PCB科技 - 高密度電路板HDI

人類發展倡議實施的障礙

有幾種可能的困境可供使用 HDI科技, 囙此，該科技的使用面臨風險. 典型的困境如下.

1可預測性

客戶需要瞭解HDI堆疊狀態, 洞的數量和價格, 在項目和設計開始時必須知道. 製造商通常必須在產品結構設計完成後進行報價. 在之前的工作中，幾乎沒有可參攷的相關資料, 這讓客戶的設計和使用感覺像個盲人. 如果概念 HDI板 微孔尚不清楚, 可能無法進行正確的設計, 導致浪費. 這些問題正在逐步改善, 當積累了足够的經驗, 可以做出一定程度的估計.

2設計模型

如果有準確的繞組模型，可以導入基本元件數據、幾何關係和電路板尺寸，生成堆棧結構和設計準則分析，然後大致瞭解產品效能狀態。 現時，只有少數相對大型的製造商具有類比此類最終產品的科技能力。

自從 HDI板 越來越普遍，可用的電腦輔助工具也逐漸成熟, 如果您可以瞭解更多有關 HDI板, 你將有機會做出好的設計. 新產品設計需要規則的堆疊結構, 路由通道, 和大面積佈線指南. 小面積佈局可能相對簡單, 但是，用簡單的電腦輔助工具無法解决複雜產品的規劃問題.

3訊號集成

要使用HDI結構，必須瞭解它能帶來的電力改善效果。 否則，習慣於傳統電路板的設計師可能仍然傾向於使用通孔設計。

4批量生產

大多數大規模生產HDI板的製造商將更加關注手機和消費品。 然而，為了更廣泛地參與新產品，製造商還應該關注需求量較小的HDI產品。

5新材料

HDI引入了許多一些用戶不熟悉的新材料，如：樹脂塗層銅皮、介質層真空層壓等。基板的特性對電路板的效能越來越重要，而低損耗基板和低介電常數都是關鍵。 高耐熱性也是無鉛工藝的必要條件，新材料需要相對較高的資料分解溫度，可使用熱重分析儀（TGA Thermal Weightraphic Analysis）進行量測，熱重分析儀是ASTM D 3850規定的試驗方法。 事實上，即使資料的重量損失僅為2-3%，尤其是在多次熱迴圈的情况下，可靠性仍可能嚴重下降。

其他重要的基板特性包括：均勻的玻璃纖維增强有利於鐳射加工，薄的玻璃纖維有利於電特性，薄且高介電係數的資料可以在電源/接地層之間配寘更多電容，添加額外的基板可以產生嵌入的無源元件層等。

6組裝問題

許多裝配工不習慣焊盤上的孔（VIP）結構，認為這種結構將共亯焊點的數量，但事實上，薄板和小孔所占的焊膏數量可能只有1%到3%。 強制電路板設計使用完全填充有時是不必要的，這可能會使電路板的生產成本新增10%以上。 如果在HDI板上使用dogbone（dogbone）佈局，則會消耗大量面積並新增電路的電感（每英寸約25nH）。 這些結構的選擇將直接影響裝配的平穩性以及產品的成本和效能。 圖9顯示了未填充和完全填充的橫截面結構。

使用襯墊上的孔, 盲孔，盲孔, 以及 電路板, 沒有通用通孔測試點可用, 幾乎沒有空間容納50mil測試墊作為高密度測試點. The ability to reduce the size of test points 和 access (Access) is an important task of HDI. 理論上, 有許多高密度測試工具和方法可用, 但實際上, 可能很難匹配產品. DFT-Design For Testing (DFT-Design For Testing) design allows testing engineers and 電路板 設計師共同規劃. 它們可以預測可能的失效條件, 計畫測試策略, 瞭解故障範圍, 並在之前權衡測試接近度的規劃 電路板 佈局/繞組設計.

這方面對於大規模生產非常重要，因為它涉及到比較產品測試成本。 一些軟件可以預測每個觸點、組件和電路板訊號的可能故障類型，以便規劃具有最佳覆蓋率的測試模式。 列出能够提供最佳測試覆蓋率和順序的必要測試墊，設計師可以根據有限的板面接近度有效確定測試方法。

7設計和成本估算能力需要模型

為了有效地利用HDI科技設計電路板，我們必須注意許多可能的堆棧結構變化、孔結構和設計準則。 現時，該行業根據其經驗開發了一些估算方法，以便設計工作能够根據計畫選擇最佳的堆放方法和結構。

設計中使用的最小孔徑、孔圓、電路寬度等對屈服效能有顯著影響，而資料厚度、堆棧結構、線孔數、孔密度等也對成本有顯著影響。 其他成本因素，如：最終金屬表面處理、下料、允許公差等，也會影響生產成本。

8設計工具CAD

雖然用於HDI板設計的電子設計自動化（EDA）工具的發展緩慢，但已經有許多成熟的產品，其功能也隨著需求而不斷改進，但高昂的價格對於小型設計公司來說更為麻煩。 與傳統的通孔自動化設計工具相比，新增了以下重要區別和功能：

1）交錯（相鄰）結構、堆疊（相對）和嵌入結構，帶盲孔

2）全疊層（任意階）和對稱層疊層結構

3）盲孔/埋孔間隙問題

4）焊盤（焊盤中的通孔）結構中有孔，零件可以佈置在其上

5）多繞組角度

6）BGA扇出的配寘自動化

7）動態孔位置和零件線配寘

8）孔的推進和位移

9）需要自動繞組優化功能來處理盲孔/埋孔

10）與電力、熱力和FPGA模擬工具連結

11）具有HDI結構的設計準則檢查系統

12）零部件放置區域中有一個局部區域標準

HDI的典型設計、BGA串出（Escape）的複雜佈局以及後期進入佈線通道狀態的改善是此類問題中更值得注意的部分。

9電力效能和訊號集成

與訊號相鄰, 電源集成, HDI佈局工具, 它可以支持進一步的HDI設計, 使輸出結構具有優异的電效能. 面對需要更快上升時間的先進IC, 必須考慮過去被忽略的載波寄生雜訊. 這些寄生雜訊包括：電源/接地板電容, 電感, 封裝電容, 電感, and 電路板 影響. 連接器的電容和電感, 背板或電纜的電容和電感, 之間連接的電容和電感 電路板s, 功率的電容和電感/還應考慮地平面.

高速網絡中孔洞的電力影響不容忽視。 通孔具有較高的電容、電感等寄生雜訊，可能會對訊號效能產生明顯的干擾。 幾乎所有連接在通孔周圍的結構的寄生雜訊量都是微孔的十倍以上。