设计成功的HDI PCB的3个关键

环测威官网：/ HDI是高密度互连的缩写，是一种在20世纪末开始发展的印刷电路板技术。

对于传统的PCB 板，使用机械钻孔，其中一些缺点包括孔径为0.15mm的高成本以及由于钻孔工具的影响而难以改进。

然而，对于HDI PCB，激光钻孔被利用，并且一旦它被引入，它就受到了广泛的欢迎。

HDI板也称为激光板，其孔径通常在3.0-6.0mil（0.076-0.152mm）和线宽3.0-4.0mil
（0.076-0.10mm）的范围内，这导致垫尺寸可以是大幅减少，以便在每个单位区域内安排更多布局。

HDI技术现在适应并推动了PCB产业的发展HDI电路板已广泛应用于各种设备中。

在电路板设计方面，与普通PCB相比，本质区别在于HDI PCB通过盲孔和埋孔而不是通孔获得互连。

此外，在HDI PCB设计中使用更细的线宽和更小的间距，从而可以充分利用布局和轨道的空间。

因此，HDI设计新手必须知道如何安排元件空间，如何切换盲孔，埋孔和通孔的应用，以及如何为信号线分配空间。

然而，第一个也是最重要的工作是了解HDI PCB制造过程中的相应工艺参数。

制造过程
•光圈
在通孔和盲孔/埋孔设计中必须考虑孔径比。

对于普通PCB使用的传统机械钻孔，通孔孔径应大于0.15mm，板厚与孔径比大于8：1（在某些特殊情况下，此参数可为12：1或更大）。

然而，对于激光钻孔，激光孔的孔径应在3至6mil的范围内，其中建议4mil，并且镀层填充孔的深度与孔径比最多应为1：1。

电路板越厚，光圈越小。

在电镀过程中，化学溶液难以进入钻孔深度。

虽然电路电镀装置通过振荡或压制将溶液压到钻孔中心，但是浓度梯度使得中心电镀相对较薄，这导致钻孔层上的微小电路开口。

更糟糕的是，当电压升高或电路板在恶劣环境中受到影响时，缺陷会变得更加明显，最终会导致电路断路和电路板故障。

因此，PCB设计人员必须事先充分了解PCB制造商的技术能力，否则将增加PCB制造难度，提高废品率，甚至制造失败。

•堆叠
环测威官网：/ HDI PCB层叠可以根据具有盲孔的层的顺序进行分类。

这是一些典型的类别：
一个。

1-HDI（带埋孔）。

下图显示了带有埋孔的1-HDI的结构：1-2个盲孔，6-5个盲孔，2-5个埋孔，1-6个通孔。

湾非堆叠2-HDI（带埋孔）。

下图显示了带有埋孔的非堆叠2-HDI的结构：1-2个盲孔（非堆叠），2-3个盲孔（非堆叠），8-7个盲孔（非堆叠），7-6盲孔（非堆叠），3-6埋孔，1-8通孔。

C。

堆积但非树脂填充的2-HDI。

图3显示了堆叠但非树脂填充的2-HDI的结构：1-2盲孔（堆叠），2-3盲孔（堆叠），8-7盲孔（堆叠），7-6盲孔（堆叠），3-6埋孔，1-8通孔。

环测威官网：/ d。

堆叠和树脂填充2-HDI。

图4显示了堆叠和树脂填充2-HDI的结构：1-2盲孔（堆叠），2-3盲孔（堆叠和树脂填充），8-7盲孔（堆叠），7-6盲孔（堆叠和树脂填充），3-6埋孔，1-8通孔。

在堆叠过程中，板通常受到压力和温度的影响，之后板中仍然存在应力。

如果堆叠板是不对称的，即板两侧的应力分布不均匀，则会形成单侧翘曲，大大降低了板的产量。

因此，设计人员必须采用不对称堆栈设计，必须考虑盲/埋孔的分布。

•流程
将讨论工艺流程，其中4层HDI具有1个堆叠和6层HDI，其中2个堆叠作为示例。

一个。

4层HDI，1层堆叠。

下图显示了具有1个堆叠的4层HDI的工艺流程。

除了钻孔顺序之外，4层HDI的工艺流程与普通PCB非常相似。

首先是2-3层的机械钻孔，然后是1-4层的机械通孔，然后是1-2个盲孔和4-3个盲孔。

环测威官网：/如果设计人员根据设计要求或性能直接钻1-3洞或4-2孔而不进行2-3次转换，这种设计将给制造带来极大困难，导致生产成本和废品率的增加。

因此，在拾取通孔方法时，必须考虑现有技术和制造要求。

湾6层HDI，2层堆叠。

图6显示了具有2个堆叠的6层HDI的工艺流程。

除了钻孔顺序之外，具有2个堆叠的6层HDI的工艺流程与普通PCB的工艺流程类似。

首先是3-4层机械钻孔埋孔，然后在2-5层上钻孔，然后在2-3层和5-4层上钻孔，然后在1-6上钻孔，最后钻孔1-2个盲孔和6-5个盲孔。

激光钻孔用于HDI板上的盲孔，激光钻孔过程中的高温烧灼孔壁，产生吸附在孔壁上的焦炭按钮。

同时，高温烧灼会使第二层上的铜氧化。

因此，激光钻孔后，应在电镀前进行预操作。

由于盲孔的孔径相对较小，因此很难消除焦炭按钮。

对于2-HDI，必须要求专业的盲孔电镀和填充，这大大增加了成本。

更糟糕的是，具有2个堆叠的6层HDI的处理流程需要一些对应点，以便累积的对位误差将增加，并且产品废品率将上升。

因此，除了极为先进的产品外，不建议使用2-HDI。

布局
HDI板上的组件布局通常具有如此高的密度，因此必须确保以后的可安装性，可焊性和可维护性。

可以基于下表确定组件之间的间距。

环测威官网：/
表1中列出的参数是符合普通焊接要求的有限值。

在实际生产中，考虑到可安装性和可维护性，应在空间内尽可能大地扩大间距，以便于组装，返工和焊接。

在布局方面还需要考虑其他方面：
•RF /模拟/模拟- 数字转换/数字部分必须严格划分空间。

无论它们位于同一侧还是不同侧，它们之间的间距应该扩大。

•同一模块的布局应布置在同一侧，以减少钻孔或更换层的面积。

因此，在布局过程中，必须确定关键电路，并根据信号的显着性水平，将它们安排在关键部件周围。

•高功率信号应远离其他信号排列。

跟踪
在跟踪过程中必须考虑一些因素，包括最小线宽，安全间距的控制和轨道的均匀性。

如果间距太短，则可能在内部干膜过程中产生剪切膜。

薄膜残留会导致短路。

如果线宽太小，则膜的吸收很弱，会引起开路。

电路的不均匀性会导致铜厚度分布的不均匀性和树脂在不同点的流动速度。

因此，在设计过程中必须注意轨道和铜的不均匀性。

在轨道方面还需要考虑其他方面：
•顶层和底层的元件具有相对良好的隔离效果，因此应降低内层信号之间的相互串扰。

•对于RF和模拟区域中的重要信号，应确保每个信号周围的短接地回流路径。

•不得在重要信号的轨道区域添加无物理连接干扰的盲孔，以避免相互干扰，但属于地网的盲孔可以。

•由于跟踪空间有限，首先是重要信号和具有阻抗要求的信号的跟踪空间。

•在能量满足电流的前提下，应避免单块路面，以减少对其他信号的干扰。

•如果信号质量先到，可以直接在垫上钻孔。

对于BGA区域，盲孔和焊盘可以保持切线，以避免对BGA焊接的影响。

•在连续性方面，盲孔/埋孔比通孔更差。

因此，对于具有阻抗要求的信号，应缩短焊盘和盲孔之间的引线长度，盲孔和埋孔，并应完成信号的上下表面。

环测威官网：/总之，在HDI板设计过程中，必须事先充分考虑复杂的可制造性。

大多数设计人员都熟悉常规PCB的工艺参数，而HDI设计新手应该了解定制电路板制造商的HDI PCB规格，以确保他们的项目。