Notizie PCB - Come progettare circuiti HDI impegnativi ad alta velocità

Come progettare circuiti HDI impegnativi ad alta velocità

Con i crescenti requisiti per il volume di prodotti elettronici, in particolare le dimensioni dei prodotti dei dispositivi mobili si stanno sviluppando nella direzione della contrazione continua. Ad esempio, gli attuali prodotti Ultra Book popolari, e persino i nuovi dispositivi intelligenti indossabili, devono utilizzare l'altezza del circuito HDI. La scheda portante realizzata dalla tecnologia di interconnessione a densità riduce ulteriormente le dimensioni del design del terminale.

Il circuito HDI è una tecnologia di interconnessione ad alta densità, che è una delle tecnologie utilizzate dai circuiti stampati. HDI è prodotto principalmente dalla tecnologia di vias micro-ciechi e sepolti. La sua caratteristica è quella di rendere più alta la distribuzione del circuito elettronico nel circuito stampato. Tuttavia, a causa del grande aumento della densità del circuito, il circuito stampato in HDI non può essere utilizzato per la perforazione generale. Formazione del foro, HDI deve utilizzare un processo di perforazione non meccanico. Ci sono molti metodi di perforazione non meccanici. Tra loro, "formazione del foro laser" è la soluzione principale di formazione del foro della tecnologia di interconnessione ad alta densità HDI.

I circuiti stampati HDI hanno una vasta gamma di applicazioni. Ad esempio, telefoni cellulari, laptop ultra sottili, tablet computer, fotocamere digitali, elettronica automobilistica, fotocamere digitali... e altri prodotti elettronici hanno utilizzato la tecnologia HDI per ridurre il design della scheda madre e ridurre i benefici. Piuttosto grande, non solo il design del prodotto terminale può lasciare più spazio nell'organizzazione per le batterie o più componenti funzionali aggiuntivi, ma il costo del prodotto può anche essere relativamente ridotto a causa dell'introduzione dell'HDI.

L'HDI era utilizzato nei telefoni cellulari a medio e alto prezzo nei primi giorni, e ora è quasi universale in tutti i dispositivi mobili. I prodotti che utilizzavano la maggior parte della tecnologia HDI nei primi giorni erano principalmente telefoni funzionali e smartphone. Tali prodotti rappresentavano più della metà del consumo del circuito ad alta densità HDI, mentre l'HDI a qualsiasi strato (scheda di interconnessione ad alta densità di qualsiasi strato) era il più alto. La differenza più grande tra il processo di produzione HDI ad alto livello e il circuito HDI generale è che la maggior parte dell'HDI è lavorata da un processo di perforazione per l'elaborazione della penetrazione PCB. Per quanto riguarda le piastre tra gli strati, Any-layer HDI utilizza la perforazione "laser". Apri il design di interconnessione di ogni strato.

Ad esempio, il metodo di produzione HDI Any-layer può generalmente risparmiare circa il 40% del volume PCB. Attualmente, Any-layer HDI è stato utilizzato in Apple iPhone 4, o smartphone più recenti, con schede madri integrate a densità maggiore. Ridurre lo spessore del design del prodotto, in modo che il design del prodotto possa essere commercializzato con un design più sottile e leggero. Tuttavia, Any-layer HDI è fabbricato utilizzando fori ciechi laser, che sono relativamente difficili da produrre e costano più dei circuiti stampati ordinari. Attualmente, i dispositivi mobili con solo prezzi unitari elevati vengono utilizzati di più.

I circuiti stampati HDI sono fabbricati utilizzando il metodo di compilazione (Build Up). Il divario tecnologico dell'HDI risiede nel numero di build-up. Più strati del circuito, maggiore è la difficoltà tecnica! Per le schede HDI di uso generale, può essere utilizzato fondamentalmente un build-up una volta sola. Per quanto riguarda le schede HDI di fascia alta, sono prodotte con due o più tecniche di accumulo per evitare perforazioni meccaniche che causano schede HDI ad alta densità. Il cablaggio è danneggiato a causa di perforazione impropria e il processo di formazione del foro può contemporaneamente utilizzare tecniche avanzate di produzione del circuito stampato come perforazione laser, riempimento del foro galvanizzato e fori impilati.

I componenti chiave con un elevato numero di pin devono utilizzare HDI per la progettazione del prodotto Soprattutto i componenti FPGA con un gran numero di pin sono un grande problema per il cablaggio PCB.Un altro esempio sono i componenti GPU più comuni al momento. Anche il numero di pin si sta sviluppando sempre di più. La maggior parte di loro è stata commutata a circuiti stampati HDI. Per la progettazione di prodotti, le schede HDI sono particolarmente adatte per schemi di progettazione che richiedono connessioni altamente complesse.

Soprattutto per la nuova generazione di SoC o chip integrati, le sue funzioni altamente integrate hanno portato a sempre più pin IC, il che aumenta notevolmente la difficoltà delle linee di connessione di progettazione PCB e le soluzioni di progettazione di circuiti stampati ad alta densità HDI possono utilizzare più strati all'interno della scheda. Il vantaggio dell'interconnessione e dell'integrazione è quello di completare il collegamento di perni di chip complessi uno per uno e la produzione di fori ciechi laser può fare micro fori ciechi nella piastra, che possono essere perforati, sfalsati, impilati o su qualsiasi strato. Per l'interconnessione, la flessibilità del layout del circuito è relativamente superiore a quella del PCB tradizionale e fornisce anche una soluzione di progettazione della scheda più semplice per la soluzione di applicazione del chip integrato con alto numero di pin.

Il design del circuito HDI è anche più complicato dei circuiti stampati precedenti. Non solo il circuito diventa più stretto, anche la complessità progettuale dell'utilizzo di diversi strati di interconnessione del circuito è notevolmente migliorata e il circuito diventa più sottile e più stretto, ma significa anche che l'area della sezione trasversale del conduttore del circuito è stata cambiata piccola, il che causerà l'integrità del segnale trasmesso ad essere più prominente ed è necessario che gli ingegneri di progettazione PCB spendano più tempo per verificare e risolvere la funzione della scheda.

Soprattutto di fronte a casi di progettazione altamente complessi, come la possibilità di modifiche di progettazione nel circuito elettronico della scheda durante il processo di sviluppo è abbastanza alta, e se i componenti principali della scheda madre sono FPGA o altri componenti con un gran numero di pin, è necessario un leggero cambiamento di progettazione. Provvederà ritardi nella timeline del miglioramento della progettazione. Come ridurre al minimo gli errori di distribuzione del circuito nel processo di frequenti modifiche di progettazione deve essere dotato di ausili di progettazione che possono supportare la progettazione di circuiti HDI ad alta complessità, in particolare con la logica FPGA Nell'ambito del framework di progettazione in cui la progettazione, la progettazione hardware, la logica PCB e i relativi dati di progettazione sono interoperabili, qualsiasi modifica delle specifiche di progettazione del progetto può essere riflessa nel sistema di sviluppo in tempo reale, evitando problemi di progettazione che non possono corrispondere alla scheda di progettazione e al chip di destinazione.

HDI richiede linee ad alta densità, e i laser sono necessari per realizzare fori Infatti, non esiste una definizione chiara del metodo di produzione ad alta densità HDI, ma in generale, la differenza tra HDI e non HDI è abbastanza grande. Prima di tutto, il diametro del foro del supporto del circuito realizzato in HDI deve essere inferiore o uguale a 6mil (1/1.000 pollici). Per quanto riguarda il diametro dell'anello di apertura, deve essere â¦10mil, e la densità di layout dei contatti di linea deve essere superiore a 130 punti per pollice quadrato e la spaziatura delle linee di segnale deve essere di 3 mil o meno.

I circuiti stampati HDI hanno molti vantaggi. HDI ha un alto grado di integrazione dei circuiti, quindi l'area della scheda può essere notevolmente ridotta e maggiore è il numero di strati, la superficie della scheda restringibile può anche aumentare di conseguenza. A causa delle dimensioni più piccole del substrato, applicazioni HDI L'area superficiale del circuito stampato può essere da 2 a 3 volte più piccola della progettazione del circuito non HDI, ma può mantenere lo stesso circuito complesso e il peso del materiale della scheda naturale può essere ridotto da questo. Per quanto riguarda la progettazione del circuito di blocchi specifici quali la radiofrequenza e l'alta frequenza, la struttura multistrato può essere fatta buon uso. Una grande area di strato di messa a terra metallica è impostata sul circuito superiore / inferiore del circuito principale per limitare i problemi EMI dei circuiti ad alta frequenza che possono essere causati dal PCB. L'interno della scheda HDI evita di influenzare il funzionamento di altre apparecchiature elettroniche esterne.

La scheda HDI è più leggera nel peso e più alta nella densità della linea e il tasso di utilizzo dello spazio nel telaio è relativamente superiore a quello del design del circuito non HDI. Il dispositivo operativo ad alta frequenza originale aumenterà la distanza di trasmissione della linea di segnale a causa dell'uso di HDI. abbreviato, naturalmente vantaggioso per la qualità di trasmissione del segnale dei nuovi SoC o dispositivi operativi ad alta frequenza. A causa delle migliori caratteristiche elettriche, l'efficienza di trasmissione è migliorata. Inoltre, se l'HDI utilizza più di 8 strati, si può fondamentalmente ottenere meglio dei circuiti stampati non HDI. Economico. Per la progettazione di prodotti terminali, le soluzioni di progettazione della scheda madre HDI possono anche essere utilizzate per migliorare le prestazioni del prodotto e le prestazioni dei dati delle specifiche, rendendo i prodotti più competitivi sul mercato.

La progettazione del circuito stampato HDI richiede una verifica più attenta del prodotto Anche perché il circuito stampato HDI ha notevolmente aumentato la complessità del circuito, il che porterà più carico di progettazione al lavoro di progettazione originale del layout PCB. Nel progetto di sviluppo attuale, anche se il software di sviluppo ausiliario può essere utilizzato per cablaggio rapido Distribuzione e posizionamento, ma in realtà, è ancora necessario abbinare l'esperienza di progettazione dello sviluppatore per ottimizzare la configurazione dei componenti e il layout del circuito. Con il software di sviluppo, corrisponderà automaticamente alla connessione tra i pin e il circuito e la posizione relativa cambierà automaticamente i pin del circuito. E altre soluzioni di progettazione automatizzate per semplificare ulteriormente il processo di progettazione del circuito stampato HDI e ridurre il lungo programma di sviluppo.

Inoltre, HDI è spesso utilizzato anche nella progettazione e nell'applicazione di componenti ad alta velocità, soprattutto ora che 3C o dispositivi mobili hanno un orologio operativo a livello GHz in ogni momento, la direzione del circuito della scheda madre influenzerà anche l'apparecchiatura in funzionamento ad alta frequenza. Impatto delle questioni EMI/EMC. In generale, è possibile prima utilizzare il software di sviluppo per impostare i parametri di progettazione delle regole di temporizzazione e della topologia di routing, fornire al software di sviluppo una gamma di vincoli di riferimento e quindi utilizzare la funzione di verifica software del software di sviluppo per eseguire la progettazione preliminare. La verifica della macchina, naturalmente, la verifica del circuito nativo del software di sviluppo non è un vero e proprio debug del circuito dopo tutto. Al massimo, può essere utilizzato solo come riferimento per lo sviluppo. Il piano di progettazione effettivo deve essere verificato più volte prima di effettuare un progetto di riferimento per la verifica delle funzioni della scheda HDI.

Ci sono molti vantaggi nell'utilizzo della verifica della simulazione software. Fondamentalmente, la verifica della simulazione software può essere utilizzata per scoprire rapidamente il circuito logico che può essere sbagliato, controllare punti e linee attraverso il software di progettazione e controllare i blocchi che possono avere progettazione sbagliata e la simulazione software La velocità è abbastanza veloce. Può essere utilizzato come base per la verifica prima della produzione di piccoli lotti di piastre. Dopo che la verifica del software e i test dell'ambiente di simulazione non hanno problemi, i prodotti di prova possono essere verificati fisicamente, il che può ridurre notevolmente i costi di sviluppo HDI.