Impactos de la Miniaturización y Complejidad del Diseño

Desde que se crearon, los dispositivos electrónicos se han vuelto más pequeños, más rápidos y más eficientes. Pero cuando intentes meter más componentes, pines y conexiones en una placa de menor tamaño, tendrás algunos problemas. Estos desafíos incluyen el calor, los brotes de BGA y el tamaño en sí mismo, lo que significa cómo vas a encajar tu placa en esa pequeña y extraña carcasa.

Aquí hay algunas estadísticas rápidas:

• El área de la placa se ha mantenido relativamente constante, mientras que la cantidad de cables por pulgada cuadrada se ha triplicado en los últimos 10 años.

• El número promedio de componentes se ha cuadruplicado en 15 años, mientras que el promedio de cables por parte ha disminuido en un factor de 4 a 5 veces.

• El número de pines en un diseño se ha triplicado y el número de conexiones de pin a pin se ha duplicado.

Con este tipo de aumentos que no buscan reducirse en el corto plazo, es importante comprender cómo abordar estos problemas al diseñar. Centrémonos en un par de estos problemas, enrutando una PCB BGA y HDI de pin alto.

Fuga BGA

Para muchos de nosotros, la planificación manual y el enrutamiento del BGA pueden llevar varios días y, si tu plan es ineficiente, es posible que estés agregando más capas de las necesarias, lo que aumenta el coste y todos sabemos que nuestro presupuesto no aumentará. Con muchos BGA hoy en día colocamos nuestros pads de captura vía en diagonal. Estoy seguro de que has visto esto en lo que llamamos un despliegue de hueso de perro.

^{Despliegue estilo hueso de perro}

Pero cada vez más estamos empezando a ver que el despliegue de hueso de perro no siempre es una opción, esto se debe a que el tamaño pequeño de los pasadores no permite suficiente espacio para agregar esas vías. Para estos BGA necesitamos un método via in pad para estallar. Esto es cuando la vía está conectada directamente a la plataforma, lo que permite enrutar la señal en una nueva capa.

Aumenta la Densidad con HDI

Otra cosa que debes tener en cuenta a medida que tus diseños continúan reduciéndose es cómo vas a agrupar más componentes, trazas y, en general, más complejidades en una PCB más pequeña sin agregar capas adicionales. Un método para resolver este problema es mediante el uso de PCB de interconexión de alta densidad (HDI).

^{HDI PCB cortesía de circuito flygold}

Las placas HDI son placas de circuito impreso con una mayor densidad de pistas y almohadillas en comparación con una PCB "normal". A menudo incluyen vías ciegas, enterradas y micro. Todo es más pequeño en estas placas, trazas, espaciado, almohadillas de captura, ext. Las placas HDI tienen la ventaja de reducir el tamaño y el peso, y aún así pueden aumentar el rendimiento eléctrico del dispositivo. Sin embargo, tienen sus inconvenientes y debes ser consciente de cuáles son. Por ejemplo, componentes más pequeños y menos espacio entre ellos.

Acepta los Desafíos de Diseño

La miniaturización de nuestra tecnología, ya sean circuitos integrados, transistores o PCB, conlleva muchos desafíos. Pero los desafíos no son para esconderse, debemos aceptarlos, porque con los nuevos desafíos vienen nuevas soluciones innovadoras. Para obtener más información sobre los desafíos y las soluciones que afectan a los diseños modernos de PCB, consulta este documento técnico.