Negli ultimi anni, per soddisfare le esigenze di miniaturizzazione di alcuni prodotti di elettronica di consumo di fascia alta, l’integrazione dei chip sta diventando sempre più alta, la spaziatura dei pin BGA si avvicina sempre più (minore o uguale a 0.4pitch), il Il layout del PCB sta diventando sempre più compatto e la densità di routing sta diventando sempre più grande. La tecnologia Anylayer (ordine arbitrario) viene applicata al fine di migliorare il throughput del progetto senza influire sulle prestazioni come l’integrità del segnale.
Caratteristiche tecniche di qualsiasi strato passante
Rispetto alle caratteristiche della tecnologia HDI, il vantaggio di ALIVH è che la libertà di progettazione è notevolmente aumentata e i fori possono essere perforati liberamente tra gli strati, cosa che non può essere ottenuta con la tecnologia HDI. Generalmente, i produttori nazionali ottengono una struttura complessa, ovvero il limite di progettazione dell’HDI è la scheda HDI di terzo ordine. Poiché HDI non adotta completamente la perforazione laser e il foro interrato nello strato interno adotta fori meccanici, i requisiti del disco del foro sono molto più grandi dei fori laser e i fori meccanici occupano lo spazio sullo strato passante. Pertanto, in generale, rispetto alla perforazione arbitraria della tecnologia ALIVH, il diametro dei pori della piastra centrale interna può anche utilizzare micropori di 0.2 mm, che è ancora un grande divario. Pertanto, lo spazio di cablaggio della scheda ALIVH è probabilmente molto più elevato di quello dell’HDI. Allo stesso tempo, anche il costo e la difficoltà di elaborazione di ALIVH sono superiori a quelli del processo HDI. Come mostrato nella Figura 3, è un diagramma schematico di ALIVH.
Sfide di progettazione di via in qualsiasi livello
Lo strato arbitrario tramite la tecnologia sovverte completamente il tradizionale metodo di progettazione. Se hai ancora bisogno di impostare via in diversi livelli, aumenterà la difficoltà di gestione. Lo strumento di progettazione deve avere la capacità di perforazione intelligente e può essere combinato e diviso a piacimento.
Cadence aggiunge il metodo di sostituzione del cablaggio basato sul livello di lavoro al metodo di cablaggio tradizionale basato sul livello di sostituzione del filo, come mostrato nella Figura 4: è possibile controllare il livello che può eseguire la linea ad anello nel pannello del livello di lavoro, quindi fare doppio clic sul foro per selezionare qualsiasi livello per la sostituzione del filo.
Esempio di progettazione ALIVH e realizzazione di lastre:
Design ELIC a 10 piani
Piattaforma OMAP4
Resistenza interrata, capacità interrata e componenti incorporati
Per l’accesso ad alta velocità a Internet e ai social network sono necessarie un’elevata integrazione e miniaturizzazione dei dispositivi palmari. Attualmente si basano sulla tecnologia 4-n-4 HDI. Tuttavia, al fine di ottenere una maggiore densità di interconnessione per la prossima generazione di nuove tecnologie, in questo campo, l’incorporamento di parti passive o addirittura attive nel PCB e nel substrato può soddisfare i requisiti di cui sopra. Quando si progettano telefoni cellulari, fotocamere digitali e altri prodotti elettronici di consumo, è l’attuale scelta di progettazione considerare come incorporare parti passive e attive nel PCB e nel substrato. Questo metodo potrebbe essere leggermente diverso perché utilizzi fornitori diversi. Un altro vantaggio delle parti integrate è che la tecnologia fornisce protezione della proprietà intellettuale contro il cosiddetto reverse design. L’editor PCB Allegro può fornire soluzioni industriali. L’editor PCB Allegro può anche lavorare più da vicino con la scheda HDI, la scheda flessibile e le parti integrate. È possibile ottenere i parametri e i vincoli corretti per completare la progettazione delle parti incorporate. La progettazione di dispositivi embedded può non solo semplificare il processo di SMT, ma anche migliorare notevolmente la pulizia dei prodotti.
Resistenza interrata e design della capacità
La resistenza interrata, nota anche come resistenza sepolta o resistenza del film, consiste nel premere lo speciale materiale di resistenza sul substrato isolante, quindi ottenere il valore di resistenza richiesto tramite stampa, incisione e altri processi, quindi premerlo insieme ad altri strati di PCB per formare un strato di resistenza piana. La comune tecnologia di produzione del pannello stampato multistrato a resistenza interrata in PTFE può raggiungere la resistenza richiesta.
La capacità interrata utilizza il materiale con un’elevata densità di capacità e riduce la distanza tra gli strati per formare una capacità tra le piastre abbastanza grande da svolgere il ruolo di disaccoppiamento e filtraggio del sistema di alimentazione, in modo da ridurre la capacità discreta richiesta sulla scheda e ottenere migliori caratteristiche di filtraggio ad alta frequenza. Poiché l’induttanza parassita della capacità sepolta è molto piccola, il suo punto di frequenza di risonanza sarà migliore della capacità ordinaria o della bassa capacità ESL.
A causa della maturità del processo e della tecnologia e della necessità di una progettazione ad alta velocità per il sistema di alimentazione, la tecnologia della capacità interrata viene applicata sempre di più. Utilizzando la tecnologia della capacità interrata, dobbiamo prima calcolare la dimensione della capacità della piastra piatta Figura 6 Formula di calcolo della capacità della piastra piatta
Di cui:
C è la capacità della capacità sepolta (capacità di piastra)
A è l’area dei piatti piani. Nella maggior parte dei progetti, è difficile aumentare l’area tra le piastre piatte quando viene determinata la struttura
D_ K è la costante dielettrica del mezzo tra le piastre e la capacità tra le piastre è direttamente proporzionale alla costante dielettrica
K è la permittività del vuoto, nota anche come permittività del vuoto. È una costante fisica con un valore di 8.854 187 818 × 10-12 farad/M (F/M);
H è lo spessore tra i piani e la capacità tra le piastre è inversamente proporzionale allo spessore. Pertanto, se vogliamo ottenere una grande capacità, dobbiamo ridurre lo spessore dell’intercalare. Il materiale a capacità interrata 3M c-ply può raggiungere uno spessore dielettrico interstrato di 0.56 mil e la costante dielettrica di 16 aumenta notevolmente la capacità tra le piastre.
Dopo il calcolo, il materiale a capacità interrata 3M c-ply può raggiungere una capacità tra le piastre di 6.42 nf per pollice quadrato.
Allo stesso tempo, è anche necessario utilizzare lo strumento di simulazione PI per simulare l’impedenza target del PDN, in modo da determinare lo schema di progettazione della capacità della singola scheda ed evitare la progettazione ridondante della capacità sepolta e della capacità discreta. La Figura 7 mostra i risultati della simulazione PI di un progetto a capacità interrata, considerando solo l’effetto della capacità tra schede senza aggiungere l’effetto della capacità discreta. Si può notare che solo aumentando la capacità interrata, le prestazioni dell’intera curva di impedenza di potenza sono state notevolmente migliorate, specialmente sopra i 500 MHz, che è una banda di frequenza in cui il condensatore di filtro discreto a livello di scheda è difficile da lavorare. Il condensatore della scheda può ridurre efficacemente l’impedenza di potenza.