Καθώς οι ηλεκτρονικές συσκευές συνεχίζουν να συρρικνώνονται ενώ γίνονται όλο και πιο ισχυρές, η τεχνολογία HDI (High-Density Interconnect) PCB έχει γίνει ένα απαραίτητο εργαλείο για τους μηχανικούς υλικού.Είτε σχεδιάζετε wearablesΗ κατανόηση των κανόνων σχεδιασμού HDI μπορεί να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ μιας επιτυχημένης πρώτης περιστροφής και μιας δαπανηρής επαντροπής.

Αυτός ο οδηγός σας οδηγεί στις βασικές αρχές, τους κανόνες σχεδιασμού,και πρακτικές ανταλλαγές που χρειάζεστε για να κατανοήσετε το σχεδιασμό των HDI PCBs και πώς να βεβαιωθείτε ότι ο κατασκευαστής σας μπορεί πραγματικά να κατασκευάσει αυτό που έχετε σχεδιάσει.

Τι είναι η τεχνολογία HDI PCB;

Τα HDI PCB χαρακτηρίζονται από υψηλότερη πυκνότητα καλωδίωσης ανά μονάδα έκτασης από τα συμβατικά PCB.μαζί με πολλαπλά στρώματα διαδοχικής στρώσηςΑντίθετα με τα τυπικά PCB που χρησιμοποιούν διάτρητα σωληνάρια που καλύπτουν ολόκληρη την πλακέτα,Οι πλακέτες HDI χρησιμοποιούν δομές μικροδιασταύρωσης, επιτρέποντας συνδέσεις μεταξύ συγκεκριμένων στρωμάτων χωρίς να σπαταλούνται χώροι δρομολόγησης σε ολόκληρη τη στοίβα.

Οι τρεις τύποι διαδρόμων στο σχεδιασμό HDI

Η κατανόηση των τύπων είναι θεμελιώδης πριν ανοίξετε το εργαλείο EDA:

Αόρατα ορόφια

Οι τυφλοί σωλήνες συνδέουν ένα εξωτερικό στρώμα με ένα ή περισσότερα εσωτερικά στρώματα, αλλά δεν διαπερνούν ολόκληρο το πλακέτο.Οι τυφλοί διαδρόμοι είναι ιδανικοί για την απόσβεση BGA όπου πρέπει να αποφύγετε πυκνές συστοιχίες καρφίτσες στο στρώμα της επιφάνειας χωρίς να καταναλώνετε through-hole ακινήτων.

Θρυμματισμένοι σωλήνες

Τα θαμμένα σωλήνες συνδέουν τα εσωτερικά στρώματα μόνο αόρατα από οποιαδήποτε επιφάνεια.Είναι πιο πολύτιμα σε υπερ-πλούσιους σχεδιασμούς όπου η εσωτερική στρώση δρομολόγησης θα μπλοκαριστεί..

Μικροβύθια (τρυπήματα με λέιζερ)

Οι μικροβίδες είναι τρύπες που τρυπάνε με λέιζερ συνήθως ≤ 0,15 mm σε διάμετρο.Τα στοιβαγμένα μικροβύσματα εξοικονομούν χώρο, αλλά απαιτούν ακριβή γέμιση και επίπεδη ️ πάντα επιβεβαιώστε ότι ο κατασκευαστής σας υποστηρίζει το στοιβαγμένο γεμίσμα μικροβύστων με επικάλυψη χαλκού πριν δεσμευτείτε για την αρχιτεκτονική αυτή.

Βασικοί κανόνες σχεδιασμού για τα HDI PCB

Σχέσεις ακεραιότητας σήματος

Η πυκνότερη δρομολόγηση του HDI εισάγει μοναδικές προκλήσεις ακεραιότητας σήματος (SI) που συχνά υποτιμούνται:

• Μέσα από τα κομματάκια:Σε σχέδια υψηλών συχνοτήτων (> 5 GHz), μέσω stubs δημιουργούνται ηχητικά δυναμικά αποτελέσματα.
• Συνεχή αντίστασης:Η μετάβαση μεταξύ των στρωμάτων αλλάζει τη γεωμετρία του επιπέδου αναφοράς.
• Πέρασμα:Διατηρήστε τουλάχιστον 3x το πλάτος του αγωγού ως απόσταση ανάμεσα σε παράλληλες υψηλής ταχύτητας διαδρομές όπου είναι δυνατόν.
• Διαχείριση οδού επιστροφής:Ποτέ μην διοχετεύεις σήματα υψηλής ταχύτητας σε χωριστά επίπεδα.Κάθε μετάβαση στρώματος HDI θα πρέπει να έχει μια κοντινή διαδρομή επιστροφής μέσω .

Θερμική διαχείριση σε HDI stacks

Η μινιατουρισμός συγκεντρώνει θερμότητα.Όταν καθορίζετε θερμικούς διαδρόμους στις σημειώσεις fab σας, να είναι ρητές: να δηλώνεται το υλικό πλήρωσης του διαδρόμου, η απαίτηση επικάλυψης καπάκις και αν το διαδρόμιο πρέπει να είναι καλυμμένο ή εκτεθειμένο στην επάνω/κάτω πλευρά.

Πώς να συνεργαστείτε αποτελεσματικά με τον κατασκευαστή HDI σας

Ο πιο συνηθισμένος λόγος που τα πρώτα HDI προϊόντα αποτυγχάνουν είναι η ασυμφωνία μεταξύ των υποθέσεων του σχεδιαστή και των δυνατοτήτων της διαδικασίας του κατασκευαστή.

• Ζητήστε από τον κατασκευαστή το αρχείο ελέγχου των κανόνων σχεδιασμού (DRC) πριν από την έναρξη της διάταξης, όχι μετά.
• Στην DUXPCB, παρέχουμε δωρεάν ανάλυση DFM για όλες τις παραγγελίες HDI.
• Ορισμός των στόχων για την αντίσταση, επιλογή υλικού (π.χ. διηλεκτρικά χαμηλής απώλειας όπως το Megtron 6 για τα σχέδια ραδιοσυχνοτήτων),και πάχους πυρήνα/prepreg όλα επηρεάζουν την απόδοση και το κόστος.
• Παρέχετε έξοδο IPC-2581 ή ODB ++ εκτός από τους Gerbers φέρουν πλουσιότερα δεδομένα πρόθεσης στρώματος που μειώνουν τα σφάλματα ερμηνείας.

Πότε να επιλέξετε HDI έναντι τυποποιημένων PCB

Η HDI δεν είναι πάντα η σωστή απάντηση. Προσθέτει κόστος (η διαδοχική λαμινίωση είναι ακριβότερη από την τυποποιημένη πολυεπίστωση), μεγαλύτερους χρόνους προόδου και αυστηρότερους περιορισμούς DFM. Επιλέξτε HDI όταν:η BGA σας είναι ≤0.8 mm και δεν μπορείτε να διοχετεύσετε τους διαδρόμους διαφυγής με την τυποποιημένη τεχνολογία. Ο προϋπολογισμός της επιφάνειας της πλακέτας σας είναι σταθερός και η πυκνότητα των εξαρτημάτων το απαιτεί.ή το σχέδιο σας λειτουργεί σε συχνότητες όπου μέσω των κομματιών στην τεχνολογία διάνοιξης θα υποβαθμίσει την απόδοση απαράδεκτα.

Εάν το σχεδιασμό σας έχει κυρίως 0402 ή μεγαλύτερα παθητικά, >0,8 mm βήμα BGA, και χωρίς περιορισμούς σκληρού μεγέθους, το τυπικό πολυεπίπεδο PCB είναι συνήθως ταχύτερο, φθηνότερο και χαμηλότερο κίνδυνο.

Συμπεράσματα

Ο σχεδιασμός HDI PCB ανταμείβει τους μηχανικούς που καταλαβαίνουν όχι μόνο τις ηλεκτρικές απαιτήσεις, αλλά και τους περιορισμούς κατασκευής πίσω από κάθε κανόνα σχεδιασμού.Συνεργαστείτε με τον κατασκευαστή σας νωρίςΟι μηχανικοί που το κάνουν αυτό στέλνουν με συνέπεια προϊόντα που λειτουργούν στην πρώτη κατασκευή.

Στην DUXPCB, ειδικευόμαστε σε υπηρεσίες PCB και PCBA για ομάδες υλικού που χρειάζονται δυνατότητες HDI χωρίς τριβή.Υποστηρίζουμε το σχεδιασμό σας από τη συσσώρευση μέχρι την τελική συναρμολόγηση..