L'actualité PCB - Comment concevoir des cartes HDI haute vitesse difficiles

Comment concevoir des cartes HDI haute vitesse difficiles

Avec des exigences de plus en plus élevées en termes de volume de produits électroniques, la taille des produits d'appareils mobiles en particulier évolue vers une réduction constante. Par exemple, les produits ultra Book actuellement populaires, ou même les nouveaux appareils intelligents portables, doivent utiliser une hauteur de carte HDI. La plaque porteuse réalisée par la technologie d'interconnexion par densité réduit encore les dimensions de la conception du terminal.

La carte HDI est une technologie d'interconnexion haute densité, l'une des technologies utilisées par les cartes de circuits imprimés. Le HDI est principalement produit par des techniques de micro - blindage et de trou enterré. Il se caractérise par une distribution plus élevée des circuits électroniques dans la carte de circuit imprimé. Cependant, en raison de l'augmentation considérable de la densité des circuits, les cartes de circuits imprimés en HDI ne peuvent pas être utilisées pour le perçage en général. Lors de la formation du trou, HDI doit utiliser un processus de forage non mécanique. Il existe de nombreuses méthodes de forage non mécanique. Parmi eux, la « poration laser» est la principale solution de poration pour la technologie d'interconnexion haute densité HDI.

Les circuits imprimés HDI ont une large gamme d'applications. Par exemple, les téléphones portables, les ordinateurs portables ultra - minces, les tablettes, les appareils photo numériques, l'électronique automobile, les appareils photo numériques... D'autres produits électroniques utilisent déjà la technologie HDI pour réduire la conception de la carte mère et réduire les avantages. Assez grand, non seulement la conception du produit final peut laisser plus de place dans l'Organisation pour les batteries ou plus de composants fonctionnels supplémentaires, mais le coût du produit peut également être relativement réduit grâce à l'introduction de HDI.

HDI a été utilisé dans les premiers temps pour les téléphones mobiles de milieu de gamme et haut de gamme et est maintenant commun à presque tous les appareils mobiles. Les premiers produits qui utilisaient le plus la technologie HDI étaient principalement des téléphones fonctionnels et des smartphones. Ces produits représentent plus de la moitié de la consommation de cartes HDI à haute densité, tandis que la consommation de HDI à couche arbitraire (carte d'interconnexion à haute densité à couche arbitraire) est la plus élevée. La plus grande différence entre le processus de fabrication HDI avancé et les cartes HDI ordinaires est que la plupart des HDI sont usinés par le processus de perçage de l'usinage par pénétration de PCB. En ce qui concerne les plaques entre les couches, toute couche HDI est percée à l'aide d'un "Laser". Ouvrez la conception d'interconnexion de chaque couche.

Par exemple, la méthode de production any Layer HDI peut généralement économiser environ 40% du volume de la carte PCB. Actuellement, any Layer HDI est déjà utilisé sur l'iPhone 4 d'Apple ou les smartphones plus récents avec une carte mère intégrée à plus haute densité. Réduire l'épaisseur de la conception du produit afin que la conception du produit puisse être mise sur le marché dans un design plus mince et plus léger. Cependant, toute couche de HDI est fabriquée à l'aide de trous borgnes laser, ce qui est relativement difficile à fabriquer et coûte plus cher qu'une carte de circuit ordinaire. Actuellement, l'utilisation des appareils mobiles avec des prix unitaires plus élevés est plus élevée.

Les circuits imprimés HDI sont fabriqués par la méthode de construction. L'écart technique de HDI réside dans le nombre de constructions. Plus il y a de couches de circuit, plus la difficulté technique est élevée! Pour les plaques HDI universelles, il est essentiellement possible d'utiliser un assemblage jetable. Quant aux plaques HDI haut de gamme, elles sont fabriquées avec deux ou plusieurs techniques d'empilement afin d'éviter des perforations mécaniques conduisant à des plaques HDI haute densité. Le câblage est endommagé par un perçage incorrect et le processus de perçage peut utiliser simultanément des techniques de fabrication avancées de circuits imprimés, telles que le perçage laser, le remplissage de trous de placage et les trous d'empilage.

Les composants clés avec un nombre élevé de broches nécessitent l'utilisation de HDI pour la conception du produit. Les composants FPGA avec un grand nombre de broches en particulier sont un gros problème pour le câblage PCB. Un autre exemple est le composant GPU le plus courant actuellement. Le nombre de broches augmente également. La plupart d'entre eux sont passés à une carte de circuit imprimé HDI. Pour la conception de produits, les cartes HDI sont particulièrement adaptées aux schémas de conception nécessitant des connexions très complexes.

En particulier pour la nouvelle génération de SOC ou de puces intégrées, ses fonctionnalités hautement intégrées ont conduit à un nombre croissant de broches IC, ce qui augmente considérablement la difficulté de concevoir des fils de connexion pour PCB, tandis que les solutions de conception de cartes HDI haute densité peuvent utiliser plusieurs couches à l'intérieur de la carte. L'avantage de l'interconnexion et de l'intégration est de terminer la connexion des broches de puce complexes une par une, la production de trous borgnes laser peut faire des trous micro - borgnes sur la carte, qui peuvent être perforés, entrelacés, empilés ou sur n'importe quelle couche. Pour l'interconnexion, la flexibilité d'agencement du circuit est relativement plus élevée que pour les circuits imprimés traditionnels, offrant également une solution de conception de carte plus simple pour les solutions d'application de puce intégrée avec un nombre élevé de broches.

Les cartes HDI sont également conçues pour être plus complexes que les cartes PCB précédentes. Non seulement les circuits deviennent plus compacts, mais la complexité de conception de l'interconnexion à l'aide de différentes couches de circuits est également grandement améliorée, les circuits deviennent plus minces et plus compacts, mais cela signifie également que la section transversale du conducteur du circuit devient plus petite, ce qui rendra l'intégrité du signal de transmission encore plus remarquable, et il est nécessaire que les ingénieurs de conception de PCB passent plus de temps à vérifier et à exclure la fonctionnalité de la carte.

En particulier, face à des cas de conception très complexes, tels que la forte probabilité de modifications de conception des circuits électroniques de la carte au cours du développement, de légères modifications de conception sont nécessaires si le composant central de la carte mère est un FPGA ou un autre composant avec un grand nombre de broches. Cela entraînera des retards dans la conception du calendrier d'amélioration. Comment minimiser les erreurs de déploiement de circuits lors de changements de conception fréquents, il est essentiel d'être équipé d'aides à la conception capables de prendre en charge la conception de circuits de haute complexité HDI, en particulier dans le cadre de la conception de la logique FPGA, où la conception, la conception matérielle, la logique PCB et les données de conception associées sont interopérables, toute modification des spécifications de conception du projet peut être reflétée dans le système de développement en temps réel, en évitant les problèmes de conception qui ne correspondent pas à la carte de conception et à la puce cible.

HDI nécessite des lignes à haute densité et nécessite un poinçonnage au laser.en fait, il n'y a pas de définition claire de la méthode de fabrication HDI haute densité, mais en général, la différence entre HDI et non - HDI est assez grande.tout d'abord, un support de circuit en HDI doit avoir une ouverture inférieure ou égale à 6 mil (1 / 1000 de pouce). Pour le diamètre d'anneau de l'anneau de trou ¦ 10 ml est nécessaire, la densité de disposition des contacts de ligne doit être supérieure à 130 points par pouce carré, et l'espacement des lignes de signal doit être inférieur ou égal à 3 mil.

Les circuits imprimés HDI présentent de nombreux avantages. Le HDI a un degré élevé d'intégration de circuit et peut donc réduire considérablement la surface de la carte, plus le nombre de couches est élevé, plus la surface de la carte rétractable peut être augmentée en conséquence. En raison de la petite taille du substrat, la surface d'une carte d'application HDI peut être 2 à 3 fois plus petite qu'une conception de carte non HDI, mais elle peut conserver le même circuit complexe et réduire ainsi le poids du matériau de la carte naturelle. Pour la conception de circuits de modules spécifiques tels que RF et HF, la structure multicouche peut être bien utilisée. Des couches de masse métalliques de grande surface sont prévues sur les circuits supérieurs / inférieurs du circuit principal pour limiter les problèmes d'EMI des circuits haute fréquence pouvant être causés par le PCB. L'intérieur de la carte HDI évite d'affecter le fonctionnement d'autres appareils électroniques externes.

Les cartes HDI sont plus légères, ont une densité de ligne plus élevée et une utilisation relativement plus élevée de l'espace dans le châssis que les conceptions de cartes non HDI. Le dispositif de fonctionnement à haute fréquence d'origine augmente la distance de transmission de la ligne de signal en raison de l'utilisation de HDI. Raccourcissement, favorisant naturellement la qualité de transmission du signal pour les nouveaux SOC ou appareils à haute fréquence. L'efficacité de transmission est améliorée grâce à de meilleures caractéristiques électriques. En outre, si HDI utilise plus de 8 couches, vous pouvez essentiellement obtenir une meilleure carte que les cartes non HDI. Coût - efficacité. Pour la conception de produits finaux, les solutions de conception de cartes mères HDI peuvent également être utilisées pour améliorer les performances des produits et les performances des données de spécification, rendant les produits plus compétitifs sur le marché.

La conception de cartes de circuits imprimés HDI nécessite une vérification plus minutieuse du produit, également parce que les cartes de circuits imprimés HDI augmentent considérablement la complexité des circuits, ce qui entraînera une charge de conception supplémentaire pour les travaux de conception de mise en page de PCB d'origine. Dans les projets de développement réels, bien que le logiciel de développement assisté soit disponible pour un déploiement et un positionnement rapides du câblage, il est en fait toujours nécessaire de faire correspondre l'expérience de conception du développeur pour optimiser la configuration des composants et la disposition des circuits. En utilisant le logiciel de développement, il correspondra automatiquement à la connexion entre la broche et le circuit et la position relative changera automatiquement la broche du circuit. Et d'autres solutions de conception automatisées qui simplifient encore le processus de conception des cartes de circuits imprimés HDI et réduisent les longs délais de développement.

En outre, le HDI est souvent utilisé dans la conception et l'application d'éléments à haute vitesse, en particulier maintenant que les appareils 3C ou mobiles ont toujours des horloges de travail de l'ordre du GHz, l'orientation du circuit de la carte mère affecte également le fonctionnement de l'appareil à haute fréquence. Impact des problèmes EMI / CEM. En général, vous pouvez d'abord utiliser le logiciel de développement pour définir les paramètres de conception des règles de séquence et de la topologie de routage, fournir une plage de référence pour les contraintes du logiciel de développement, puis effectuer une conception préliminaire à l'aide de la fonctionnalité de vérification du logiciel du logiciel de développement. Bien sûr, la validation de circuit natif du logiciel de développement de validation de machine n'est pas vraiment un débogage de circuit après tout. Tout au plus, il ne peut servir que de référence pour le développement. Le schéma de conception réel doit être validé plusieurs fois avant de pouvoir élaborer une conception de référence pour la vérification fonctionnelle des cartes HDI.

Il existe de nombreux avantages à utiliser la vérification par simulation logicielle. Fondamentalement, la vérification de la simulation logicielle peut être utilisée pour identifier rapidement les circuits logiques qui peuvent être erronés, et la simulation logicielle est assez rapide en concevant des points de contrôle et des lignes logicielles et en vérifiant les blocs qui peuvent être mal conçus. Peut être utilisé comme base de vérification avant la production de petites quantités de feuilles. Il est possible de valider physiquement le produit d'essai après qu'il n'y ait eu aucun problème avec la vérification du logiciel et les tests d'environnement de simulation, ce qui peut réduire considérablement les coûts de développement HDI.