La tendencia a la miniaturización, – tecnología más compleja que debe caber en una superficie más pequeña-, afecta no solo al producto electrónico sino a la placa de circuito en sí. Estas demandas impulsan la necesidad de placas de circuito impreso más avanzadas y el uso de microvías.
¿Qué es una microvía?
Según la nueva definición del IPC-T-50M, una microvía es una estructura ciega con una relación de aspect-ratio máximo de 1:1, que termina en un punto con una profundidad total de no más de 0,25 mm medidos desde la capa de cobre de partida hasta la capa de destino.
El IPC-6012 también define la estructura de una microvía.
- La microvía es una estructura ciega con una razón de aspect-ratio máximo de 1:1 entre el diámetro del taladro y la profundidad, con una profundidad total no superior a 0,25 mm, cuando se mide desde la superficie hasta el pad o el plano de destino.
- Normalmente, NCAB considera que el espesor dieléctrico entre la superficie y el pad de referencia es de 60 a 80 um.
- Las dimensiones del diámetro de la microvía tienen un rango de 80-100 micrones. El RATIO típico está entre 0,6:1 y 1:1, lo ideal es 0,8:1
¿Por qué son importantes las microvías?
Los productos electrónicos son cada vez más complejos y este aumento en la densidad significa que nos enfrentamos a desafíos de miniaturización mayores, tanto en términos del producto electrónico como de la placa de circuito en sí, al tiempo que aumenta la funcionalidad.
Estamos viendo componentes más pequeños y, combinado con la disminución del espacio, significa que para conseguir una mayor densidad de la placa del circuito se requiere unas pistas y un espacio más estrechos y un número creciente de interconexiones.
El resultado es que tenemos un número cada vez mayor de taladros con diámetros cada vez más pequeños, pero la densidad ya no permite los taladros pasantes metalizados tradicionales. Tales demandas impulsan la necesidad de microvías: taladros perforados con láser – que son taladros más pequeños que los perforados mecánicamente – y conectan capas seleccionadas (por ejemplo, 1-2) en lugar de atravesar y conectar todas las capas.
Estructuras HDI
El IPC-2226 define las estructuras HDI por tipo. Hay tre tipos y podemos observarlas en las imágenes resaltadas.
Estructuras TIPO 1
Aquellas que contienen una sola capa de microvía en uno o ambos lado del núcleo (core). Utiliza tanto microvías como taladros pasantes para la interconexión. Es importante mantener la relación 0,8:1 para la microvía. Esta estructura utiliza ÚNICAMENTE taladros ciegos, NO taladros enterrados.
Estructuras TIPO 2
Son similares al tipo 1 en que contienen una sola capa de microvía en uno o ambos lados del núcleo (core). Utiliza microvías y taladros pasantes para la interconexión, pero a diferencia del tipo 1, estas estructuras también utilizan taladros enterrados.
Estructuras TIPO 3
Son las más complejas y exigentes para las fábricas, contienen COMO MÍNIMO dos capas de microvías en uno o ambos lados del núcleo. Al igual que el tipo 2, también utiliza taladros pasantes además de vías ciegas y enterradas.
Directrices de diseño para microvías
A continuación se muestra un resumen de nuestras pautas de diseño HDI que muestran algunos detalles para las construcciones de tipo I, II y III. Sin embargo, un aspecto importante a tener en cuenta con respecto a la construcción de tipo III es que las estructuras apiladas deben limitarse a 2 capas de microvías y, cuando sea posible, evitar apilarse en taladros enterrados.
| Características (dimensiones um) | RECOMENDADO | AVANZADO | |
| A | Tamaño/diámetro de microvía | 100 | 80 |
| B | Capa de inicio | 325 (class 2) 350 (class 3) | 250* (class 2) 250* (class 3) |
| C | Capa de destino | 300 (class 2) 325 (class 3) | 250* (class 2) 250* (class 3) |
| D | Microvía dieléctrica L1 – L2 | 60-80 | 60-100 |
| E | Centro de microvía al borde del PTH | 380 | 300 |
| F | Espacio de la capa exterior | 100 | 76 |
| G | Espacio de la capa interior | 100 | 76 |
| H | Microvía a taladro enterrado | 375 | 300 |
| I | Taladro enterrado a PTH | 450 | 430 |
| J | Paso – microvía interna (diferente señal) | 425 | 325* |
| K | Paso – microvía externa (diferente señal) | 525 (soldermask web) 425 (no soldermask) | 325* |
| L | Paso – microvía escalonada | 400 | 225 |
| M | Dieléctrico para microvías internas | 60-80 | 60-100 |
| N | Taladro enterrado a taladro enterrado | 450 | 350* |
| O | Tamaño/diámetro del taladro enterrado | 250 | 150 |
| P | Microvía a microvía | 300 | 220 |
| Vía enterrada capa de destino – Via enterrada | Buried via + 250 | Buried via + 250* | |
| Q | Relación tamaño/diámetro de microvía | 300 | 200 |
| R | Pad microvía de la capa de inicio | 500 (via + 200) | 400 (via + 200) |
| S | Pad microvía de capa de recepción (cara interna ) | 600 (via + 300) | 500 (via + 300) |
| T | Dieléctrico L1-L3 vía de pad a pad | 200 | 160 |
| U | Distancia entre Vía de inicio a cobre en L2 | 250 | 150 |
* Para un diseño más ajustado que los valores proporcionados, consulte con su contacto técnico local de NCAB para hablar sobre proyectos específicos caso por caso.
¿Construcciones de microvía apiladas o escalonadas?
Aunque seguimos viendo diseños apilados y escalonados (ver imagen a continuación), se estableció un comité de prueba de IPC para investigar la fiabilidad de las microvías apiladas para productos de alto rendimiento.
Se han reportado errores posteriores a la fabricación en los últimos años y los problemas parecen manifestarse en la parte interior de una microvía y la unión metálica de otra vía o capa de cobre. Lo que se sabe es que esta tendencia se observa en microvías apiladas complejas, pero no en vías escalonadas.
Los datos recopilados hasta ahora parecen sugerir que las microvías apiladas compuestas por 3 o más capas de microvías son mucho más propensas a experimentar errores escalonados a través de las estructuras. Cabe señalar que los números son bajos en términos de porcentaje de errores; sin embargo, cuando se comparan con tasas de errores similares en taladros escalonados, existe una marcada diferencia.
La regla general, o las recomendaciones en este momento, parecen ser que las estructuras apiladas deben limitarse a 2 capas de microvías y, cuando sea posible, evitar apilarlas en un taladro enterrado. Si el diseño requiere una tercera capa de microvías, esta tercera capa se alejará de la pila de 2 microvías y se completará como un diseño escalonado.