世界 HDI PCB レイアウトは非常に窮屈になる可能性がありますが、適切なデザインルールのセットはデザインを成功させるのに役立ちます。

より高度なPCBSは、より多くの機能をより小さなスペースに詰め込み、多くの場合、カスタムics / soC、より高いレイヤー、およびより小さなトレースを使用します。 これらのデザインのレイアウトを正しく設定するには、PCBを作成するときに、配線とレイアウトをデザインルールと照合できる強力なルール駆動型デザインツールのセットが必要です。 最初のHDIレイアウトを使用している場合、PCBレイアウトを開始するときにどのデザインルールを設定する必要があるかを確認するのが難しい場合があります。

HDIPCBレイアウトを設定します

HDI PCBSでは、コンポーネントと配線密度を除いて、これらの製品を標準のPCBSと区別することはほとんどありません。 設計者が、HDIボードは、穴が10万以下、配線が6万以下、またはピン間隔が0.5mm以下のものであると指摘しているのを見てきました。 製造元から、HDI PCBSは約8ミル以下の止まり穴を使用しており、小さい方の止まり穴はレーザーで開けられているとのことです。

いくつかの点で、HDI PCBレイアウトの構成に特定のしきい値がないため、両方とも当てはまります。 デザインにマイクロホールが含まれると、それがHDIボードであることに誰もが同意できます。 デザイン側では、レイアウトに触れる前に、いくつかのデザインルールを設定する必要があります。 デザインルールを確立する前に、メーカーの能力を収集する必要があります。 これを行ったら、デザインルールといくつかのレイアウト機能を設定する必要があります

ケーブル幅とスルーホール寸法。 トレースの幅とそのインピーダンスおよび線幅によって、HDIシステムに入るタイミングが決まります。 配線幅が十分に小さくなると、貫通穴が非常に小さくなるため、マイクロホールとして製造する必要があります。

レイヤー遷移。 スルーホールは、必要な層の厚さにも依存するアスペクト比に従って慎重に設計する必要があります。 レイヤ変換は、ルーティング中にすばやく配置できるように、早期に定義する必要があります。

クリアランス。 トレースは、相互に分離する必要があり、ネットワークの一部ではない他のオブジェクト（パッド、アセンブリ、プレーンなど）から分離する必要があります。 ここでの目標は、HDI DFM規則への準拠を確実にし、過度のクロストークを防ぐことです。

ケーブル長の調整、最大ケーブル長、配線中の許容インピーダンス偏差などの他の配線制限も重要ですが、これらはHDIボードの外部に適用されます。 ここで最も重要なXNUMXつのポイントは、貫通穴のサイズと線幅です。 クリアランスは、さまざまな手段（シミュレーションなど）または標準的な経験則に従って決定できます。 後者には注意してください。これにより、内部クロストークが多すぎたり、配線密度が不十分になったりする可能性があります。

ラミネーションとミシン目

HDIスタックは、必要なルーティング密度に対応するために、数層から数十層の範囲にすることができます。 ピン数の多いファインピッチBGAを備えたボードは、象限ごとに数百の接続を持つことができるため、HDIPCBレイアウトのレイヤースタックを作成するときにミシン目を設定する必要があります。

PCB設計ソフトウェアのレイヤースタックマネージャーを見ると、特定のレイヤー変換をマイクロホールとして明示的に定義できない場合があります。 それは問題ではありません。 レイヤートランジションを設定してから、デザインルールでスルーホールサイズの制限を設定することもできます。

セットアップルールを設定してテンプレートを作成すると、マイクロチャネルをマイクロホールと呼ぶこの機能は非常に便利です。 貫通穴の配線のデザインルールを設定するには、マイクロホールにのみ適用するデザインルールを定義できます。 これにより、パッドサイズと穴の直径によって特定のクリアランス制限を設定できます。

デザインルールの設定を開始する前に、その機能についてメーカーに相談する必要があります。 次に、デザインルールで配線幅を設定して、配線インピーダンスが目的の値に制御されるようにする必要があります。 それ以外の場合、インピーダンス制御は必要ありません。それでも、より高い配線密度を維持するために、HDIボードの配線幅を制限したい場合があります。

ウォークライン幅

必要な配線幅は、さまざまな方法で決定できます。 まず、インピーダンス制御ルーティングの場合、次のツールのいずれかが必要です。

ペンと紙で必要なトレースサイズを計算する（難しい方法）

オンライン電卓（クイックウェイ）

設計およびレイアウトツールに統合されたフィールドソルバー（最も正確なアプローチ）

配線インピーダンス計算用のライン計算機の欠点、および同じ考え方は、HDIPCBレイアウトの配線サイズを調整するときにも当てはまります。

線幅を設定するには、貫通穴のサイズの場合と同じように、デザインルールエディタで線幅を拘束として定義できます。 インピーダンス制御が気にならない場合は、任意の幅を設定できます。 それ以外の場合は、PCBラミネーションのインピーダンス曲線を決定し、この特定の幅をデザインルールとして入力する必要があります。

ワイヤーの幅はパッドのサイズに対して大きすぎてはならないため、注意深いバランスを取る必要があります。 インピーダンス制御線幅が大きすぎる場合は、ラミネートの厚さを薄くする必要があります。これにより、線幅が強制的に減少するか、パッドサイズが大きくなる可能性があります。 プラットフォームのサイズがIPC標準にリストされている値を超えている限り、信頼性の観点からは問題ありません。

クリアランス

上記のXNUMXつの重要なタスクを完了したら、適切なトレースギャップを決定する必要があります。 残念ながら、トレース間の間隔は、デフォルトで3Wまたは3Hの親指のルールに設定されるべきではありません。これらのルールは、高速信号を備えた高度なボードに誤って適用されるためです。 代わりに、提案された線幅でクロストークをシミュレートし、過度のクロストークが生成されていないかどうかを確認することをお勧めします。