Không có hiện đại PCB design, high density interconnect (HDI) technology, and of course high-speed components, none of these would be usable. Công nghệ HDI cho phép các nhà thiết kế đặt các thành phần nhỏ gần nhau. Mật độ gói cao hơn, kích thước bo mạch nhỏ hơn và ít lớp hơn mang lại hiệu ứng xếp tầng cho thiết kế PCB.

Lợi thế của HDI

Let’s take a closer look at the impact. Tăng mật độ gói cho phép chúng tôi rút ngắn đường dẫn điện giữa các thành phần. 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. Giảm số lớp có thể đặt nhiều kết nối hơn trên cùng một bo mạch và cải thiện vị trí linh kiện, hệ thống dây điện và kết nối. Từ đó, chúng ta có thể tập trung vào một kỹ thuật được gọi là kết nối mỗi lớp (ELIC), giúp các nhóm thiết kế chuyển từ bảng dày hơn sang bảng linh hoạt mỏng hơn để duy trì sức mạnh đồng thời cho phép THE HDI thấy được mật độ chức năng.

HDI PCBS rely on lasers rather than mechanical drilling. Đổi lại, thiết kế PCB THE HDI dẫn đến khẩu độ nhỏ hơn và kích thước tấm lót nhỏ hơn. Giảm khẩu độ cho phép nhóm thiết kế tăng bố cục của khu vực bảng. Việc rút ngắn các đường dẫn điện và cho phép đi dây chuyên sâu hơn giúp cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu trong thiết kế và tăng tốc độ xử lý tín hiệu. We get an added benefit in density because we reduce the chance of inductance and capacitance problems.

Các thiết kế HDI PCB không sử dụng các lỗ xuyên qua mà là các lỗ mù và chôn. Việc đặt các lỗ chôn và lỗ mù một cách so le và chính xác giúp giảm áp lực cơ học lên tấm và ngăn ngừa bất kỳ cơ hội cong vênh nào. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng các lỗ xuyên qua xếp chồng lên nhau để tăng cường các điểm kết nối và cải thiện độ tin cậy. Việc bạn sử dụng các tấm đệm cũng có thể giảm mất tín hiệu bằng cách giảm độ trễ chéo và giảm các hiệu ứng ký sinh.

Khả năng sản xuất HDI yêu cầu làm việc theo nhóm

Thiết kế khả năng sản xuất (DFM) đòi hỏi một cách tiếp cận thiết kế PCB chính xác, chu đáo và giao tiếp nhất quán với các nhà sản xuất và nhà sản xuất. 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. Nói tóm lại, quá trình thiết kế, tạo mẫu và sản xuất của HDI PCBS đòi hỏi sự làm việc theo nhóm chặt chẽ và chú ý đến các quy tắc DFM cụ thể áp dụng cho dự án.

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.

Biết vật liệu và thông số kỹ thuật bảng mạch của bạn

Bởi vì sản xuất HDI sử dụng các loại quy trình khoan laser khác nhau, cuộc đối thoại giữa nhóm thiết kế, nhà sản xuất và nhà sản xuất phải tập trung vào loại vật liệu của bo mạch khi thảo luận về quy trình khoan. Ứng dụng sản phẩm nhắc nhở quá trình thiết kế có thể có các yêu cầu về kích thước và trọng lượng khiến cuộc trò chuyện di chuyển theo hướng này hay hướng khác. High frequency applications may require materials other than standard FR4. Ngoài ra, các quyết định về loại vật liệu FR4 ảnh hưởng đến các quyết định về việc lựa chọn hệ thống khoan hoặc các nguồn lực sản xuất khác. Trong khi một số hệ thống khoan xuyên qua đồng một cách dễ dàng, những hệ thống khác không xuyên qua các sợi thủy tinh một cách nhất quán.

Ngoài việc lựa chọn loại vật liệu phù hợp, đội ngũ thiết kế cũng phải đảm bảo rằng nhà sản xuất và nhà sản xuất có thể sử dụng đúng độ dày tấm và kỹ thuật mạ. With the use of laser drilling, the aperture ratio decreases and the depth ratio of the holes used for plating fillings decreases. Mặc dù các tấm dày hơn cho phép khẩu độ nhỏ hơn, các yêu cầu cơ học của dự án có thể chỉ định các tấm mỏng hơn dễ bị hỏng trong các điều kiện môi trường nhất định. Nhóm thiết kế phải kiểm tra xem nhà sản xuất có khả năng sử dụng kỹ thuật “lớp kết nối” và khoan lỗ ở độ sâu chính xác hay không, và đảm bảo rằng dung dịch hóa chất dùng để mạ điện sẽ lấp đầy các lỗ.

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. Kết quả của ELIC, các thiết kế PCB có thể tận dụng lợi thế của các kết nối phức tạp, dày đặc cần thiết cho các mạch tốc độ cao. Bởi vì ELIC sử dụng các lỗ nhỏ chứa đầy đồng xếp chồng lên nhau để kết nối với nhau, nó có thể được kết nối giữa hai lớp bất kỳ mà không làm suy yếu bảng mạch.

Lựa chọn thành phần ảnh hưởng đến bố cục

Bất kỳ cuộc thảo luận nào với các nhà sản xuất và nhà sản xuất liên quan đến thiết kế HDI cũng nên tập trung vào cách bố trí chính xác của các thành phần mật độ cao. The selection of components affects wiring width, position, stack and hole size. Ví dụ, các thiết kế HDI PCB thường bao gồm một mảng lưới bóng dày đặc (BGA) và một BGA có khoảng cách mịn yêu cầu thoát chân. Các yếu tố làm giảm khả năng cung cấp điện và tính toàn vẹn của tín hiệu cũng như tính toàn vẹn vật lý của bo mạch phải được nhận biết khi sử dụng các thiết bị này. Các yếu tố này bao gồm việc đạt được sự cách ly thích hợp giữa các lớp trên cùng và dưới cùng để giảm nhiễu xuyên âm lẫn nhau và kiểm soát EMI giữa các lớp tín hiệu bên trong.Symmetrically spaced components will help prevent uneven stress on the PCB.

Chú ý đến tín hiệu, nguồn điện và tính toàn vẹn vật lý

Ngoài việc cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu, bạn cũng có thể tăng cường tính toàn vẹn của nguồn điện. Bởi vì HDI PCB di chuyển lớp tiếp đất gần bề mặt hơn, tính toàn vẹn của nguồn điện được cải thiện. Lớp trên cùng của bảng có lớp nối đất và lớp cấp nguồn, có thể kết nối với lớp tiếp đất thông qua các lỗ mù hoặc lỗ siêu nhỏ, và giảm số lượng lỗ trên mặt phẳng.

HDI PCB giảm số lượng lỗ xuyên qua lớp bên trong của bo mạch. In turn, reducing the number of perforations in the power plane provides three major advantages:

Diện tích đồng lớn hơn cung cấp dòng điện AC và DC vào chân nguồn chip

L resistance decreases in the current path

L Do điện cảm thấp, dòng chuyển mạch chính xác có thể đọc chân nguồn.

Một điểm chính khác của cuộc thảo luận là duy trì độ rộng dòng tối thiểu, khoảng cách an toàn và tính đồng nhất của đường đua. Về vấn đề thứ hai, bắt đầu đạt được độ dày đồng đồng nhất và độ đồng nhất của hệ thống dây điện trong quá trình thiết kế và tiến hành quá trình sản xuất và chế tạo.

Thiếu khoảng cách an toàn có thể dẫn đến dư lượng màng quá nhiều trong quá trình màng khô bên trong, có thể dẫn đến đoản mạch. Below the minimum line width can also cause problems during the coating process because of weak absorption and open circuit. Các nhóm thiết kế và nhà sản xuất cũng phải xem xét việc duy trì tính đồng nhất của đường ray như một phương tiện để kiểm soát trở kháng của đường tín hiệu.

Thiết lập và áp dụng các quy tắc thiết kế cụ thể

Bố cục mật độ cao yêu cầu kích thước bên ngoài nhỏ hơn, hệ thống dây điện tốt hơn và khoảng cách giữa các thành phần chặt chẽ hơn, do đó yêu cầu một quy trình thiết kế khác. Quy trình sản xuất HDI PCB dựa vào khoan laser, phần mềm CAD và CAM, quy trình chụp ảnh trực tiếp bằng laser, thiết bị sản xuất chuyên dụng và chuyên môn của người vận hành. Sự thành công của toàn bộ quá trình phụ thuộc một phần vào các quy tắc thiết kế xác định các yêu cầu về trở kháng, chiều rộng dây dẫn, kích thước lỗ và các yếu tố khác ảnh hưởng đến cách bố trí. Phát triển các quy tắc thiết kế chi tiết giúp chọn nhà sản xuất hoặc nhà sản xuất phù hợp cho bảng của bạn và đặt nền tảng cho việc giao tiếp giữa các nhóm.