El cableado HDI (High Density Interconnects) es la aplicación de las últimas estrategias de diseño y técnicas de fabricación para lograr un diseño más denso sin comprometer la funcionalidad del circuito. En otras palabras, HDI implica el uso de múltiples capas de cableado, alineaciones de menor tamaño, vías, almohadillas y sustratos más delgados para instalar circuitos complejos y, a menudo, de alta velocidad en áreas de huella que antes no eran posibles.
A medida que la tecnología de fabricación evoluciona, el cableado HDI está comenzando a verse en muchos diseños, como placas base, controladores gráficos, teléfonos inteligentes y otros dispositivos con espacio limitado. Cuando se implementa correctamente, el cableado HDI no solo reduce en gran medida el espacio de diseño, sino que también reduce los problemas de EMI en la PCB. La reducción de costos es un objetivo importante para las empresas, y el cableado HDI puede lograr precisamente eso.
Es importante comprender que el enrutamiento HDI es más complejo que las estrategias típicas de enrutamiento multicapa. Es posible que hayamos diseñado PCB de 8 o 16 capas, pero aún necesitamos aprender algunos de los nuevos conceptos involucrados en el enrutamiento HDI.
En un diseño típico de PCB, la placa de circuito impreso real se trata como una sola entidad y se divide en múltiples capas. El enrutamiento HDI, sin embargo, requiere que los ingenieros de diseño piensen en términos de integrar múltiples capas ultradelgadas de una PCB en una sola PCB funcional.
Podría decirse que el habilitador clave para el enrutamiento HDI es el desarrollo de la tecnología via. La perforación ya no es un orificio chapado en cobre perforado a través de cada capa de la PCB. El mecanismo de vias tradicional reduce el área de la capa de PCB que no es utilizada por las líneas de señal para el cableado.
En el cableado HDI, la microvía es el foco de conducción, responsable de integrar múltiples capas de cableado denso. Para facilitar la comprensión, piense en las microperforaciones como si consistieran en agujeros ciegos o enterrados, pero con diferentes enfoques estructurales. Las vías convencionales se perforan con un taladro después de que las capas se combinan. Sin embargo, las microperforaciones se perforan con un láser en cada capa antes de que las capas se apilen. Las micro vías perforadas con láser permiten interconexiones entre capas con tamaños mínimos de orificios y almohadillas. Esto facilita un diseño de abanico de las partes BGA donde los pines están dispuestos en un patrón de cuadrícula.
Con el uso de micro vías, los ingenieros de diseño de PCB pueden implementar un enrutamiento complejo en cualquier capa de la PCB. Este enfoque se conoce como HDI de cualquier capa o interconexión por capa. Gracias a las micro vías que ahorran espacio, ambas capas externas pueden contener piezas densamente empaquetadas, ya que la mayor parte del cableado se realiza en la capa interna.
Sin embargo, los componentes y alineaciones más densos en un diseño multicapa también aumentan el riesgo de emisiones de EMI y magnetización. Cuando estamos diseñando para HDI, es importante asegurarse de que la pila de PCB tenga la estructura adecuada. Necesitamos tener suficientes aviones terrestres para obtener una ruta de retorno de baja impedancia.
Es importante colocar las capas de cableado interno entre las capas de tierra o de alimentación para reducir el acoplamiento cruzado o la diafonía. Mantenga la ruta de las señales de alta velocidad lo más corta posible, incluida la ruta de retorno. La planificación y el uso adecuados de micro vías pueden ayudar a limitar la ruta de la señal a un área pequeña y reducir el riesgo de EMI.
Por supuesto, también ayuda utilizar el software adecuado para simular la PCB HDI por motivos de seguridad.
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