¿Alguna vez has abierto la carcasa de un smartphone o smartwatch roto? Si es así, estarás familiarizado con los pequeños circuitos integrados en estos dispositivos. Los componentes electrónicos se reducen cada día. Sin embargo, el rendimiento de estos dispositivos está aumentando drásticamente. Este cambio se debe a la PCB de microvías.
En este artículo informativo, aprenderá sobre el diseño de PCB de microvías y su costo. Además, explicaremos sus desafíos. Veamos qué son las PCB de microvías y por qué son rentables.
¿Qué son las microvías? PCB ?
Todas las placas de circuito impreso (PCB) contienen almohadillas apiladas con pequeños orificios. Estos orificios tienen algún tipo de conexión eléctrica entre sí para el flujo de corriente. Estos orificios conductores se denominan vías.
Ciertos productos, especialmente los utilizados en las industrias informática y de telecomunicaciones, requieren un tipo especial de PCB con vías. Estas PCB contienen una gran cantidad de capas de alta densidad con vías muy pequeñas para mejorar su funcionalidad.
Microvía La PCB tiene tres partes principales:
- A traves de los hoyos: Estas microvías penetran todas las capas de la placa de circuito.
- Vías enterradas: Estas microvías existen en las capas intermedias de los tableros. Además, no tienen salida al exterior.
- Vías ciegas: Estas microvías no penetran toda la placa de circuito. Sin embargo, conectan la capa exterior con al menos una capa de la placa.
Consideración del diseño de PCB de microvia
El diseño de PCB Microvia ofrece la mayor densidad de cableado y pads en comparación con otras PCB convencionales. Además, ofrece espacios y anchos de pista más pequeños.
El tamaño de la PCB de microvías es extremadamente pequeño, lo que permite crear diseños muy compactos. Además, permite perforar con una profundidad de hasta aproximadamente 100 micrómetros. Para las PCB de microvías, se requiere un taladro láser. Gracias a su diámetro corto, no presenta problemas con las diferentes expansiones. Por lo tanto, esta tecnología es más fiable que las vías pasantes.
Al hablar de circuitos impresos complejos, diversos expertos recomiendan encarecidamente las soluciones de microvías. La formación de hoyuelos se debe a que las microvías aumentan el riesgo de formación de huecos. Sin embargo, esto se puede controlar fácilmente con condiciones de soldadura adecuadas. Además, un proceso adicional de relleno de microvías puede reducir el riesgo de hoyuelos. En este caso, deberá pagar un costo adicional.
Para BGAs con un paso de 0.65 micrómetros, las microvías son muy adecuadas. Es posible que sea necesario reducir el ancho de pista del BGA a 90 micrómetros, o incluso menos.
Además, el paso BGA de 0.50 micrómetros también requiere una PCB con microvías. Puede ser necesario reducir el tamaño de las microvías a 75 micrómetros.
Consideración de costos para PCB de microvías
Las microvías son diminutas y se utilizan para conectar capas de alta densidad. Según los estándares IPC, estas vías deben tener un diámetro de 150 micrómetros o menos. Las PCB de microvías son muy útiles para crear placas de circuito impreso compactas. Estas placas son muy caras por varias razones. Por ejemplo, contienen circuitos complejos y diseños compactos. Además, su fabricación implica un proceso complejo de construcción.
Sin embargo, existen varias situaciones en las que se pueden usar microvías para reducir el costo de las placas de circuito. A continuación, se presentan algunos escenarios sencillos en los que se puede reducir el costo total de fabricación:
- Reducir el número de capas para reducir los costos
¿Utiliza vías pasantes en su diseño? Además, si el escape de trazas para BGA no funciona correctamente, considere ampliar el canal de salida en las capas interna e inferior con vías ciegas o microvías.
- Eliminar capas eléctricas
Las microvías tienen el tamaño más pequeño, lo cual es muy útil para maximizar el canal de enrutamiento. Si se elimina la capa eléctrica introduciendo microvías en lugar de las vías pasantes, se puede reducir el coste de las placas de circuito impreso. Por lo tanto, al sustituir las vías pasantes por microvías, se reduce la capa. Si las placas de circuito impreso tienen menos capas, son más económicas.
El desafío de la fabricación de PCB de microvías
Existen diferentes desafíos asociados con el proceso de fabricación de microvías. Si no se gestionan adecuadamente, pueden producirse defectos de interconexión (DIC). Estos defectos se producen cerca de la capa interna de cobre. Los DIC pueden causar diversos problemas, como circuitos abiertos y problemas de fiabilidad. Además, pueden presentarse problemas intermitentes a altas temperaturas que provoquen fallos en el circuito.
Detectar DCI es un proceso complejo, ya que funcionan correctamente durante las pruebas. Se pueden detectar problemas durante el ensamblaje o después de usarlos. Por lo tanto, es fundamental fabricar las placas con cuidado para evitar problemas en el futuro.
DAI a base de escombros
Es uno de los tipos más comunes de ICD. Esto ocurre porque los residuos se acumulan durante el orificio de interconexión y se incrustan en la capa interna de cobre. Esto ocurre con mayor frecuencia durante el proceso de perforación. Si bien la perforación de PCB con microvías se realiza mediante láser, el láser no crea orificios con tanta cantidad de residuos como otros procesos de perforación. Por lo tanto, las microvías tienen menos probabilidades de generar ICD. Aun así, es importante que los fabricantes sean precavidos.
Vacíos y confiabilidad
Otros problemas que se presentan durante el proceso de cobreado de microvías son las hendiduras, el relleno incompleto y los huecos. Estos defectos pueden generar problemas de fiabilidad. El relleno incompleto de cobre aumenta los niveles de tensión en las microvías. Además, reduce su resistencia a la fatiga.
El impacto de los huecos sobre las microvías depende de sus diferentes características, como la forma, la ubicación y el tamaño. Por ejemplo, los huecos pequeños y esféricos pueden aumentar la resistencia a la fatiga de las microvías. Además, las situaciones extremas de formación de huecos reducen su vida útil.
ICD de falla de enlace de cobre
La falla de la unión de cobre es otro tipo común de DCI. Esto puede ocurrir debido a la alta tensión durante el ensamblaje o el uso. Además, también puede ocurrir debido a la debilidad de la unión del cobre. Cuando las uniones de cobre fallan, se producen defectos de interconexión. En esta situación, la conexión de cobre se rompe físicamente. Si la unión de cobre es más débil, existe una alta probabilidad de rotura de la unión.
¿Por qué falla la unión del cobre? Hay diferentes razones. Por ejemplo, muchos fabricantes utilizan PCB más gruesos y temperaturas de soldadura sin plomo. Además, el gran tamaño de los orificios y la soldadura por ola también pueden provocar fallas en la unión del cobre. Estas fallas son un problema común en la fabricación de PCB con vías estándar y microvías.
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