Ưu điểm của PCB HDI

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn tác động. Tăng mật độ gói cho phép chúng tôi rút ngắn đường dẫn điện giữa các thành phần. Với HDI, chúng tôi đã tăng số lượng kênh đi dây trên các lớp bên trong của PCB, do đó giảm tổng số lớp cần thiết cho thiết kế. 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. 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. 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. Chúng tôi nhận được một lợi ích bổ sung về mật độ vì chúng tôi giảm nguy cơ xảy ra các vấn đề về điện cảm và điện dung.

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. Khi chúng tôi thêm HDI vào danh mục DFM, sự chú ý đến từng chi tiết ở cấp độ thiết kế, chế tạo và sản xuất càng trở nên quan trọng hơn và các vấn đề về lắp ráp và thử nghiệm phải được giải quyết. 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.

Một trong những khía cạnh cơ bản của thiết kế HDI (sử dụng khoan laser) có thể nằm ngoài khả năng của nhà sản xuất, lắp ráp hoặc nhà sản xuất và yêu cầu giao tiếp định hướng về độ chính xác và loại hệ thống khoan cần thiết. Do tỷ lệ mở thấp hơn và mật độ bố trí cao hơn của HDI PCBS, nhóm thiết kế phải đảm bảo rằng các nhà sản xuất và nhà sản xuất có thể đáp ứng các yêu cầu lắp ráp, làm lại và hàn của các thiết kế HDI. Do đó, các nhóm thiết kế làm việc trên thiết kế HDI PCB phải thành thạo các kỹ thuật phức tạp được sử dụng để sản xuất bo mạch.

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. Các ứng dụng tần số cao có thể yêu cầu vật liệu khác với tiêu chuẩn 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. Với việc sử dụng khoan laser, tỷ lệ khẩu độ giảm và tỷ lệ chiều sâu của các lỗ được sử dụng để mạ trám răng giảm. 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.

Sử dụng công nghệ ELIC

THIẾT KẾ HDI PCBS xung quanh công nghệ ELIC đã cho phép nhóm thiết kế phát triển PCBS tiên tiến hơn, bao gồm nhiều lớp lỗ nhỏ chứa đầy đồng xếp chồng lên nhau trong tấm đệm. 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. Việc lựa chọn các thành phần ảnh hưởng đến chiều rộng dây, vị trí, ngăn xếp và kích thước lỗ. 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.Các thành phần được đặt cách đối xứng sẽ giúp ngăn chặn sự căng thẳng không đồng đều trên 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. Đổi lại, giảm số lượng lỗ đục trên mặt phẳng nguồn cung cấp ba lợi thế chính:

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

Điện trở L giảm trong đường dẫn hiện tại

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. Dưới độ rộng đường tối thiểu cũng có thể gây ra sự cố trong quá trình phủ vì khả năng hấp thụ yếu và hở mạch. 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. Developing detailed design rules helps select the right manufacturer or manufacturer for your board and lays the foundation for communication between teams.