Herstellbarkeit von HDI PCB: PCB-Materialien und Spezifikationen

Der Vorteil der HDI PCB

Schauen wir uns die Auswirkungen genauer an. Durch die Erhöhung der Packungsdichte können wir die elektrischen Pfade zwischen den Komponenten verkürzen. Mit HDI haben wir die Anzahl der Verdrahtungskanäle auf den inneren Lagen der Leiterplatte erhöht und damit die Gesamtzahl der für das Design benötigten Lagen reduziert. Durch die Reduzierung der Anzahl der Schichten können mehr Verbindungen auf derselben Platine platziert und die Platzierung, Verdrahtung und Verbindungen von Komponenten verbessert werden. From there, we can focus on a technique called interconnect per Layer (ELIC), which helps design teams move from thicker boards to thinner flexible ones to maintain strength while allowing the HDI to see functional density.

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HDI PCB rely on lasers rather than mechanical drilling. In turn, the HDI PCB design results in a smaller aperture and smaller pad size. Durch die Reduzierung der Apertur konnte das Designteam das Layout der Platinenfläche vergrößern. Die Verkürzung der elektrischen Pfade und die Ermöglichung einer intensiveren Verdrahtung verbessern die Signalintegrität des Designs und beschleunigen die Signalverarbeitung. Wir erhalten einen zusätzlichen Vorteil in Bezug auf die Dichte, da wir die Wahrscheinlichkeit von Induktivitäts- und Kapazitätsproblemen verringern.

HDI-Leiterplattendesigns verwenden keine Durchgangslöcher, sondern Sacklöcher und vergrabene Löcher. Die versetzte und genaue Platzierung von Grab- und Sacklöchern reduziert den mechanischen Druck auf die Platte und verhindert jegliches Verziehen. Darüber hinaus können Sie gestapelte Durchgangslöcher verwenden, um Verbindungspunkte zu verbessern und die Zuverlässigkeit zu verbessern. Ihre Verwendung auf Pads kann auch Signalverluste reduzieren, indem die Cross-Delays und parasitäre Effekte reduziert werden.

HDI-Herstellbarkeit erfordert Teamwork

Manufacturability Design (DFM) erfordert einen durchdachten, präzisen PCB-Designansatz und eine konsistente Kommunikation mit Herstellern und Herstellern. Als wir HDI in das DFM-Portfolio aufgenommen haben, wurde die Liebe zum Detail auf der Konstruktions-, Fertigungs- und Fertigungsebene noch wichtiger, und es mussten Montage- und Testprobleme angegangen werden. Kurz gesagt, der Design-, Prototyping- und Herstellungsprozess von HDI PCBS erfordert eine enge Teamarbeit und die Beachtung der spezifischen DFM-Regeln, die für das Projekt gelten.

Einer der grundlegenden Aspekte des HDI-Designs (unter Verwendung von Laserbohren) kann die Fähigkeiten des Herstellers, Monteurs oder Herstellers übersteigen und erfordert eine gerichtete Kommunikation bezüglich der Genauigkeit und Art des erforderlichen Bohrsystems. Aufgrund der geringeren Öffnungsrate und der höheren Layoutdichte von HDI-Leiterplatten musste das Designteam sicherstellen, dass Hersteller und Hersteller die Bestückungs-, Nacharbeits- und Schweißanforderungen von HDI-Designs erfüllen konnten. Daher müssen Designteams, die an HDI-PCB-Designs arbeiten, die komplexen Techniken beherrschen, die zur Herstellung von Leiterplatten verwendet werden.

Kennen Sie Ihre Leiterplattenmaterialien und -spezifikationen

Da bei der HDI-Produktion verschiedene Arten von Laserbohrverfahren zum Einsatz kommen, muss sich der Dialog zwischen Konstruktionsteam, Hersteller und Hersteller bei der Diskussion des Bohrprozesses auf die Materialart der Platinen konzentrieren. Die Produktanwendung, die den Designprozess anregt, kann Größen- und Gewichtsanforderungen haben, die das Gespräch in die eine oder andere Richtung lenken. Hochfrequenzanwendungen erfordern möglicherweise andere Materialien als Standard-FR4. Darüber hinaus beeinflussen Entscheidungen über die Art des FR4-Materials Entscheidungen über die Auswahl von Bohrsystemen oder anderen Fertigungsmitteln. Während einige Systeme Kupfer leicht durchbohren, durchdringen andere Glasfasern nicht durchgängig.

Neben der Auswahl des richtigen Materialtyps muss das Konstruktionsteam auch sicherstellen, dass Hersteller und Hersteller die richtige Blechdicke und Beschichtungstechnik anwenden können. Bei der Verwendung von Laserbohren verringert sich das Öffnungsverhältnis und das Tiefenverhältnis der Löcher, die zum Plattieren von Füllungen verwendet werden, nimmt ab. Obwohl dickere Platten kleinere Öffnungen ermöglichen, können die mechanischen Anforderungen des Projekts dünnere Platten erfordern, die unter bestimmten Umgebungsbedingungen fehleranfällig sind. Das Konstruktionsteam musste überprüfen, ob der Hersteller in der Lage war, die „Verbindungsschicht“-Technik anzuwenden und Löcher in der richtigen Tiefe zu bohren und sicherzustellen, dass die zum Galvanisieren verwendete chemische Lösung die Löcher füllt.

Verwendung der ELIC-Technologie

Das DESIGN von HDI-Leiterplatten rund um die ELIC-Technologie ermöglichte es dem Designteam, fortschrittlichere Leiterplatten zu entwickeln, die mehrere Schichten von gestapelten kupfergefüllten Mikrolöchern im Pad enthalten. Als Ergebnis von ELIC können PCB-Designs die dichten, komplexen Verbindungen nutzen, die für Hochgeschwindigkeitsschaltungen erforderlich sind. Da ELIC gestapelte kupfergefüllte Mikrolöcher für die Verbindung verwendet, kann es zwischen zwei beliebigen Schichten verbunden werden, ohne die Leiterplatte zu schwächen.

Die Komponentenauswahl beeinflusst das Layout

Bei allen Gesprächen mit Herstellern und Herstellern zum HDI-Design sollte sich auch auf das genaue Layout von High-Density-Komponenten konzentrieren. Die Auswahl der Komponenten beeinflusst Verdrahtungsbreite, Position, Stapel und Lochgröße. HDI-PCB-Designs umfassen beispielsweise typischerweise ein dichtes Ball Grid Array (BGA) und ein fein beabstandetes BGA, das Pin-Escape erfordert. Beim Einsatz dieser Geräte müssen Faktoren berücksichtigt werden, die die Spannungsversorgung und Signalintegrität sowie die physikalische Integrität der Platine beeinträchtigen. Zu diesen Faktoren gehört das Erreichen einer geeigneten Isolation zwischen der oberen und der unteren Schicht, um gegenseitiges Übersprechen zu reduzieren und EMI zwischen den internen Signalschichten zu kontrollieren.Symmetrisch beabstandete Komponenten helfen, ungleichmäßige Belastungen auf der Leiterplatte zu vermeiden.

Achten Sie auf Signal, Leistung und körperliche Unversehrtheit

Neben der Verbesserung der Signalintegrität können Sie auch die Leistungsintegrität verbessern. Da die HDI-Leiterplatte die Erdungsschicht näher an die Oberfläche bewegt, wird die Leistungsintegrität verbessert. Die oberste Schicht der Platine weist eine Erdungsschicht und eine Stromversorgungsschicht auf, die durch Sacklöcher oder Mikrolöcher mit der Erdungsschicht verbunden werden können und reduziert die Anzahl der ebenen Löcher.

HDI PCB reduziert die Anzahl der Durchgangslöcher durch die Innenschicht der Platine. Die Reduzierung der Anzahl der Perforationen in der Powerplane bietet wiederum drei große Vorteile:

Die größere Kupferfläche speist Wechsel- und Gleichstrom in den Chip-Power-Pin

L-Widerstand nimmt im Strompfad ab

L Aufgrund der geringen Induktivität kann der richtige Schaltstrom den Power-Pin lesen.

Ein weiterer wichtiger Diskussionspunkt ist die Aufrechterhaltung einer minimalen Linienbreite, eines sicheren Abstands und einer Gleichmäßigkeit der Spur. Beginnen Sie bei letzterem Problem damit, während des Designprozesses eine einheitliche Kupferdicke und Verdrahtungsgleichmäßigkeit zu erreichen, und fahren Sie mit dem Herstellungs- und Herstellungsprozess fort.

Fehlende Sicherheitsabstände können beim internen Trockenfilmprozess zu übermäßigen Filmrückständen führen, die zu Kurzschlüssen führen können. Auch unterhalb der Mindestlinienbreite kann es beim Beschichtungsprozess zu Problemen durch schwache Absorption und Leerlauf kommen. Designteams und Hersteller müssen auch die Aufrechterhaltung der Gleisgleichmäßigkeit als Mittel zur Kontrolle der Signalleitungsimpedanz in Betracht ziehen.

Spezifische Designregeln festlegen und anwenden

High-Density-Layouts erfordern kleinere Außenabmessungen, eine feinere Verdrahtung und engere Komponentenabstände und erfordern daher einen anderen Designprozess. Der Herstellungsprozess von HDI-Leiterplatten basiert auf Laserbohren, CAD- und CAM-Software, Laserdirektbelichtungsprozessen, spezialisierten Fertigungsanlagen und Bedienerkenntnissen. Der Erfolg des gesamten Prozesses hängt teilweise von Designregeln ab, die Impedanzanforderungen, Leiterbreite, Lochgröße und andere Faktoren identifizieren, die das Layout beeinflussen. Developing detailed design rules helps select the right manufacturer or manufacturer for your board and lays the foundation for communication between teams.