Công nghệ PCB - Bố trí PCB HDI

Bố cục PCB HDI có thể khá hẹp, nhưng một bộ quy tắc thiết kế phù hợp sẽ giúp bạn thiết kế PCB thành công.

Các PCB tiên tiến hơn thường sử dụng IC/SoC tùy chỉnh, các lớp cao hơn và các dấu vết nhỏ hơn để đóng gói nhiều chức năng hơn trong một không gian nhỏ hơn. Để thiết lập bố cục của các thiết kế này một cách chính xác, cần có một bộ công cụ thiết kế mạnh mẽ có thể kiểm tra hệ thống dây điện và bố cục theo các quy tắc thiết kế khi tạo PCB. Nếu bạn đang sử dụng bố cục HDI đầu tiên, có thể khó thấy các quy tắc thiết kế nào bạn cần thiết lập khi bắt đầu bố cục PCB.

Thiết lập bố trí PCB HDI

Đối với PCB HDI, có rất ít thứ có thể phân biệt các sản phẩm này với PCB tiêu chuẩn ngoại trừ các thành phần và mật độ dây. Tôi đã thấy các nhà thiết kế chỉ ra rằng bảng HDI đề cập đến bất cứ thứ gì có 10 triệu lỗ hoặc nhỏ hơn, 6 triệu dấu vết hoặc nhỏ hơn, hoặc khoảng cách pin 0,5 mm hoặc nhỏ hơn. Nhà sản xuất của bạn nói với bạn rằng HDI PCB sử dụng khoảng 8 triệu lỗ mù hoặc ít hơn và các lỗ mù nhỏ hơn được khoan bằng laser.

Theo một số cách, tất cả đều đúng vì không có ngưỡng cụ thể nào cho thành phần của bố cục PCB HDI. Mọi người đều đồng ý rằng một khi thiết kế bao gồm micropores, đó là một tấm HDI. Khi nói đến thiết kế, bạn sẽ cần phải thiết lập các quy tắc thiết kế nhất định trước khi bạn có thể chạm vào bố cục. Khả năng của nhà sản xuất nên được thu thập trước khi thiết lập các quy tắc thiết kế. Sau khi hoàn thành, bạn cần thiết lập các quy tắc thiết kế và một số tính năng bố trí

Chiều rộng dấu vết và kích thước quá lỗ. Chiều rộng của dấu vết, cùng với trở kháng và chiều rộng của dấu vết, sẽ xác định khi bạn vào hệ thống HDI. Một khi chiều rộng của dấu vết trở nên đủ nhỏ, các lỗ cũng sẽ trở nên nhỏ đến mức chúng phải được sản xuất dưới dạng các lỗ siêu nhỏ.

Chuyển đổi lớp. Thông qua lỗ cần được thiết kế cẩn thận theo tỷ lệ khung hình, điều này cũng phụ thuộc vào độ dày lớp mong muốn. Việc chuyển đổi lớp nên được xác định sớm để nó có thể được đặt nhanh chóng trong quá trình định tuyến.

Khoảng trống Các dấu vết phải tách biệt với nhau và vẫn tách biệt với các đối tượng khác (pad, component, plane, v.v.) không thuộc mạng. Mục tiêu ở đây là đảm bảo tuân thủ các quy tắc HDI DFM và ngăn chặn nhiễu xuyên âm quá mức.

Các hạn chế dấu vết khác, chẳng hạn như điều chỉnh chiều dài dấu vết, chiều dài dấu vết tối đa và độ lệch trở kháng cho phép trong quá trình định tuyến cũng rất quan trọng, nhưng chúng sẽ hoạt động bên ngoài bảng mạch PCB HDI. Ở đây, hai điểm quan trọng nhất là kích thước vượt lỗ và chiều rộng dấu vết. Khoảng trống có thể được xác định bằng nhiều cách (ví dụ: mô phỏng) hoặc bằng cách tuân theo các quy tắc ngón tay cái tiêu chuẩn. Hãy cẩn thận với cái sau, vì điều này có thể dẫn đến nhiễu xuyên âm quá mức ở các lớp bên trong hoặc mật độ dây không đủ.

Laminate và qua lỗ

Các ngăn xếp HDI có thể dao động từ vài đến vài chục lớp để phù hợp với mật độ định tuyến mong muốn. Các bảng mạch có số pin cao và khoảng cách tốt BGA có thể có hàng trăm kết nối trên mỗi góc phần tư, vì vậy cần phải đặt overhole khi tạo ngăn xếp lớp cho bố cục PCB HDI.

Nếu bạn nhìn vào Trình quản lý ngăn xếp lớp trong phần mềm thiết kế PCB, bạn có thể không xác định rõ ràng chuyển đổi lớp cụ thể là micropores. Không sao đâu. Bạn vẫn có thể thiết lập quá trình chuyển đổi lớp và sau đó đặt giới hạn kích thước lỗ thông qua các quy tắc thiết kế.

Một khi các quy tắc thiết lập đã được thiết lập và các mẫu được tạo ra, tính năng này được gọi là microchannels là rất hữu ích. Để thiết lập các quy tắc thiết kế cho hệ thống dây điện qua lỗ, bạn có thể định nghĩa các quy tắc thiết kế chỉ áp dụng cho các lỗ nhỏ. Điều này cho phép bạn đặt giới hạn cụ thể cho khoảng cách thông qua kích thước và khẩu độ của đĩa hàn.

Các nhà sản xuất nên tham khảo ý kiến về chức năng của chúng trước khi bắt đầu xây dựng các quy tắc thiết kế. Sau đó, bạn cần đặt chiều rộng dấu vết trong các quy tắc thiết kế của mình để đảm bảo trở kháng dấu vết được kiểm soát ở giá trị mong muốn. Trong các trường hợp khác, không cần kiểm soát trở kháng và bạn vẫn có thể muốn hạn chế chiều rộng dấu vết trên bảng HDI để duy trì mật độ dây cao hơn.

Chiều rộng dấu vết

Chiều rộng dấu vết mong muốn có thể được xác định theo nhiều cách. Đầu tiên, đối với hệ thống cáp điều khiển trở kháng, bạn sẽ cần một trong các công cụ sau:

Tính toán kích thước theo dõi cần thiết bằng bút và giấy (phương pháp khó)

Máy tính trực tuyến (phương pháp nhanh)

Field Solver được tích hợp vào các công cụ thiết kế và bố trí của bạn (phương pháp chính xác nhất)

Nhược điểm của máy tính dấu vết được sử dụng cho tính toán trở kháng dấu vết và cùng một điểm áp dụng khi điều chỉnh kích thước dấu vết của bố cục PCB HDI.

Để thiết lập chiều rộng của một track, bạn có thể xác định nó như là một ràng buộc trong Design Rule Editor, giống như bạn đã sử dụng kích thước lỗ. Nếu bạn không lo lắng về việc kiểm soát trở kháng, bạn có thể thiết lập bất kỳ chiều rộng nào. Nếu không, bạn sẽ cần phải xác định đường cong trở kháng của ngăn xếp PCB và nhập chiều rộng cụ thể này làm quy tắc thiết kế.

Vì chiều rộng dấu vết không thể quá lớn đối với kích thước của miếng đệm quá lỗ, cần phải thực hiện các thao tác cân bằng cẩn thận. Nếu chiều rộng dấu vết được sử dụng để kiểm soát trở kháng là quá lớn, bạn nên giảm độ dày của laminate vì điều này sẽ buộc chiều rộng dấu vết giảm hoặc bạn có thể tăng kích thước của miếng đệm. Miễn là kích thước của nền tảng vượt quá các giá trị được liệt kê trong tiêu chuẩn IPC, nó là OK từ quan điểm độ tin cậy.

Khoảng trống

Bố trí PCB HDI Sau khi hoàn thành hai nhiệm vụ chính được hiển thị ở trên, bạn cần xác định khoảng cách dấu vết thích hợp. Thật không may, khoảng cách giữa các dấu vết không nên mặc định là các quy tắc thực nghiệm 3W hoặc 3H, vì chúng không được áp dụng đúng cho các bảng nâng cao với tín hiệu tốc độ cao. Thay vào đó, tốt nhất là thực hiện mô phỏng xuyên âm về chiều rộng dấu vết được đề xuất và kiểm tra xem có thể xảy ra nhiễu xuyên âm quá mức hay không.