如何设置 HDI PCB 布局

HDI PCB 布局可能非常局促,但正确的设计规则集将帮助您成功设计。

更先进的 PCBS 将更多功能打包到更小的空间中,通常使用自定义 ics/SoC、更高的层和更小的走线。 正确设置这些设计的布局需要一组强大的规则驱动设计工具,这些工具可以在创建 PCB 时根据设计规则检查布线和布局。 如果您使用的是第一个 HDI 布局,则在开始 PCB 布局时可能很难看出需要设置哪些设计规则。

印刷电路板

设置 HDI PCB 布局

使用 HDI PCBS,除了元件和布线密度之外,这些产品与标准 PCBS 几乎没有区别。 我曾看到设计人员指出 HDI 板是具有 10 万或更少孔、6 万或更少布线或 0.5 毫米或更少引脚间距的任何东西。 您的制造商会告诉您,HDI PCBS 使用大约 8 mil 或更小的盲孔,而较小的盲孔则是用激光钻出的。

在某些方面,它们都是正确的,因为对于 HDI PCB 布局的组成没有特定的阈值。 每个人都可以同意,一旦设计包含微孔,它就是 HDI 板。 在设计方面,你需要设置一些设计规则,然后才能触摸布局。 在建立设计规则之前,您应该收集制造商的能力。 完成此操作后,您需要设置设计规则和一些布局功能

电缆宽度和通孔尺寸。 走线的宽度及其阻抗和线宽将决定您何时进入 HDI 系统。 一旦布线宽度变得足够小,通孔就会变得如此之小,以至于必须将它们制造为微孔。

层过渡。 通孔需要根据纵横比精心设计,这也取决于所需的层厚。 应尽早定义层转换,以便在布线期间快速放置它们。

清除。 轨迹必须彼此分开,并与不属于网络的其他对象(焊盘、组件、平面等)分开。 此处的目标是确保符合 HDI DFM 规则并防止过度串扰。

其他布线限制,例如电缆长度调整、最大电缆长度和布线过程中允许的阻抗偏差也很重要,但它们将适用于 HDI 板之外。 这里最重要的两点是通孔尺寸和线宽。 间隙可以通过多种方式(例如,模拟)或通过遵循标准经验法则来确定。 小心后者,因为这可能导致内部串扰过多或布线密度不足的情况。

层压和穿孔

HDI 堆栈的范围可以从几层到几十层不等,以适应所需的布线密度。 具有高引脚数细间距 BGA 的电路板每象限可能有数百个连接,因此在为 HDI PCB 布局创建层堆栈时需要设置穿孔。

如果您查看 PCB 设计软件中的层堆栈管理器,您可能无法将特定层转换明确定义为微孔。 没关系 您仍然可以设置层过渡,然后在设计规则中设置通孔尺寸限制。

一旦您设置了设置规则并创建了模板,这种将微通道称为微孔的能力就非常有用。 要为通孔布线设置设计规则,您可以定义仅适用于微孔的设计规则。 这允许您通过焊盘尺寸和孔直径设置特定的间隙限制。

在开始设置设计规则之前,您应该就其功能咨询制造商。 然后您需要在设计规则中设置布线宽度,以确保将布线阻抗控制在所需的值。 在其他情况下,不需要阻抗控制,您可能仍然希望限制 HDI 板上的布线宽度以保持更高的布线密度。

走线宽度

您可以通过多种方式确定所需的布线宽度。 首先,对于阻抗控制路由,您需要以下工具之一:

用笔和纸计算所需的迹线大小(困难的方法)

在线计算器(快捷方式)

集成到您的设计和布局工具中的场解算器(最准确的方法)

用于布线阻抗计算的线路计算器的缺点,在调整 HDI PCB 布局的布线尺寸时,同样的想法也适用。

要设置线宽,您可以在设计规则编辑器中将其定义为约束,就像您对通孔尺寸所做的一样。 如果你不担心阻抗控制,你可以设置任何宽度。 否则,您需要确定 PCB 层压的阻抗曲线,并输入此特定宽度作为设计规则。

需要仔细平衡,因为线宽对于焊盘的尺寸不应太大。 如果阻抗控制线宽过大,则应减小层压板厚度,因为这会迫使线宽减小,或者可以增加焊盘尺寸。 只要平台的大小超过IPC标准中列出的值,从可靠性的角度来看是可以的。

净空

完成上面显示的两个关键任务后,您需要确定适当的跟踪间隙。 不幸的是,迹线之间的间距不应默认为 3W 或 3H 经验法则,因为这些规则错误地应用于具有高速信号的高级电路板。 相反,最好在建议的线宽下模拟串扰并检查是否产生了过多的串扰。