現代なし PCB design, high density interconnect (HDI) technology, and of course high-speed components, none of these would be usable. HDIテクノロジーにより、設計者は小さなコンポーネントを互いに近くに配置できます。 より高いパッケージ密度、より小さなボードサイズ、およびより少ない層は、PCB設計にカスケード効果をもたらします。

HDIの利点

Let’s take a closer look at the impact. パッケージ密度を上げると、コンポーネント間の電気経路を短くすることができます。 With HDI, we increased the number of wiring channels on the inner layers of the PCB, thus reducing the total number of layers required for the design. 層の数を減らすと、同じボード上により多くの接続を配置でき、コンポーネントの配置、配線、および接続を改善できます。 そこから、Interconnect per Layer（ELIC）と呼ばれる手法に焦点を当てることができます。これは、設計チームが厚いボードから薄い柔軟なボードに移行して、HDIが機能密度を確認できるようにしながら強度を維持するのに役立ちます。

HDI PCBS rely on lasers rather than mechanical drilling. 次に、HDI PCB設計により、開口部とパッドサイズが小さくなります。 開口部を減らすことで、設計チームはボード領域のレイアウトを増やすことができました。 電気経路を短くし、より集中的な配線を可能にすることで、設計のシグナルインテグリティが向上し、信号処理が高速化されます。 We get an added benefit in density because we reduce the chance of inductance and capacitance problems.

HDI PCB設計では、貫通穴は使用されませんが、止まり穴と埋め込み穴が使用されます。 Staggered and accurate placement of burial and blind holes reduces mechanical pressure on the plate and prevents any chance of warping. さらに、積み重ねられた貫通穴を使用して、相互接続ポイントを強化し、信頼性を向上させることができます。 パッドで使用すると、クロス遅延を減らし、寄生効果を減らすことで信号損失を減らすこともできます。

HDIの製造可能性にはチームワークが必要です

製造可能性設計（DFM）には、思慮深く正確なPCB設計アプローチと、製造業者および製造業者との一貫したコミュニケーションが必要です。 As we added HDI to the DFM portfolio, attention to detail at the design, manufacturing, and manufacturing levels became even more important and assembly and testing issues had to be addressed. つまり、HDI PCBSの設計、プロトタイピング、製造プロセスには、緊密なチームワークと、プロジェクトに適用される特定のDFMルールへの注意が必要です。

One of the fundamental aspects of HDI design (using laser drilling) may be beyond the capability of the manufacturer, assembler, or manufacturer, and requires directional communication regarding the accuracy and type of drilling system required. Because of the lower opening rate and higher layout density of HDI PCBS, the design team had to ensure that manufacturers and manufacturers could meet the assembly, rework and welding requirements of HDI designs. Therefore, design teams working on HDI PCB designs must be proficient in the complex techniques used to produce boards.

回路基板の材料と仕様を知っている

HDIの生産ではさまざまなタイプのレーザー穴あけプロセスが使用されるため、設計チーム、メーカー、メーカー間の対話では、穴あけプロセスについて話し合うときにボードの材料タイプに焦点を当てる必要があります。 設計プロセスを促す製品アプリケーションには、会話を一方向または別の方向に動かすサイズと重量の要件がある場合があります。 High frequency applications may require materials other than standard FR4. さらに、FR4材料のタイプに関する決定は、掘削システムまたはその他の製造リソースの選択に関する決定に影響を与えます。 一部のシステムは銅を簡単に貫通しますが、他のシステムは一貫してガラス繊維を貫通しません。

適切な材料タイプを選択することに加えて、設計チームは、製造業者と製造業者が正しい板厚とめっき技術を使用できることも確認する必要があります。 With the use of laser drilling, the aperture ratio decreases and the depth ratio of the holes used for plating fillings decreases. より厚いプレートはより小さな開口を可能にしますが、プロジェクトの機械的要件は、特定の環境条件下で破損しやすいより薄いプレートを指定する場合があります。 設計チームは、製造業者が「相互接続層」技術を使用して正しい深さで穴を開けることができることを確認し、電気めっきに使用される化学溶液が穴を埋めることを確認する必要がありました。

Using ELIC technology

The DESIGN of HDI PCBS around ELIC technology enabled the design team to develop more advanced PCBS, which include multiple layers of stacked copper filled microholes in the pad. ELICの結果として、PCB設計は、高速回路に必要な高密度で複雑な相互接続を利用できます。 ELICは相互接続に銅で満たされた積み重ねられたマイクロホールを使用するため、回路基板を弱めることなく、任意のXNUMXつの層間に接続できます。

コンポーネントの選択はレイアウトに影響します

HDI設計に関するメーカーやメーカーとの話し合いでは、高密度コンポーネントの正確なレイアウトにも焦点を当てる必要があります。 The selection of components affects wiring width, position, stack and hole size. たとえば、HDI PCB設計には通常、高密度ボールグリッドアレイ（BGA）と、ピンエスケープを必要とする細かく間隔を空けたBGAが含まれます。 これらのデバイスを使用するときは、電源とシグナルインテグリティ、およびボードの物理的インテグリティを損なう要因を認識する必要があります。 これらの要因には、相互のクロストークを低減し、内部信号層間のEMIを制御するために、最上層と最下層の間の適切な分離を実現することが含まれます。Symmetrically spaced components will help prevent uneven stress on the PCB.

信号、電力、物理的完全性に注意を払う

シグナルインテグリティの向上に加えて、パワーインテグリティを強化することもできます。 HDI PCBは接地層を表面に近づけるため、電力の完全性が向上します。 ボードの最上層には、接地層と電源層があり、止まり穴やマイクロホールを介して接地層に接続でき、平面穴の数を減らします。

HDI PCBは、ボードの内層を通る貫通穴の数を減らします。 In turn, reducing the number of perforations in the power plane provides three major advantages:

より大きな銅領域は、ACおよびDC電流をチップの電源ピンに供給します

L resistance decreases in the current path

Lインダクタンスが低いため、正しいスイッチング電流で電源ピンを読み取ることができます。

もうXNUMXつの重要な論点は、最小の線幅、安全な間隔、およびトラックの均一性を維持することです。 後者の問題では、設計プロセス中に均一な銅の厚さと配線の均一性を達成し始め、製造と製造プロセスを進めます。

安全な間隔がないと、内部ドライフィルムプロセス中に過剰なフィルム残留物が発生し、短絡が発生する可能性があります。 Below the minimum line width can also cause problems during the coating process because of weak absorption and open circuit. 設計チームとメーカーは、信号線のインピーダンスを制御する手段として、トラックの均一性を維持することも検討する必要があります。

特定の設計ルールを確立して適用する

高密度レイアウトでは、より小さな外形寸法、より細い配線、より狭いコンポーネント間隔が必要になるため、異なる設計プロセスが必要になります。 HDI PCB製造プロセスは、レーザー穴あけ、CADおよびCAMソフトウェア、レーザー直接イメージングプロセス、特殊な製造装置、およびオペレーターの専門知識に依存しています。 プロセス全体が成功するかどうかは、インピーダンス要件、導体幅、穴のサイズ、およびレイアウトに影響を与えるその他の要因を特定する設計ルールに一部依存します。 詳細な設計ルールを作成することで、ボードに適したメーカーを選択し、チーム間のコミュニケーションの基盤を築くことができます。