PCBニュース - 挑戦的な高速HDI回路基板の設計方法

挑戦的な高速HDI回路基板の設計方法

電子製品の体積要求が高まるにつれて、特にモバイル機器製品の体積は縮小しつつある方向に発展している。例えば、現在流行しているUltra Book製品や、新型のウェアラブルスマートデバイスでも、HDI基板の高さを使用しなければならない。密度相互接続技術によって製造された支持板は、端末設計のサイズをさらに小さくした。

HDI基板は高密度相互接続技術であり、プリント基板に使用される技術の1つである。HDIは主に微小盲孔と埋め込み型ビア技術を採用している。プリント基板中の電子回路分布をより高くするのが特徴です。しかし、回路密度の大幅な増加により、HDI製のプリント基板は一般的なドリルには使用できない。穴あけ、HDIは非機械的穴あけ技術を使用しなければならない。非機械的なドリル方法がたくさんあります。ここで、「レーザー穴形成」はHDI高密度相互接続技術の主要な穴形成ソリューションである。

HDIプリント配線基板は広く応用されている。例えば、携帯電話、薄型ノートパソコン、タブレット、デジタルカメラ、カーエレクトロニクス、デジタルカメラ。。およびその他の電子製品は、マザーボードの設計を減らし、収益を減らすためにHDI技術を使用しています。かなり大きな点は、端末製品の設計が組織の中で電池や追加の機能部品のためにより多くの空間を残すことができるだけでなく、HDIの導入により製品のコストを相対的に下げることができることである。

HDIは初期にはハイエンド携帯電話に使用されていたが、現在ではほとんどのモバイル機器に共通している。初期にHDI技術を最も利用した製品は主に機能携帯電話とスマートフォンだった。このような製品はHDI高密度回路基板の消費量の半分以上を占めているが、任意の層のHDI（任意の層の高密度配線基板）が最も高い。高レベルHDI製造プロセスと通常のHDI回路基板との最大の違いは、HDIの多くがドリル加工によるPCB透過加工であることである。層間のプレートでは、どの層のHDIでも「レーザー」ドリルを使用します。各レイヤーの相互接続設計を開きます。

例えば、任意の層のHDI製造方法は、通常、PCB体積の約40%を節約することができる。現在、どの層のHDIもアップルのiPhone 4や更新されたスマートフォンに使用されており、より高密度な統合マザーボードを備えています。製品設計の厚さを減らし、製品設計をより薄く、より軽い設計で市場に押し出す。しかし、どの層のHDIもレーザーブラインドを用いて製造されており、レーザーブラインドは比較的製造が難しく、通常の回路基板よりもコストが高い。現在、高単価のモバイル機器だけが多く使用されている。

HDIプリント基板はスタック法（build−up）を用いて製造された。人類発展イニシアティブの技術格差は確立された数にある。回路層が多ければ多いほど、技術的な難易度が高くなります！汎用HDIボードでは、基本的に使い捨てで組み立てることができます。ハイエンドHDIボードについては、機械的穿孔による高密度HDIボードの発生を回避するために、2種類以上の堆積技術を用いて製造されています。ドリル穴が適切ではないため配線が損傷し、穴の形成過程はレーザー穿孔、めっき穴充填、スタック穴などの先進的なプリント配線板製造技術を同時に使用することができる。

ピン数の高いキー部品はHDIを用いて製品設計を行う必要があり、特にピン数の多いFPGA部品はPCB配線の大きなトラブルである。別の例は、現在最も一般的なGPUコンポーネントである。ピンの数も増えてきています。これらのほとんどはHDIプリント基板に変更されています。製品設計では、HDIボードは高度に複雑な接続を必要とする設計に特に適しています。

特に、次世代のSoCまたは集積チップでは、高度に集積された機能がますます多くのICピンをもたらし、これによりPCBが接続線を設計する難しさが大幅に増加し、HDI高密度回路基板設計ソリューションは基板内で多層を使用することができる。相互接続統合の利点は、複雑なチップピンの接続を次々と完了することであり、レーザーブラインド生産は、プレートに微小ブラインドを形成することができ、穿孔、インターリーブ、スタック、または任意の層にすることができる。相互接続の場合、回路のレイアウトの柔軟性は従来のPCBよりも相対的に高く、ピン数の高い集積チップ応用ソリューションにも容易なボード設計ソリューションを提供しています。

HDI基板の設計も従来のPCB基板より複雑になっている。回路がより緊密になるだけでなく、異なる層の回路相互接続を使用する設計の複雑性も大幅に向上し、回路がますます薄くなり、ますますきつくなり、しかもこれは回路の導体断面積が小さくなることを意味し、これは伝送信号の完全性がより際立って、PCB設計エンジニアは、回路基板機能の検証と排除により多くの時間を費やす必要がある。

特に、開発中にボードの電子回路が設計変更される可能性が高いなど、高度に複雑な設計例に直面しており、マザーボードのコア部品がFPGAやその他のピンが大量にある部品であれば、わずかな設計変更が必要です。これにより、設計改善スケジュールの遅延が発生します。頻繁な設計変更の過程で回路配置ミスを最大限に減らすには、HDIの高複雑度回路設計をサポートできる設計支援ツール、特にFPGAロジックを搭載する必要があります。設計、ハードウェア設計、PCBロジックと関連設計データが相互に操作可能な設計フレームワークの下で、どのプロジェクト設計仕様の変化も開発システムにリアルタイムに反映され、設計ボードとターゲットチップが一致しない設計上の問題を回避できます。

HDIは高密度の線路を必要とし、穴を製造するためにレーザを必要とする。実際、HDI高密度製造方法は明確に定義されていないが、総じてHDIと非HDIの間の違いはかなり大きい。まず、HDIからなる回路支持体の開口は6 mil（1／1000インチ）以下でなければならない。開口リングのリング直径は10 mm、ワイヤコンタクトのレイアウト密度は平方インチ当たり130点以上、信号線のワイヤピッチは3 mm以下である必要があります。

HDIプリント基板には多くの利点がある。HDIは高い回路集積度を持っているので、板の面積を大幅に減らすことができ、層数が高いほど収縮可能板の表面もそれに応じて増加することができる。基板のサイズが小さいため、HDI応用回路基板の表面積は非HDI回路基板設計の表面積より2〜3倍小さくすることができるが、同じ複雑な回路を維持することができ、これにより自然板の材料重量を減らすことができる。無線周波数や高周波などの特定ブロックの回路設計には、多層構造を好適に利用することができる。主回路の上下回路には、PCBによる高周波回路のEMI問題を制限するために、大面積の金属接地層が設けられている。HDIボードの内部は、他の外部電子機器の動作に影響を与えることを回避している。

HDI基板の重量はより軽く、回線密度はより高く、シャーシ内の空間利用率は非HDI基板の設計より相対的に高い。HDIの使用により、従来の高周波操作装置は信号線の伝送距離を増加させる。短縮することは、当然、新しいSoCまたは高周波操作装置の信号伝送品質に有利である。より良い電気特性を有するため、伝送効率が向上する。また、HDIを8層以上使用すれば、非HDI回路基板よりも基本的に優れていてもよい。せいかひの高い端末製品設計については、HDIマザーボード設計ソリューションを使用して、製品の性能と仕様データの性能を向上させ、製品を市場でより競争力を持たせることもできます。

HDI基板の設計には、より詳細な製品検証が必要です。これは、HDIプリント基板が回路の複雑さを大幅に増加させているためであり、元のPCBレイアウト設計作業により多くの設計負荷をもたらすことになるからです。実際の開発プロジェクトでは、補助開発ソフトウェアを迅速な配線配置と位置決めに使用することができますが、実際には、コンポーネント構成と回路レイアウトを最適化するために開発者の設計経験に合わせる必要があります。開発ソフトウェアを使用すると、ピンと回路との接続が自動的に対応し、相対位置が回路ピンを自動的に変更します。およびその他の自動設計ソリューションにより、HDIプリント配線基板の設計プロセスをさらに簡略化し、冗長な開発進捗を削減する。

また、HDIは高速コンポーネントの設計や応用にもよく使われており、特に現在3 Cやモバイルデバイスは常にGHzレベルの動作クロックを持っており、マザーボード回路の方向も高周波動作下でのデバイスの動作に影響を与えることがあります。EMI/EMC問題の影響。一般的には、開発ソフトウェアを使用してタイミング・ルールとルーティング・トポロジの設計パラメータを設定し、開発ソフトウェアに制約された参照範囲を提供してから、開発ソフトウェアのソフトウェア検証機能を使用して初期設計を行うことができます。機械検証、もちろん、開発ソフトウェアの原生回路検証は結局本当の回路調整ではない。せいぜい開発の参考にするしかない。HDIボードの機能検証のための参考設計を行う前に、実際の設計案を複数回検証しなければならない。

ソフトウェアシミュレーション検証を使用することには多くのメリットがあります。基本的には、ソフトウェアシミュレーション検証は、ソフトウェアのチェックポイントと線を設計し、誤った設計がある可能性のあるブロックを検査することによって、エラーの可能性のある論理回路を迅速に見つけることができ、ソフトウェアシミュレーションの速度はかなり速い。板材の小ロット生産前の検証根拠とすることができる。ソフトウェア検証とシミュレーション環境テストに問題がなければ、試用製品を物理的に検証することができ、HDIの開発コストを大幅に削減することができます。