HDI PCB的可制造性：PCB材料和規(guī)格

如果沒(méi)有現(xiàn)代的PCB設(shè)計(jì)，高密度互連（HDI）技術(shù)，當(dāng)然還有高速組件，所有這些都將無(wú)法使用。HDI技術(shù)允許設(shè)計(jì)人員將小型組件彼此靠近放置。更高的封裝密度，更小的電路板尺寸和更少的層數(shù)為PCB設(shè)計(jì)帶來(lái)了層疊效應(yīng)。

HDI的優(yōu)勢(shì)

讓我們更深入地了解這種影響。增加封裝密度使我們能夠縮短組件之間的電氣路徑。使用HDI，我們?cè)黾恿?/span>PCB內(nèi)層上的布線通道數(shù)量，因此減少了設(shè)計(jì)所需的總層數(shù)。減少層數(shù)可在同一塊板上放置更多連接，并改善組件的放置，布線和連接。從那里開(kāi)始，我們可以集中精力研究一種稱為“每層互連”（ELIC）的技術(shù)，該技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從較厚的板轉(zhuǎn)移到較薄的柔性板，以保持強(qiáng)度，同時(shí)允許HDI看到功能密度。

HDI PCB依靠激光而非機(jī)械鉆孔。反過(guò)來(lái)，HDI PCB設(shè)計(jì)可獲得更小的孔徑和更小的焊盤(pán)尺寸。減小孔徑可以使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)增加電路板面積的布局?？s短電氣路徑并實(shí)現(xiàn)更密集的走線布線可改善設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性并加快信號(hào)處理速度。我們獲得了密度方面的額外好處，因?yàn)槲覀儨p少了出現(xiàn)電感和電容問(wèn)題的機(jī)會(huì)。

HDI PCB設(shè)計(jì)不使用通孔，而是使用盲孔和埋孔。交錯(cuò)且準(zhǔn)確地放置掩埋孔和盲孔可降低板上的機(jī)械壓力，并防止任何翹曲的機(jī)會(huì)。此外，您可以使用堆疊的過(guò)孔來(lái)增強(qiáng)互連點(diǎn)并提高可靠性。您在焊盤(pán)上的使用還可以通過(guò)減少交叉延遲和減輕寄生效應(yīng)來(lái)減少信號(hào)損失。

HDI可制造性需要團(tuán)隊(duì)合作

可制造性設(shè)計(jì)（DFM）需要周到，精確的PCB設(shè)計(jì)方法，并與制造商和制造商保持一致的溝通。當(dāng)我們將HDI添加到DFM組合中時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)，制造和制造級(jí)別的細(xì)節(jié)的關(guān)注就變得更加重要，并且必須解決組裝和測(cè)試問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，HDI PCB的設(shè)計(jì)，原型制作和制造過(guò)程需要緊密的團(tuán)隊(duì)合作，并注意適用于該項(xiàng)目的特定DFM規(guī)則。

HDI設(shè)計(jì)的基本方面之一（使用激光鉆孔）可能超出制造商，組裝商或制造商的能力，并且需要就精度和鉆孔系統(tǒng)類型的要求進(jìn)行方向性溝通。由于HDI PCB的開(kāi)口率較小，并且布局密度更高，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須確保制造商和制造商能夠滿足HDI設(shè)計(jì)的組裝，返工和焊接要求。因此，從事HDI PCB設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須精通用于生產(chǎn)電路板的復(fù)雜技術(shù)。

了解您的電路板材料和規(guī)格

由于HDI生產(chǎn)使用不同類型的激光鉆孔工藝，因此在討論鉆孔工藝時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，制造商和制造商之間的對(duì)話必須著重于木板的材料類型。提示設(shè)計(jì)過(guò)程的產(chǎn)品應(yīng)用程序可能具有大小和重量要求，從而使對(duì)話朝一個(gè)方向或另一個(gè)方向移動(dòng)。高頻應(yīng)用可能需要標(biāo)準(zhǔn)FR4以外的材料。此外，有關(guān)FR4材料類型的決策會(huì)影響有關(guān)選擇鉆井系統(tǒng)或其他制造資源的決策。雖然某些系統(tǒng)很容易鉆穿銅，但另一些系統(tǒng)卻不能始終如一地穿透玻璃纖維。

除了選擇合適的材料類型外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)還必須確保制造商和制造商可以使用正確的板厚度和電鍍技術(shù)。隨著激光鉆孔的使用，孔徑比變小并且用于鍍覆填充的孔深孔比縮小。雖然較厚的板允許較小的孔徑，但項(xiàng)目的機(jī)械要求可能會(huì)指定較薄的板，這些板在某些環(huán)境條件下容易失效。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須檢查制造商是否具有使用“每層互連”技術(shù)并在正確深度鉆孔的能力，并確保用于電鍍的化學(xué)溶液能夠填充孔。

利用ELIC技術(shù)

圍繞ELIC技術(shù)設(shè)計(jì)HDI PCB，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以開(kāi)發(fā)更高級(jí)的PCB，其中包括多層銅填充的堆疊式焊盤(pán)內(nèi)微孔。作為ELIC的結(jié)果，PCB設(shè)計(jì)可以利用高速電路所需的密集，復(fù)雜的互連。由于ELIC使用堆疊的填充銅的微通孔進(jìn)行互連，因此可以在不削弱電路板的情況下在任意兩層之間進(jìn)行連接。

元件選擇會(huì)影響布局

與制造商和制造商進(jìn)行的有關(guān)HDI設(shè)計(jì)的任何討論也應(yīng)集中在高密度組件的精確布局上。組件的選擇會(huì)影響走線的寬度，位置，堆疊和鉆孔尺寸。例如，HDI PCB設(shè)計(jì)通常包括密集的球柵陣列（BGA）和需要引腳逃逸的細(xì)間距BGA。在使用這些設(shè)備時(shí)，必須認(rèn)識(shí)到損害電源和信號(hào)完整性以及電路板物理完整性的因素。這些因素包括在頂層和底層之間實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母綦x，以減少相互串?dāng)_和控制內(nèi)部信號(hào)層之間的EMI。對(duì)稱地間隔組件將有助于防止PCB上的應(yīng)力不均。

注意信號(hào)，電源和物理完整性

除了改善信號(hào)完整性外，您還可以增強(qiáng)電源完整性。由于HDI PCB將接地層移到了靠近表面的位置，因此電源完整性得到了改善。電路板頂層具有接地層和電源層，可通過(guò)盲孔或微孔連接電源層和接地層，并減少了平面穿孔的數(shù)量。

HDI PCB減少了穿過(guò)板內(nèi)層的通孔的數(shù)量。反過(guò)來(lái)，減少電源平面的穿孔數(shù)量可帶來(lái)三大優(yōu)勢(shì)：

l較大的銅面積將交流和直流電流饋入芯片電源引腳

l電阻在電流路徑中減小

l由于電感較低，正確的開(kāi)關(guān)電流可以讀取電源引腳。

討論的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是保持最小線寬，安全間距和軌道均勻性。在后一個(gè)問(wèn)題上，要在設(shè)計(jì)過(guò)程中開(kāi)始實(shí)現(xiàn)均勻的銅厚度和走線均勻性，并繼續(xù)進(jìn)行制造和制造過(guò)程。

缺少安全間距會(huì)在內(nèi)部干膜過(guò)程中導(dǎo)致過(guò)多的膜殘留物，從而可能導(dǎo)致短路。低于最小線寬也會(huì)在涂膜過(guò)程中引起問(wèn)題，因?yàn)槲漳芰θ鹾烷_(kāi)路。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和制造商還必須考慮保持軌道均勻性，作為控制信號(hào)線阻抗的方法。

建立并應(yīng)用特定的設(shè)計(jì)規(guī)則

高密度布局需要較小的外形尺寸，更細(xì)的走線和緊密的組件間距，因此需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程有所不同。HDI PCB制造過(guò)程依賴于激光鉆，CAD和CAM軟件，激光直接成像過(guò)程，專用制造設(shè)備以及操作員的專業(yè)知識(shí)。整個(gè)過(guò)程的成功部分取決于識(shí)別阻抗要求，導(dǎo)體寬度，孔尺寸以及其他影響布局的因素的設(shè)計(jì)規(guī)則。制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)則有助于為您的董事會(huì)選擇合適的制造商或制造商，并為團(tuán)隊(duì)之間的溝通奠定基礎(chǔ)。