Karena perangkat elektronik terus menyusut sementara semakin kuat, teknologi HDI (High-Density Interconnect) PCB telah menjadi alat penting bagi insinyur perangkat keras.Apakah Anda merancang wearables, modul IoT industri, atau perangkat medis yang kompak, memahami aturan desain HDI dapat berarti perbedaan antara putaran pertama yang sukses dan putaran ulang yang mahal.

Panduan ini memandu Anda melalui prinsip-prinsip inti, aturan desain,dan trade-offs praktis yang Anda butuhkan untuk menguasai desain HDI PCB dan bagaimana untuk memastikan produsen Anda benar-benar dapat membangun apa yang Anda telah dirancang.

Apa itu teknologi HDI PCB?

HDI PCB ditandai dengan kepadatan kabel yang lebih tinggi per unit area daripada PCB konvensional.bersama dengan beberapa lapisan laminasi berurutanTidak seperti PCB standar yang menggunakan vias melalui lubang melintasi seluruh papan,Papan HDI menggunakan struktur microvia yang memungkinkan koneksi antara lapisan tertentu tanpa membuang ruang routing di seluruh stackup.

Tiga jenis vias dalam desain HDI

Memahami melalui tipe adalah dasar sebelum Anda membuka alat EDA Anda:

Via buta

Vias buta menghubungkan lapisan luar ke satu atau lebih lapisan dalam tetapi tidak melintasi seluruh papan.Vias buta yang ideal untuk BGA breakout di mana Anda perlu untuk melarikan diri dari susunan pin padat pada lapisan permukaan tanpa mengkonsumsi real estate melalui-lubang.

Via terkubur

Via terkubur menghubungkan lapisan dalam yang tidak terlihat dari permukaan manapun.Mereka paling berharga dalam desain ultra-padat di mana lapisan dalam routing akan sebaliknya diblokir.

Microvias (dibor dengan laser)

Microvias adalah lubang yang dibor dengan laser biasanya ≤ 0,15 mm diameter. Mereka dapat ditumpuk (langsung di atas satu sama lain melalui beberapa lapisan) atau terhambat (dioffset secara horizontal).Mikrovia ditumpuk menghemat ruang tetapi membutuhkan pengisian dan planarisasi yang tepat selalu memastikan produsen Anda mendukung pengisian mikrovia ditumpuk dengan plating tembaga sebelum berkomitmen pada arsitektur tersebut.

Aturan desain utama untuk HDI PCB

Pertimbangan integritas sinyal

Perataan HDI yang lebih padat memperkenalkan tantangan integritas sinyal (SI) yang unik yang sering diremehkan:

• Melalui stubs:Dalam desain frekuensi tinggi (> 5 GHz), melalui stubs menciptakan efek kapasitif resonan.
• Kontinuitas impedansi:Transisi antara lapisan mengubah geometri bidang referensi. model setiap transisi dalam alat simulasi 3D EM Anda, terutama untuk pasangan diferensial.
• Transceiver:Menjaga setidaknya 3 × lebar konduktor sebagai jarak antara jalur kecepatan tinggi paralel di mana mungkin.
• Manajemen jalur kembali:Jangan pernah mengarahkan sinyal berkecepatan tinggi melintasi bidang yang terbelah.Setiap transisi lapisan HDI harus memiliki jalur kembalinya di dekatnya melalui ini lebih penting dalam HDI daripada dalam desain standar karena transisi lapisan lebih sering.

Pengelolaan termal dalam tumpukan HDI

Dalam desain HDI, vias termal (diisi dengan epoxy konduktif atau tembaga dilapisi) digunakan di bawah bantalan termal komponen daya.Ketika menentukan vias termal dalam catatan fab Anda, jelas: sebutkan bahan pengisi via, persyaratan penutup tutup, dan apakah via harus dihiasi atau terbuka di sisi atas/bawah.

Cara bekerja secara efektif dengan produsen HDI Anda

Alasan paling umum mengapa produk HDI gagal adalah ketidakcocokan antara asumsi desainer dan kemampuan proses pabrikan.

• Mintalah file pemeriksaan aturan desain (DRC) pabrikan sebelum memulai tata letak.
• Melakukan review Design for Manufacturability (DFM) sebelum menyelesaikan Gerbers.
• Tentukan stackup Anda dalam kolaborasi dengan pabrikan. target impedansi, pemilihan bahan (misalnya, dielektrik kehilangan rendah seperti Megtron 6 untuk desain RF),dan ketebalan inti/prepreg semua mempengaruhi hasil dan biaya.
• Berikan output IPC-2581 atau ODB ++ selain Gerbers mereka membawa data intent lapisan yang lebih kaya yang mengurangi kesalahan interpretasi.

Kapan memilih HDI vs PCB standar

HDI tidak selalu merupakan jawaban yang tepat. Ini menambah biaya (laminasi berurutan lebih mahal daripada multilayer standar), waktu tempuh yang lebih lama, dan batasan DFM yang lebih ketat.BGA pitch Anda adalah ≤0.8 mm dan Anda tidak dapat rute escape vias dalam teknologi standar; anggaran area papan Anda tetap dan kepadatan komponen menuntut itu;atau desain Anda beroperasi pada frekuensi di mana melalui stubs di melalui-lubang teknologi akan menurunkan kinerja tidak dapat diterima.

Jika desain Anda sebagian besar memiliki 0402 atau lebih besar pasif, > 0,8 mm pitch BGA, dan tidak ada batasan ukuran keras, PCB multilayer standar biasanya lebih cepat, lebih murah, dan risiko yang lebih rendah.

Kesimpulan

Desain HDI PCB memberi penghargaan kepada insinyur yang memahami tidak hanya persyaratan listrik, tetapi kendala manufaktur di balik setiap aturan desain.Berkolaborasi dengan pembuat Anda lebih awal, dan memvalidasi asumsi SI Anda melalui simulasi sebelum tata letak. para insinyur yang melakukan ini secara konsisten pengiriman produk yang bekerja pada membangun pertama.

Di DUXPCB, kami mengkhususkan diri dalam layanan PCB dan PCBA satu atap untuk tim perangkat keras yang membutuhkan kemampuan HDI tanpa gesekan.Kami mendukung desain Anda dari stackup untuk perakitan akhir.