interconexión en todas las capas, además de estructuras de 1+N+1 a 3+N+3
~100 µm
Microvía rellena de cobre, relación de aspecto de 0.75:1
75 µm
Ancho de pista / separación entre pistas alcanzable en construcciones avanzadas
Clase 3
Fabricación e inspección conforme a IPC-6012 Clase 3
30–40%
Reducción típica del área de la placa frente a una construcción convencional
Más de 16 años
Experiencia en EMS y capacidad de 500,000 m²/año
Ventaja técnica
Cuando el HDI 1+N+1 estándar se queda sin espacio de enrutamiento
Usted conoce el problema. La disposición de los componentes está bien, el esquema está bien, pero no hay forma de sacar las conexiones del BGA más denso. Ya no quedan pasos para vías entre las bolas y la única salida parece ser añadir capas; así, la placa se vuelve más gruesa y más grande. Ahí es donde el HDI llega a su límite.
Con ELIC, sin embargo, no existe esa barrera. En una PCB multicapa convencional, las conexiones llegan a las microvías de las capas superiores y a las vías enterradas del núcleo del apilamiento, pero el resto del enrutamiento debe utilizar orificios pasantes metalizados que atraviesan la placa. Una placa de circuito impreso con interconexión en todas las capas elimina esa limitación: en lugar de restringir las conexiones de vías ciegas a las capas añadidas sobre un núcleo con orificios pasantes, cada capa dieléctrica tiene sus propias microvías perforadas con láser y rellenas de cobre.
Leer másMostrar menos
Así, cualquiera de esas capas puede conectarse con una capa adyacente. Si se incorporan microvías apiladas al apilamiento de capas ELIC, la conexión puede extenderse hasta la capa más alta de la placa. Así logramos enrutar un chip con paso de 0.4 mm en placas de prueba, cuando una construcción equivalente con 2+N+2 no permitía completar el enrutamiento.
El usuario final obtiene un tamaño menor y una mayor densidad. Como ninguna capa queda fuera de uso, las pistas pueden pasar por la misma capa 2 de una estructura de 10 capas con interconexión en todas ellas, en lugar de requerir un diseño convencional de 14 capas; los diseñadores pueden reducir el número total de capas y mantener la misma cantidad de conexiones, además de disminuir el tamaño exterior hasta un 40% frente a una placa de construcción convencional.
Leer másMostrar menos
Ese ahorro de espacio tiene un costo de entrada: el procesamiento. La tecnología de interconexión en todas las capas requiere laminaciones secuenciales y, según una fuente cercana a esta tecnología, el HDI con interconexión en todas las capas todavía se considera una tecnología avanzada y no estándar que la mayoría de los fabricantes de PCB no ofrece fácilmente. PCBark sí cuenta con esta capacidad.
01 / Capacidades
Capacidades de PCBark para HDI con interconexión en todas las capas: apilamientos y estructuras
La mayoría de los diseños HDI no necesitan interconexión en todas las capas, y una página de capacidades honesta debe mostrarle qué estructura HDI corresponde a su aplicación; por lo general, buscamos la placa más económica que permita completar el enrutamiento. Aquí se muestra cómo relacionar cada estructura habitual con su aplicación adecuada; en esencia, solo se debe subir al siguiente nivel cuando el anterior ya no ofrece suficientes canales de enrutamiento.
| Estructura | Capas añadidas con microvías | Permite enrutar | Cuándo pasar al siguiente nivel |
|---|---|---|---|
| 1+N+1 | 1 capa de microvías a cada lado del núcleo | Un solo BGA denso, paso >0.5 mm, E/S moderadas | Canales de salida estrechos en un componente |
| 2+N+2 | 2 capas de microvías a cada lado | BGA con paso de 0.4–0.5 mm y más E/S | Componentes apilados y varias piezas de alta densidad |
| 3+N+3 | 3 capas de microvías a cada lado | E/S muy numerosas y placas con varios BGA | Canales para vías aún agotados y área limitada |
| Interconexión en todas las capas (ELIC) | Cada capa permite establecer conexiones | Paso inferior a 0.4 mm, densidad máxima y contorno mínimo | Es el nivel máximo: libertad total de enrutamiento |
02 / Límites de capacidad
Límites de capacidad de ingeniería
Las placas con interconexión en todas las capas se fabrican con microvías de cerca de 100 micras rellenas de cobre y una relación de aspecto de 0.75:1, la única que permite nuestro proceso de metalización y la referencia de IPC-2226 para su «objetivo confiable», frente a su límite máximo más amplio de 1:1. En nuestras construcciones avanzadas, el ancho de pista y la separación entre pistas pueden llegar a 75 µm; los diámetros finales de las microvías en placas estándar son de 75–150 µm y pueden ser aún menores en construcciones especiales.
Leer másMostrar menos
Las microvías se forman mediante perforación láser entre capas; luego se metalizan y se rellenan con cobre para que el área de contacto de la siguiente capa quede al ras. La alineación entre capas es el principal factor de costo de la interconexión en todas las capas o, más precisamente, su mayor riesgo. Cada ciclo de laminación implica el riesgo de que se desplace el apilamiento, por lo que trabajamos con los clientes para controlar el flujo del preimpregnado durante esos ciclos. Las pistas más cortas y la geometría más fina también mejoran la integridad de la señal, además de aumentar la densidad: esa es la otra parte de la miniaturización. Así aborda nuestro equipo la fabricación de circuitos con interconexión en todas las capas; las prestaciones alcanzables para su diseño dependen del peso del cobre, el dieléctrico y el número de capas, factores que nuestros ingenieros DFM determinan antes de preparar las herramientas de producción.
| Parámetro | Capacidad | Referencia |
|---|---|---|
| Estructuras de interconexión | 1+N+1, 2+N+2, 3+N+3, interconexión en todas las capas / ELIC | Niveles de diseño IPC-2226 |
| Microvía | Rellena de cobre, ~100 µm, relación de aspecto de 0.75:1 | IPC-2226 / IPC-6016 |
| Ancho de pista / separación entre pistas | Hasta ~75 µm en construcciones avanzadas | Se confirma en la revisión DFM |
| Protección / relleno de vías | Microvías apiladas y escalonadas rellenas de cobre; vías en áreas de contacto | IPC-4761 |
| Clase de confiabilidad | Fabricación e inspección conforme a IPC-6012 Clase 3 | IPC-6012 |
| Ensamble | Ensamble SMT llave en mano, adquisición de componentes y prueba funcional | Realizado por PCBark |
En comparación con una placa de circuito impreso con orificios pasantes, la placa con interconexión en todas las capas permite pistas más finas y una menor separación entre pistas porque sus microvías se perforan con láser, en lugar de depender de los tramos de vías ciegas y enterradas perforadas mecánicamente que utiliza una placa convencional. Una placa de circuito impreso perforada mecánicamente no puede tener orificios tan pequeños ni tan próximos entre sí; por eso, al reducir el área de la placa, también se reducen el ancho de pista y la separación entre pistas.
Leer más: notas para producciónMostrar menos
Dos notas para producción. Procuramos reducir al mínimo las laminaciones secuenciales y el número de ciclos, según la complejidad de su placa: más ciclos de laminación implican más operaciones de prensado, perforación, metalización, generación de imágenes, etc.; por eso, recomendar una placa con interconexión en todas las capas cuando no se necesita sería un error costoso de nuestra parte. Además de gestionar esa complejidad, cuando se enruta debajo de su BGA, las microvías en las áreas de contacto se aplanan después del relleno para que la máscara antisoldante y la pasta queden uniformes; si busca una densidad de enrutamiento que cause problemas de colocación y ensamble, puede hacer precisamente eso. La tecnología de interconexión en todas las capas también combina bien con un diseño rígido-flexible cuando el producto debe plegarse, y controlar la expansión térmica en el eje Z resulta importante cuando el apilamiento alcanza una altura considerable: nuestro equipo de diseño para fabricación (DFM) evalúa estas opciones desde el inicio para evitar aumentos de costo más adelante.
HDI con interconexión en todas las capas frente a HDI secuencial 1+N+1 y orificios pasantes: los datos
«Alto», «medio» y «bajo» sirven para un folleto, no para una placa que usted debe aprobar. A continuación se presenta una representación de un diseño de circuito de muestra en tres tipos habituales de construcción, comparados según los factores que realmente determinan el costo y el tiempo de comercialización, en vez de usar categorías que simplifican demasiado el problema: las posibilidades de enrutamiento que ofrece la placa, el tamaño final que necesita y el costo de lograrlo.
| Parámetro | PCB multicapa con orificios pasantes | HDI 1+N+1 | HDI con interconexión en todas las capas |
|---|---|---|---|
| Paso mínimo de BGA que se puede enrutar | ~0.8 mm | ~0.5 mm | ≤0.4 mm |
| Tipo de vía | Orificio pasante metalizado | Microvías en capas exteriores + núcleo con orificios pasantes metalizados | Microvías rellenas de cobre en todas las capas |
| Área relativa de la placa | Valor de referencia (100%) | ~75–85% | ~60–70% |
| Capas necesarias para sacar las mismas conexiones | El mayor número | Menor número | El menor número |
| Longitud de la trayectoria de señal | La más larga | Más corta | La más corta |
| Ciclos de laminación | 1 | 1–2 | 3+ (secuenciales) |
| Costo relativo de fabricación | El menor número | Moderado | El más alto, compensado por el ahorro en tamaño y capas |
/// DATOS DE LA REPRESENTACIÓN
La realidad del costo en cifras: la construcción con interconexión en todas las capas es la más cara de fabricar porque repite la secuencia de laminación en cada una de las seis etapas de laminación secuencial, y las cifras muestran que el HDI de 6 capas cuesta alrededor de un 30-50% más que una placa de 4 capas solo por este motivo.
Leer másMostrar menos
Sin embargo, esta comparación deja fuera el costo del sistema completo. Al usar formatos más pequeños, reducir el número de capas necesarias y aumentar el rendimiento del ensamble mediante la colocación de vías en las áreas de contacto del componente previsto, en vez de situarlas directamente frente a esas áreas, usted ahorra dinero y espacio. En un producto con límites estrictos de espacio, una placa con orificios pasantes puede parecer inicialmente más barata que una con interconexión en todas las capas. Sin embargo, al considerar la carcasa, las capas necesarias y el retrabajo, la construcción con orificios pasantes puede terminar costándole más.
Resultados de clientes: tamaño de la placa, densidad de E/S y confiabilidad de las microvías
La interconexión en todas las capas tiene sentido cuando se deben resolver limitaciones de tamaño, densidad de enrutamiento y confiabilidad:
Caso 01
Integrar un BGA de paso inferior a 0.4 mm en el contorno de un dispositivo ponible
En un caso, un equipo que desarrollaba un producto de consumo con un procesador de la categoría de los teléfonos inteligentes necesitaba distribuir componentes con un paso de 0.35 milímetros (mm), pero no lograba sacar todas las conexiones mediante su estructura de capas 2+N+2. Al adoptar una construcción con interconexión en todas las capas, pudo sacar las conexiones a través de toda la placa y ajustar el diseño a las dimensiones físicas requeridas sin añadir más capas.
≤0.4 mm
Paso del BGA enrutado
~35%
Reducción del área de la placa
0 añadidos
Pares de capas frente al apilamiento anterior
Caso 02
Resistir los ciclos térmicos sin separación de microvías
Al fabricar un módulo aeroespacial, sujeto a requisitos de confiabilidad tan estrictos como los de un implante médico, el equipo se preguntaba si podría evitar fallas por separación de microvías apiladas durante pruebas de ciclos térmicos intensos y extremos. Para muchos ingenieros, controlar la expansión térmica en el eje Z representa un verdadero desafío técnico. Esta placa utilizó orificios rellenos de cobre, un número de ciclos cuidadosamente controlado, orificios pasantes escalonados donde estaban permitidos y aislamiento de vías conforme a IPC-4761; además, se inspeccionó según IPC-6012 clase 3.
Clase 3
Fabricación e inspección según IPC-6012
Rellenas de Cu
Estructura de microvías
IPC-4761
Protección de vías aplicada
Caso 03
Sacar las conexiones de un FPGA con muchos pines
En los diseños de FPGA con muchas E/S, incluso después de completar la disposición requerida, las estructuras convencionales siguen ofreciendo muy pocas opciones de vías. Las placas con interconexión en todas las capas permiten usar cada nivel para sacar conexiones, de modo que las rutas de salida se mantienen intactas y los pares de impedancia controlada siguen su trayectoria prevista sin quedar obstruidos por la ubicación de las vías.
Interconexión en todas las capas
Salida de conexiones a través de todo el apilamiento
Eje Z
Enrutamiento con microvías apiladas
Controlada
Pares de impedancia preservados
Aseguramiento de la calidad
Certificaciones y normas de confiabilidad
Alianzas de colaboración
Colaboración con clientes
Cómo pedir HDI con interconexión en todas las capas: elección del apilamiento, plazo de entrega y DFM
No existe un precio único para una placa con interconexión en todas las capas: depende de cómo configure su apilamiento de capas. Para que pueda comenzar a estimar los costos con precisión, a continuación presentamos los factores que influyen en el precio de esta construcción.
Ciclos de laminación
Es el factor de mayor peso. Cada ciclo secuencial repite el prensado, la perforación, la metalización y la generación de imágenes. Menos ciclos significan menor costo; definimos su número según el enrutamiento que necesita, no según un catálogo.
Número de capas y estructura
Elegir entre interconexión en todas las capas, 2+N+2 y 3+N+3 cambia tanto los materiales como el proceso. La estructura de menor nivel que permita enrutar su placa será la más económica de fabricar.
Geometría y relleno de microvías
El relleno de cobre, el aplanado de las vías en las áreas de contacto y las relaciones de aspecto más exigentes añaden pasos al proceso que afectan el precio y el rendimiento de fabricación.
Material y peso del cobre
Los laminados de bajas pérdidas o de alta Tg y el cobre de mayor peso modifican tanto el costo como el ancho de pista y la separación entre pistas que se pueden lograr.
Clase de confiabilidad y cumplimiento
IPC-6012 Clase 3, las pruebas adicionales y la trazabilidad IATF 16949 aumentan el trabajo de inspección y son obligatorios cuando corresponden.
Volumen y plazos
Los prototipos y los pedidos de entrega rápida tienen costos distintos de los volúmenes de producción. Indíquenos la cantidad y la fecha requerida.
HERRAMIENTAS INTERACTIVAS DE INGENIERÍA
Herramientas para HDI con interconexión en todas las capas
Acceda a nuestras calculadoras propias para configurar apilamientos de capas, verificar el cumplimiento de IPC-2226, estimar índices de costo y preparar especificaciones precisas para solicitar una cotización de fabricación.
HERRAMIENTA // 01
Selector de estructuras HDI
Evalúe el paso del BGA, la densidad de E/S y las restricciones del área de la placa para determinar la arquitectura de enrutamiento de menor costo.
HERRAMIENTA // 02
Verificador de la relación de aspecto de microvías
Verifique las dimensiones de sus microvías y la profundidad del dieléctrico frente a los límites de metalización confiable establecidos en IPC-2226.
HERRAMIENTA // 03
Estimador de costo y tamaño
Compare el porcentaje de reducción del área ocupada con el sobrecosto de fabricación de distintos niveles HDI.
HERRAMIENTA // 04
Generador de especificaciones HDI para cotización
Genere un bloque estandarizado de especificaciones para cotización, listo para la revisión DFM, que permita obtener precios de fabricación rápidos y precisos.
Recursos técnicos
Preguntas frecuentes sobre PCB HDI con interconexión en todas las capas
¿Qué es una PCB HDI con interconexión en todas las capas y en qué se diferencia de la HDI 1+N+1 estándar?
En una PCB HDI con interconexión en todas las capas, cada capa permite establecer conexiones mediante microvías apiladas y rellenas de cobre, por lo que una pista puede conectar cualquier capa con otra. La HDI 1+N+1 estándar solo añade capas exteriores con microvías sobre un núcleo con orificios pasantes. La interconexión en todas las capas elimina ese límite de enrutamiento y se utiliza cuando no es posible sacar las conexiones de un BGA denso con 1+N+1 o 2+N+2.
¿Por qué cuesta más el HDI con interconexión en todas las capas que el HDI convencional?
El costo depende del número de ciclos de laminación secuencial. Cada ciclo añadido implica otra pasada de prensado, perforación, metalización y generación de imágenes, por lo que un apilamiento con interconexión en todas las capas cuesta más que una placa fabricada en una sola secuencia. Según datos del sector, una placa HDI de 6 capas cuesta aproximadamente un 30-50% más que una de 4 capas. La compensación es real: una placa más pequeña, menos capas para el mismo enrutamiento y un mayor rendimiento del ensamble suelen absorber parte del sobrecosto. Ajustamos el número de ciclos a su diseño para que usted no pague por capas añadidas que no necesita.
¿Son confiables las microvías apiladas bajo ciclos térmicos?
Las microvías apiladas pueden fallar por separación en el eje Z en el área de contacto de destino durante el reflujo y los ciclos térmicos, un riesgo que IPC ha señalado para productos de alta confiabilidad. Lo gestionamos mediante vías rellenas de cobre, un número de ciclos controlado, transiciones escalonadas cuando el apilamiento de capas lo permite y protección de vías según IPC-4761. Las placas para aplicaciones aeroespaciales y médicas se fabrican e inspeccionan según IPC-6012 Clase 3.
¿Puede un fabricante con sede en China producir HDI avanzado con interconexión en todas las capas y alta confiabilidad?
Sí. Los fabricantes de PCB con capacidad para ello producen apilamientos avanzados con interconexión en todas las capas, como 3+N+3, que ya han demostrado su desempeño en uso, y los compradores informan que cumplen sus objetivos de calidad y confiabilidad. Lo que usted debe calificar no es el país, sino la capacidad: solicite información sobre las estructuras que pueden fabricarse, los límites de relleno y relación de aspecto de las microvías, la clase IPC y un informe de muestra de trazabilidad. En la práctica, el riesgo real no es la ubicación geográfica, sino un proceso sin demostrar: conviene descartar a cualquier fabricante de PCB que no pueda mostrar datos sobre el relleno de sus microvías o registros de inspección, esté donde esté. Pida una muestra de prueba y una sección transversal antes de comprometerse con un volumen de producción, y califique la línea como lo haría con cualquier proveedor de alta confiabilidad. PCBark fabrica conforme a IPC-6012 Clase 3 e IPC-6016 y ofrece una revisión DFM completa antes de preparar las herramientas de producción.
¿Cuántas capas puede tener una PCB HDI con interconexión en todas las capas?
La construcción con interconexión en todas las capas se adapta al número de capas porque cada capa dieléctrica tiene su propia microvía. Los diseños para dispositivos portátiles y con muchas E/S suelen tener de 8 a 16 capas, y se fabrican placas con más capas para aplicaciones especializadas. El límite práctico de su diseño depende de la simetría del apilamiento de capas, los objetivos de impedancia y el número de ciclos de laminación disponibles, que confirmamos durante la revisión DFM.
¿Realmente necesito interconexión en todas las capas o basta con 2+N+2?
Si puede sacar las conexiones de su BGA más denso con 1+N+1 o 2+N+2 dentro del límite de capas, esa construcción será más barata y se lo informaremos. La estructura con interconexión en todas las capas solo ofrece una ventaja de precio frente a las estructuras multicapa cuando se agota la capacidad de las vías, cuando la acumulación de componentes muy próximos limita una estructura más compacta o cuando el área disponible para el diseño es el factor limitante. Envíenos el apilamiento de capas y los componentes con el menor paso entre contactos, y le indicaremos el mejor precio para la estructura necesaria para enrutar su diseño.
¿Qué geometrías de microvías y pistas admite PCBark para HDI con interconexión en todas las capas?
Las microvías de 100 micras rellenas de cobre tienen una relación de 0.75 a 1 entre la separación entre pistas y la abertura de la vía, conforme a IPC-2226 para una separación entre pistas y un ancho de pista de hasta aproximadamente 75 micras en una construcción avanzada; todo depende del material utilizado, el número de capas y el espesor de la lámina de cobre. Utilizamos una revisión DFM de «diseño integral» (ADI) para determinar las dimensiones alcanzables según su apilamiento de capas y las restricciones específicas de su diseño.
¿Qué necesita de mí para cotizar una placa HDI con interconexión en todas las capas?
Envíenos los archivos Gerber u ODB++, junto con el apilamiento de capas que defina las impedancias objetivo, la lista completa de materiales, la clase IPC requerida (p. ej., clase 3), las cantidades que necesita y las fechas en que desea recibir las piezas terminadas. Luego, con nuestras herramientas DFM integradas, revisaremos la estructura que diseñó para estimar el número de ciclos y evaluar los materiales de fabricación; después le proporcionaremos una cotización y un plazo de entrega para su aplicación.
Inicie la fabricación
Solicite a PCBark una cotización de PCB HDI de cualquier capa
Envíenos su estructura y le responderemos con la opción de menor costo que permita el trazado HDI, los resultados de una revisión DFM integral y una cotización acorde con la clase IPC que especificó. Más de 16 años de experiencia en EMS para respaldar su proyecto.
Solicite una cotización
Envío seguro para revisión DFM
