1.Las placas de circuito impreso (PCB) de interconexión de alta densidad (HDI) representan un avance significativo en la tecnología de encapsulado electrónico, permitiendo una mayor densidad de componentes y un rendimiento eléctrico mejorado en comparación con las PCB convencionales. La tecnología HDI utiliza microvías, vías ciegas y vías enterradas con diámetros típicamente inferiores a 150 micrones, lo que permite el apilamiento multicapa y reduce el número de capas. Esta arquitectura minimiza las longitudes de las rutas de señal, mejora la integridad de la señal mediante el enrutamiento de impedancia controlado y admite aplicaciones de alta frecuencia hasta rangos de ondas milimétricas superiores a 100 GHz. Las longitudes reducidas de los extremos de las vías en los diseños HDI mitigan aún más las reflexiones de señal, críticas para interfaces digitales de alta velocidad como PCIe 5.0 y DDR5.

2.Los procesos de fabricación clave incluyen la perforación láser con láseres UV o CO2 para la formación de microvías, logrando relaciones de aspecto de hasta 1:1, y ciclos de laminación secuencial con prensas de baja presión para evitar la falta de resina. Las técnicas de recubrimiento avanzadas, como la galvanoplastia de cobre con vías rellenas, garantizan un relleno de vías sin huecos, mientras que los procesos semiaditivos (SAP) permiten anchos de traza de hasta 25 micrones. Los materiales comúnmente empleados incluyen dieléctricos de baja pérdida como epoxi modificado, éter de polifenileno (PPE) o polímero de cristal líquido (LCP), con constantes dieléctricas (DK) inferiores a 3,5 a 10 GHz y factores de disipación (DF) inferiores a 0,005. La gestión térmica se realiza mediante vías rellenas de cobre con una conductividad térmica de hasta 400 W/MK y sustratos térmicamente conductores que incorporan rellenos de nitruro de aluminio o nitruro de boro, lo que garantiza que las temperaturas de unión se mantengan por debajo de los 125 °C en aplicaciones automotrices.

3.Las PCB HDI demuestran características superiores de compatibilidad electromagnética (EMC) debido a esquemas de conexión a tierra optimizados, como configuraciones de vía en almohadilla y capas de capacitancia integradas, lo que reduce la radiación de interferencia electromagnética (EMI) en 15-20 dB en comparación con los diseños basados ​​en FR4. Las consideraciones de diseño exigen un estricto control de impedancia, típicamente 50 ohmios ±5% para pares diferenciales en interfaces de 25-56 Gbps, y reglas precisas de ancho/espaciado de trazas por debajo de 50/50 micrones para circuitos de RF. La supresión de diafonía se logra mediante guías de onda coplanares conectadas a tierra y disposiciones de vías escalonadas, lo que minimiza el acoplamiento a menos de -40 dB.

4.La inspección óptica automatizada (AOI) con una resolución de 5 micrones, la tomografía de rayos X para el análisis de huecos en 3D y la reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) con tiempos de subida de 10 ps son medidas críticas de garantía de calidad. Estas técnicas detectan defectos de microvías, como enchapado incompleto o registro incorrecto por debajo de los 20 micrones. Las aplicaciones abarcan conjuntos de antenas MIMO masivas de 5G que requieren pilas HDI de 20 capas, dispositivos médicos implantables con máscara de soldadura biocompatible, módulos lidar automotrices con BGAS de paso de 0,2 mm y cargas útiles satelitales que cumplen con los estándares de confiabilidad MIL-PRF-31032 clase 3.

5.Los desarrollos futuros se centran en componentes con un paso ultrafino inferior a 0,3 mm, que requieren estructuración láser directa (DLS) para definiciones de línea de 15 micrones, e integración de fabricación aditiva para la incrustación heterogénea de matrices fotónicas de silicio o GAN. El cumplimiento medioambiental impulsa la investigación en materiales libres de halógenos con temperaturas de transición vítrea (TG) superiores a 180 °C y acabados superficiales sin plomo, como níquel químico y paladio químico en oro por inmersión (ENEPIG), que cumplen con las directivas RoHS 3. La integración con la Industria 4.0 permite la monitorización de procesos en tiempo real mediante baños de enchapado con IoT, mientras que los algoritmos de aprendizaje automático, entrenados en más de 10 000 imágenes de microvías, alcanzan una precisión de predicción de defectos del 99,3 %. La tecnología HDI continúa permitiendo una reducción de tamaño del 30-50 % en dispositivos electrónicos portátiles, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento de fabricación superior al 98,5 % mediante el control adaptativo de la energía láser y películas de liberación con nanorrevestimiento que minimizan las manchas de perforación.