PCB技術 - 高密度回路基板

HDI実装の障害

使用するいくつかの可能なジレンマがあります HDI技術, この技術の使用がリスクに直面するように. 典型的なジレンマは以下の通りです.

1予測可能性

顧客はHDIのスタッキング状態を知る必要がある, 穴の数と価格, プロジェクトとデザインの初めに知っていなければなりません. 製品の構造設計が完了した後、メーカーはしばしば引用をしなければならない. 前の仕事の間に言及する関連したデータがほとんどありません, お客様のデザインと使用は、盲目の男性のように感じます. 概念ならば HDIプレート 微細井戸は不明, 正しい設計はできない, 無駄に導く. これらの問題は徐々に改善しつつある, そして、十分な経験が蓄積されるとき, ある程度の推定ができる.

2デザインモデル

正確な巻線モデルがあれば、基本構成要素データ、幾何学的関係、回路基板サイズをインポートしてスタック構造と設計基準解析を生成し、製品性能の状態を大まかに理解することができる。現在、少数の比較的大規模なメーカーだけがこの種の最終製品をシミュレートする技術的能力を持っています。

以来 HDIボード より一般的になり、利用可能なコンピュータの援助が徐々に成熟している, あなたの特性についての詳細を学ぶことができる場合 HDIボード, あなたは良いデザインを作る機会があるでしょう. 新製品設計は規則的スタッキング構造を必要とする, ルーティングチャネル, と大面積配線ガイドライン. 小面積レイアウトは比較的単純である, しかし、複雑な製品の計画は単純なコンピュータ支援ツールでは理解できない.

3信号統合

HDI構造を使用するには、それがもたらすことができる電気的な改善効果を理解する必要があります。さもなければ、従来の回路基板に慣れているデザイナーは、まだスルーホール設計を使用するのを好むかもしれません。

4大量生産

HDIボードを大量生産する大部分のメーカーは、携帯電話と消費者製品により多くの注意を払います。しかし、より多くの新製品に関与するように、メーカーはまた、小さな需要にあるHDI製品に注意を払う必要があります。

5新しい材料

hdiは，樹脂被覆銅皮，誘電体層の真空積層などの一部のユーザが知らない新しい材料を多く紹介している。高耐熱性は鉛フリープロセスのための必要条件であり、新材料は比較的高い材料分解温度を必要とするが、これはASTM D 3850で規定された試験方法である熱重量分析計（TGA熱重量分析）によって測定することができる。実際には、材料が2〜3 %の重量損失しかない場合であっても、特に複数のサーマルサイクルに直面しても、信頼性が著しく低下することがある。

他の重要な基板特性としては、均一なガラス繊維強化がレーザ加工に有益であり、薄いガラス繊維が電気的特性に有益であり、薄い誘電率係数材料は、電力／接地面間のより多くの静電容量で構成することができ、追加の基板を加えることによって受動受動部品層を埋め込むことができる。

6アセンブリ問題

多くのアセンブラはパッド（VIP）構造上の穴に慣れていなくて、この構造がはんだ接合の量を共有すると思います、しかし、実は、薄板と小さな穴によって占有されるはんだペーストの量は1～3 %であるかもしれません。完全なフィルインを使用するために回路基板設計を強制することは時々必要ではありません。Dogbone（Dogbone）レイアウトがHDIボードで使われるならば、それは多くの地域を消費して、回路のインダクタンス（1インチあたり25 nh）を増やします。これらの構造の選択は、アセンブリおよび製品コストおよび性能の滑らかさに直接影響する。図9は、充填されて完全に満たされていない断面構造を示す。

パッドに穴を使う, 盲目の穴, そして 回路基板, 一般的なスルーホールテストポイントはありません, そして、高密度のテストポイントとして50 milテストパッドを収容する余地はほとんどない. The ability to reduce the size of test points and access (Access) is an important task of HDI. 理論上, 多くの高密度テストツールと方法があります, 練習中, 製品にマッチするのは難しいかもしれない. DFT-Design For Testing (DFT-Design For Testing) design allows testing engineers and 回路基板 一緒に計画するデザイナー. 彼らは可能な故障条件を予測できる, 計画テスト戦略, 失敗の範囲を理解する, 前にテスト近接の計画を量り 回路基板 レイアウト/巻線設計.

大量生産のためには非常に重要である。いくつかのソフトウェアは、各コンタクト、コンポーネント、ボード信号の故障タイプを予測することができ、最良のカバレッジを有するテストモードを計画することができる。リストは、最高のテストカバレッジとシーケンスを提供することができます必要なテストパッドを、デザイナーは効果的に限られたボードの表面近接に基づいてテストメソッドを決定することができます。

7設計とコスト推定能力はモデルを必要とする

HDI技術を用いて回路基板を効果的に設計するためには、多くの可能なスタック構造の変更、ホール構造および設計基準に注意を払わなければならない。現在，産業界は経験に基づいた評価方法を開発しており，設計作業は計画に従った最適な積み重ね方法や構造を選択できる。

設計に使用される最小開口、孔円、回路幅等は、歩留まり性能に大きな影響を与え、材料の厚さ、スタック構造、ラインホール数、ホール密度等は、コストに大きな影響を与える。などの他のコストファクタ：最終金属表面処理、ブランキング、許容公差などは、生産コストに影響します。

8設計ツールCAD

HDIボード設計のための電子設計自動化（EDA）ツールの開発は遅れているが、すでに成熟した製品が多く、その機能は需要によって改善されているが、小型の設計会社にとっては、より高価な価格である。従来の貫通穴自動設計ツールと比較して，重要な違いと機能を以下のように追加した。

1）千鳥形（隣接）構造，ブラインドマイクロビアスを有する積層（対向）及び埋め込み構造

2）完全積層層（層）及び対称層積層構造

3 )ブラインド/埋め込みホールギャップ問題

4）パッド（via via pad）構造に穴があり，部品を配置できる。

複数巻角

6 ) BGAファンアウトの構成自動化

7 )ダイナミックホール位置と部分線構成

8 )穴の押出と変位

9 )ブラインド/埋込み孔を扱うための自動巻取最適化機能

電気・熱・FPGAシミュレーションツールのリンク

11 ) HDI構造による設計基準検査システム

12 )コンポーネント配置領域にローカルエリア判定基準がある

HDIの典型的な設計、BGAストリングアウト（エスケープ）の複雑なレイアウトおよび後の配線チャネルに入る状態の改良は、この種の問題のより顕著な部分である。

9電気パフォーマンスと信号統合

信号に隣接する, 電力統合, レイアウトツール, それはさらにHDIのデザインをサポートすることができます, 出力構造が優れた電気特性を有するように. より速い立上り時間を必要とする先進のICに直面して, 過去に無視されたキャリアの寄生ノイズを考慮しなければならない. これらの寄生ノイズは/接地面容量, inductance, パッケージ容量, inductance, and 回路基板 効果. コネクタのキャパシタンス及びインダクタンス, バックプレーンまたはケーブルのキャパシタンスとインダクタンス, の間の接続のキャパシタンスとインダクタンス 回路基板s, そして、電力の静電容量およびインダクタンス/接地面も考慮すべきである.

高速ネットワークにおけるホールの電気的影響は無視できない。スルーホールは、比較的高い静電容量、インダクタンスおよび他の寄生ノイズを有する。そして、それはシグナル性能に対する明らかな干渉になることができる。ビアの周りに結ばれたほとんどすべての構造は、microviasからの寄生ノイズの10倍以上を有する。