ข้อได้เปรียบของ HDI PCB

มาดูผลกระทบกันดีกว่า การเพิ่มความหนาแน่นของบรรจุภัณฑ์ช่วยให้เราย่อเส้นทางไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ได้ ด้วย HDI เราเพิ่มจำนวนช่องสัญญาณการเดินสายบนชั้นในของ PCB ซึ่งจะช่วยลดจำนวนชั้นทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการออกแบบ การลดจำนวนชั้นสามารถวางการเชื่อมต่อบนบอร์ดเดียวกันได้มากขึ้น และปรับปรุงการจัดวางส่วนประกอบ การเดินสาย และการเชื่อมต่อ 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.

HDI PCB rely on lasers rather than mechanical drilling. In turn, the HDI PCB design results in a smaller aperture and smaller pad size. การลดรูรับแสงทำให้ทีมออกแบบเพิ่มเลย์เอาต์ของพื้นที่กระดานได้ การตัดเส้นทางไฟฟ้าให้สั้นลงและช่วยให้เดินสายได้เข้มข้นยิ่งขึ้น ช่วยเพิ่มความสมบูรณ์ของสัญญาณในการออกแบบและเร่งการประมวลผลสัญญาณ เราได้รับประโยชน์เพิ่มเติมในด้านความหนาแน่นเนื่องจากเราลดโอกาสของปัญหาการเหนี่ยวนำและความจุ

การออกแบบ HDI PCB ไม่ได้ใช้ผ่านรู แต่เป็นรูที่ตาบอดและฝังไว้ การวางตำแหน่งหลุมฝังศพและหลุมบอดที่เซและแม่นยำช่วยลดแรงกดบนแผ่นเพลทและป้องกันโอกาสที่จะเกิดการโก่งตัว นอกจากนี้ คุณสามารถใช้รูทะลุแบบซ้อนเพื่อเพิ่มจุดเชื่อมต่อและปรับปรุงความน่าเชื่อถือ การใช้แผ่นอิเล็กโทรดของคุณยังช่วยลดการสูญเสียสัญญาณโดยลดการหน่วงเวลาข้ามและลดผลกระทบของปรสิต

การผลิต HDI ต้องอาศัยการทำงานเป็นทีม

การออกแบบความสามารถในการผลิต (DFM) ต้องใช้แนวทางการออกแบบ PCB ที่รอบคอบและแม่นยำ และการสื่อสารที่สม่ำเสมอกับผู้ผลิตและผู้ผลิต เมื่อเราเพิ่ม HDI ลงในพอร์ตโฟลิโอ DFM ความใส่ใจในรายละเอียดที่ระดับการออกแบบ การผลิต และการผลิตก็มีความสำคัญยิ่งขึ้นไปอีก และปัญหาในการประกอบและการทดสอบต้องได้รับการแก้ไข กล่าวโดยสรุป การออกแบบ การสร้างต้นแบบ และกระบวนการผลิตของ HDI PCBS นั้นต้องการการทำงานเป็นทีมอย่างใกล้ชิดและให้ความสนใจกับกฎ DFM เฉพาะที่บังคับใช้กับโครงการ

ลักษณะพื้นฐานของการออกแบบ HDI ประการหนึ่ง (โดยใช้การเจาะด้วยเลเซอร์) อาจอยู่นอกเหนือความสามารถของผู้ผลิต ผู้ประกอบ หรือผู้ผลิต และต้องมีการสื่อสารตามทิศทางเกี่ยวกับความถูกต้องและประเภทของระบบการเจาะที่ต้องการ เนื่องจากอัตราการเปิดที่ต่ำกว่าและความหนาแน่นของโครงร่างที่สูงขึ้นของ HDI PCBS ทีมออกแบบจึงต้องมั่นใจว่าผู้ผลิตและผู้ผลิตจะสามารถตอบสนองความต้องการในการประกอบ การทำงานซ้ำ และการเชื่อมของการออกแบบ HDI ดังนั้นทีมออกแบบที่ทำงานเกี่ยวกับการออกแบบ HDI PCB จึงต้องมีความเชี่ยวชาญในเทคนิคที่ซับซ้อนที่ใช้ในการผลิตบอร์ด

รู้จักวัสดุและข้อมูลจำเพาะของแผงวงจรของคุณ

เนื่องจากการผลิต HDI ใช้กระบวนการเจาะด้วยเลเซอร์ประเภทต่างๆ การสนทนาระหว่างทีมออกแบบ ผู้ผลิต และผู้ผลิตจึงต้องเน้นที่ประเภทวัสดุของแผ่นกระดานเมื่อพูดถึงกระบวนการเจาะ แอปพลิเคชันผลิตภัณฑ์ที่แจ้งขั้นตอนการออกแบบอาจมีข้อกำหนดด้านขนาดและน้ำหนักที่ย้ายการสนทนาไปในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง การใช้งานความถี่สูงอาจต้องใช้วัสดุอื่นที่ไม่ใช่ FR4 มาตรฐาน นอกจากนี้ การตัดสินใจเกี่ยวกับประเภทของวัสดุ FR4 จะส่งผลต่อการตัดสินใจเกี่ยวกับการเลือกระบบการเจาะหรือทรัพยากรการผลิตอื่นๆ ในขณะที่บางระบบเจาะผ่านทองแดงได้ง่าย แต่บางระบบไม่เจาะเส้นใยแก้วอย่างสม่ำเสมอ

นอกจากการเลือกประเภทวัสดุที่เหมาะสมแล้ว ทีมออกแบบยังต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ผลิตและผู้ผลิตสามารถใช้ความหนาของแผ่นและเทคนิคการชุบที่ถูกต้องได้ เมื่อใช้การเจาะด้วยเลเซอร์ อัตราส่วนรูรับแสงจะลดลง และอัตราส่วนความลึกของรูที่ใช้สำหรับการเติมสารเคลือบจะลดลง แม้ว่าเพลตที่หนากว่าจะทำให้รูรับแสงมีขนาดเล็กลง แต่ข้อกำหนดทางกลของโปรเจ็กต์อาจระบุเพลตที่บางกว่าซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวภายใต้สภาวะแวดล้อมบางประการ ทีมออกแบบต้องตรวจสอบว่าผู้ผลิตมีความสามารถในการใช้เทคนิค “ชั้นเชื่อมต่อระหว่างกัน” และเจาะรูที่ความลึกที่ถูกต้อง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าสารละลายเคมีที่ใช้สำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าจะเติมรูให้เต็ม

ใช้เทคโนโลยี ELIC

การออกแบบ HDI PCBS รอบเทคโนโลยี ELIC ช่วยให้ทีมออกแบบสามารถพัฒนา PCBS ขั้นสูงขึ้น ซึ่งรวมถึงไมโครรูที่เติมทองแดงซ้อนกันหลายชั้นในแผ่น จากผลของ ELIC การออกแบบ PCB สามารถใช้ประโยชน์จากการเชื่อมต่อที่หนาแน่นและซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับวงจรความเร็วสูง เนื่องจาก ELIC ใช้ไมโครรูที่หุ้มด้วยทองแดงแบบเรียงซ้อนสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกัน จึงสามารถเชื่อมต่อระหว่างสองชั้นใดๆ ก็ได้โดยไม่ทำให้แผงวงจรอ่อนตัวลง

การเลือกส่วนประกอบมีผลต่อการจัดวาง

การหารือกับผู้ผลิตและผู้ผลิตเกี่ยวกับการออกแบบ HDI ควรเน้นที่เลย์เอาต์ที่แม่นยำของส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นสูง การเลือกส่วนประกอบจะส่งผลต่อความกว้างของสายไฟ ตำแหน่ง ปึกและขนาดรู ตัวอย่างเช่น การออกแบบ HDI PCB มักประกอบด้วยอาร์เรย์กริดบอลหนาแน่น (BGA) และ BGA ที่มีระยะห่างอย่างประณีตซึ่งต้องใช้พินหลบหนี ปัจจัยที่บั่นทอนแหล่งจ่ายไฟและความสมบูรณ์ของสัญญาณ ตลอดจนความสมบูรณ์ทางกายภาพของบอร์ดต้องรับรู้เมื่อใช้อุปกรณ์เหล่านี้ ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงการบรรลุการแยกที่เหมาะสมระหว่างชั้นบนและล่างเพื่อลด crosstalk ร่วมกันและเพื่อควบคุม EMI ระหว่างชั้นสัญญาณภายในส่วนประกอบที่มีระยะห่างแบบสมมาตรจะช่วยป้องกันความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอบน PCB

ให้ความสนใจกับสัญญาณ กำลัง และความสมบูรณ์ของร่างกาย

นอกจากการปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณแล้ว คุณยังสามารถปรับปรุงความสมบูรณ์ของพลังงานได้อีกด้วย เนื่องจาก HDI PCB ย้ายชั้นกราวด์ใกล้กับพื้นผิวมากขึ้น ความสมบูรณ์ของพลังงานจึงดีขึ้น ชั้นบนสุดของบอร์ดมีชั้นกราวด์และชั้นจ่ายไฟ ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับชั้นกราวด์ผ่านรูตาบอดหรือไมโครรู และลดจำนวนรูระนาบ

HDI PCB ลดจำนวนรูทะลุผ่านชั้นในของบอร์ด ในทางกลับกัน การลดจำนวนการปรุในระนาบกำลังทำให้เกิดข้อดีสามประการ:

พื้นที่ทองแดงที่ใหญ่ขึ้นจะดึงกระแสไฟ AC และ DC เข้าสู่พินเพาเวอร์ของชิป

ความต้านทาน L ลดลงในเส้นทางปัจจุบัน

L เนื่องจากการเหนี่ยวนำต่ำ กระแสสลับที่ถูกต้องสามารถอ่านพินเพาเวอร์ได้

ประเด็นสำคัญอีกประการหนึ่งของการอภิปรายคือการรักษาความกว้างของเส้นขั้นต่ำ ระยะห่างที่ปลอดภัย และติดตามความสม่ำเสมอ ในประเด็นหลังนี้ ให้เริ่มต้นเพื่อให้ได้ความหนาของทองแดงที่สม่ำเสมอและความสม่ำเสมอของสายไฟในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและดำเนินการกับกระบวนการผลิตและกระบวนการผลิต

การขาดระยะห่างที่ปลอดภัยอาจทำให้ฟิล์มตกค้างมากเกินไปในระหว่างกระบวนการฟิล์มแห้งภายใน ซึ่งอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรได้ ด้านล่างความกว้างของเส้นขั้นต่ำอาจทำให้เกิดปัญหาระหว่างกระบวนการเคลือบเนื่องจากการดูดซับที่อ่อนแอและวงจรเปิด ทีมออกแบบและผู้ผลิตยังต้องพิจารณาการรักษาความสม่ำเสมอของแทร็กเพื่อควบคุมอิมพีแดนซ์ของสายสัญญาณ

กำหนดและใช้กฎการออกแบบเฉพาะ

เลย์เอาต์ที่มีความหนาแน่นสูงต้องการขนาดภายนอกที่เล็กกว่า การเดินสายที่ละเอียดกว่า และระยะห่างของส่วนประกอบที่แคบกว่า ดังนั้นจึงต้องใช้กระบวนการออกแบบที่แตกต่างออกไป กระบวนการผลิต HDI PCB อาศัยการเจาะด้วยเลเซอร์ ซอฟต์แวร์ CAD และ CAM กระบวนการสร้างภาพโดยตรงด้วยเลเซอร์ อุปกรณ์การผลิตเฉพาะทาง และความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงาน ความสำเร็จของกระบวนการทั้งหมดนั้นส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับกฎการออกแบบที่ระบุความต้องการอิมพีแดนซ์ ความกว้างตัวนำ ขนาดรู และปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อเค้าโครง Developing detailed design rules helps select the right manufacturer or manufacturer for your board and lays the foundation for communication between teams.