Competencia para los interconectores de alta densidad o HDI: estructuras conductoras verticales o VeCS

SERIE ALTRIUM INDUSTRY EXPERT

COMPETENCIA PARA LOS INTERCONECTORES DE ALTA DENSIDAD: ESTRUCTURAS CONDUCTORAS VERTICALES O VECS

CREADO EN COLABORACIÓN CON

EL EXPERTO EN LA INDUSTRIA HAPPY HOLDEN

No hace mucho tiempo, un ingeniero muy creativo propuso en Europa un concepto novedoso para conexiones capa-a-capa que tiene una densidad más alta que la del convencional agujero pasante [through hole, o TH, por sus siglas en inglés]. El ingeniero es Joan Torne, de NEXTGin Technologies BV [1] y su tecnología se llama “Estructuras Conductoras Verticales [VeCS, por sus siglas en inglés]. VeCS emplea el equipo convencional de fabricación de  agujeros pasantes para placas de circuito impreso y aumenta las densidades a las de los interconectores de alta densidad [HDI, por sus siglas en inglés], con capacidades de BGA matriz de rejilla de bolas) hasta 0.4 mm de paso.

El concepto es taladrar  o encaminar una ranura o cavidad en la placa (para conexiones ciegas) o a través de la placa, luego metalizar y enchapar. En el paso final de la fabricación, se taladran agujeros ligeramente más grandes que crean una conexión vertical entre los estratos, como se puede ver en la Figura 1a. Como puede ver en la ilustración en la Figura 1b, las conexiones verticales más pequeñas ocupan menos espacio que un orificio de paso convencional, permitiendo así más espacio para la planificacion de la ruta. En el ejemplo que elaboré en la Figura 1c, comparé los orificios de paso, microvías y VeCS para un BGA de paso de 1.0 mm. Para el orificio de paso, se pueden comprimir 2 pistas debajo al estilo “hueso de perro”, mientras que utilizando micro-vías swing, se pueden lograr 7 pistas. Igual de densos son los desgloses VeCS con 7 pistas. Cuando se baja a 0.5 mm BGA para el orificio de paso, no hay espacio para enrutar más que una-pista si se utiliza una vía en pad; pero para los interconectores de alta densidad, puede enrutar  7 pistas entre las vías ciegas. VeCS tiene casi la misma densidad con la habilidad de pasar 5 pistas entre las conexiones verticales. Para los pasos más grandes, existe un poco de flexibilidad con el desglose de VeCS, como se ha visto en el de 1.0 mm con dos pasos distintos entrando a la cavidad.

^{FIGURA 1. a. T. La tecnología VeCS crea trazos verticales para conectar capas entre sí en vez de utilizar un agujero entero; b. Una vista 3D muestra la ventaja del espacio de enrutamiento adicional creado utilizando solo la pared vertical; c. Una comparación de las dos tecnologías comunes, orificio de paso e interconectores de alta densidad versus VeCS para dos desgloses de BGA de 1.0 y 0.5 mm.}

Las pautas de enrutamiento para la Figura 1c se muestran en la Tabla 1:

^{TABLA 1. Pautas de diseño y enrutamiento para los dos desgloses y enrutamientos BG para microvías de interconectores de alta densidad y la tecnología VeCS}

El proceso de manufactura de VeCS no ha cambiado el proceso convencional de manufactura en capas múltiples, solo se han añadido algunos pasos adicionales:

1. Taladrar o enrutar una ranura entre tierras BGA

2. Metalizar como de costumbre

3. Imagen con rupturas de VeCS adyacentes a la ranura metalizada

4. Enchapar como de costumbre

5. Decapar y crear como de costumbre

6. Al momento de fabricación final, taladrar la metalización para realizar trazos verticales 

El proceso (mostrado en la Figura 2) no requiere el uso de un taladro láser y es compatible con un proceso de laminación de paneles.