Download introducción evolucion de los pcb multicapa vías ciegas y enterradas

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NECESIDAD DE INTRODUCIR LA TECNOLOGÍA DE TARJETAS
MULTICAPA EN LA PRODUCCIÓN DE TARJETAS ELECTRÓNICAS
(PCB) DE LOS PRODUCTOS ELECTRÓNICOS COLOMBIANOS
INTRODUCCIÓN
La complejidad de los circuitos y conexiones en un
circuito impreso PCB (printed circuit Board), la
creciente densidad de componentes en tarjetas de
doble cara con Tecnologia de hueco metalizado
THT (Tecnología Trough Hole), tecnologia de
Montaje superficial SMT (Surface Mount Technology) o Tecnologia Mixta (THT y SMT), además de
requerimientos relacionados con tierras, sensibilidad al ruido, miniaturización, aspectos de EMC
(compatibilidad electromagnetica), HF (Alta frecuencia) y otras características y exigencias técnicas de diseño, plantearon la necesidad de desarrollar, en la década de
los 60s, las tarjetas multicapa o de varias capas para solucionar una gran variedad de problemas que no podían ser
resueltos con tarjetas de doble cara o cuyas soluciones ampliaban exageradamente el tamaño de las tarjetas. Esta
tecnología que inicio con diseños de circuitos de cuatro y seis capas (dos circuitos de dos capas cada uno unidos
entre si o tres circuitos de dos capas cada uno interconectados entre si) se ha extendido por todo el mundo a la
vez que ha ido incrementando el número de capas llegando en la actualidad a circuitos de hasta sesenta capas,
resolviendo problemas de diseño de gran complejidad y de elevada densidad de componentes.
EVOLUCION DE LOS PCB MULTICAPA
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La tecnologia
de multicapa ha cambiado desde su aparición, debido entre varias razones a la evolución de las tecnologias de fabricación de huecos metalizados que conectan las capas (los cuales se han ido reduciendo hasta hacerse
microscopicos), las tecnologias de fabricación de PCB y la evolución, miniaturización y aparición de nuevos componentes los cuales han ido incrementando la cantidad de pines y reduciendo el espacio entre ellos, lo que hace
obligatorio el uso de PCB multicapa.
VÍAS CIEGAS Y ENTERRADAS (BLIND AND BURIED VIAS)
Inicialmente se hacian las conexiones entre capas mediante los
Through holes o huecos pasantes convencionales, es decir que
atraviezan todas las capas de extremo a extremo; mas adelante
aparecieron las vías ciegas y enterradas, estas vías son las encargadas
de realizar conexiones entre las capas externas e internas del PCB.
Las vías ciegas (Blind Vias), tienen un extremo cubierto y se usan
para conectar las capas externas, por ejemplo la primera con la
segunda capa. Las vías enterradas (Buried Vias), corresponden a las
vías que estan totalmente ocultas e interconectan las capas internas del PCB. Estas vías pueden ser hechas por
métodos de taladrado mecánico (para diametros de 0.4 mm a 3.2 mm), para otros casos en los cuales son PCB's
de alta densidad (HDI High density interconnects), las vías deben ser de tamaños menores, se usarían métodos
especializados como fabricación laser, plasma, abrasivos conductivos, fotoformado, estas vias estas que ahora son
llamadas micro vías (75 micrometros o menos).
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COMPONENTES PASIVOS EMBEBIDOS (EMBEDDED PASSIVES)
En la actualidad la alta complejidad de los circuitos (HDI)
ha llevado a innovaciones en cuanto a la fabricación y
diseño de PCB's, los circuitos multicapa comunes están
evolucionando, lo que se busca en estos momentos es
embeber componentes pasivos tales como condensadores, inductancias y resistencias dentro de la tarjeta
multicapa (formados en el PCB). Existen métodos en los
cuales se realiza la incrustación de los componentes de un
tamaño considerablemente pequeño en comparación a los componentes SMT, dentro de las capas del PCB
(insertados en el PCB), otro método consiste en realizar componentes en el diseño del Layout es decir con arreglos de pistas hacer componentes pasivos.
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Figura 2 Diferentes formas de embeber un componente pasivo en un PCB
“Embedded Passives – Applications in PCBs” Richard Snogren, March 31st, 2008
Designers Summit EXPO 08 Página 26
TECNOLOGÍA HDI (HIGH DENSITY INTERCONNECTS) RIESGOS Y BENEFICIOS
La tecnología de fabricación y diseño de tarjetas multicapa es una tecnología madura, lleva 40 años y según expertos
la manera clásica de fabricación de tarjetas multicapa se encuentra estancada por muchas razones, ya que no ha
tenido mayores cambios durante el tiempo que ha estado vigente. Las nuevas tecnologías y la tendencia a la miniaturización de equipos y componentes, ha hecho que las técnicas de manufactura de los PCB giren hacía otros
rumbos, estos van encaminados a HDI (High Density Interconnects), se trata de diseños de PCB con una alta densidad de conexiones. Esto se logra con diferentes métodos y lo que busca es suplir las nuevas exigencias del mercado
tecnológico. Las ventajas de esta nueva tecnología son varias como la reducción de los costos, ya que los empaquetados de los circuitos integrados y los componentes tienden a ser más pequeños, por ende podrán agruparse más
en menos espacio, perfeccionamiento de las prestaciones del PCB como miniaturización de la board, densidad del
ruteo, rendimiento de las prestaciones eléctricas y disminución de las características de RFI/EMI (Características de
interferencia electromagnética), acceder a los nuevos tipos de empaquetados como BGA's (Ball grid array), CSP's
(Chip Scale Package) y Flip Chip, tiempos más cortos de salida al mercado.
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Figura 3 PCB diseñado a 12 capas. Figura 4 Mismo PCB diseñado a 8 capas. Se observa la reducción de espacio 40% aprox.
HDI Technology–Risks and Rewards, Happy Holden, Mentor Graphics Corporation. Página 6
DISEÑO PCB MULTICAPA
Figura 6 Disposion de circuitos multicapa. Las capas se organizan de tal forma que reducen considerablemeta las emisiones de ondas
electromagneticas disponiendo rutas cortas para el regreso de la corriente y planos de tierra para blindaje, IPC PWB Advanced Designer
Certification Study Guide. Página 244
ventajas, facilidades
LOS CONTINUOS RETOS
La tecnología avanza a pasos agigantados, la tendencia mundial en cuanto a equipos y dispositivos electrónicos
es la miniaturización,
por ende los dispositivos y componentes electrónicos se hacen más y más pequeños cada
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día, al igual
que
las
tarjetas
en las cuales deben ir ensamblados. Esta tecnología de fabricación y montaje de
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circuitos multicapa debe evolucionar rápidamente para permitir el acceso a circuitos más confiables y eficientes
en la tecnología nacional. Poco o nada es lo que se ve en cuanto a la fabricación de este tipo de tarjetas en los
productos de la industria colombiana, esto se refleja en la poca intervención de los mismos productos en el
mercado internacional, el gran reto que se presenta y se espera pasar es introducir esta tecnología en la industria de nuestro país y así permitir que en un futuro no muy lejano esta industria se vuelva competitiva a nivel
internacional.
Con los nuevos servicios que piensa implementar el CIDEI se espera disminuir la brecha tecnológica que existe
y lograr ubicar la industria electro electrónica colombiana en una mejor posición a nivel internacional.
SERVICIOS TECNOLÓGICOS
Diseño de circuitos impresos PCB con normas internacionales, módulos básico, intermedio y avanzado, con
aspectos HF, EMC y SI.
Servicio de montaje SMT de tarjetas electrónicas, para prototipos, medios y altos volúmenes de producción,
con componentes tipo QFN y BGA.
Servicio de ensamble de tarjetas con componentes de inserción (convencional) THT.
Fabricación de prototipos y producciones de circuitos impresos.
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SERVICIO DE CAPACITACIÓN
NIVEL TECNOLÓGICO
Curso diseño de circuitos impresos PCB con normas internacionales IPC, modulos básico, intermedio y
avanzado.
Cursos sistemas operativos en tiempo real-RTOS
Cursos diseño de software embebido en dispositivos Cortex ARM3
Cursos Diseño Digital Empleando CPLDs y FPGAs en lenguaje VHDL
NIVEL EMPRESARIAL
Curso Vigilancia Estratégica (VE) e Inteligencia Competitiva (IC)
Curso Inteligencia de negocios con mineria de datos
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Más información:
mercadeo@cidei.net
pcb@cidei.net
Telefóno: 2876039-3200827
www.cidei.net