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HDI电路板设计标准规范

发表时间:2019-06-21     责任编辑:恒天伟业科技

  在做HDI电路板设计时,首先要遵循IPC指南和标准。四个专门适用于HDI电路板设计,如图1所示。

    

IPC / JPCA-2315:这是HDI的概述,并提供估算设计密度的模型。

  IPC-2226:该规范教育用户微孔形成,布线密度选择,设计规则选择,互连结构和材料表征。旨在提供用于利用微孔技术设计印刷电路板的标准。

  IPC-4104:该标准确定了用于高密度互连结构的材料。IPC-4104 HDI材料规格包含斜杠,它定义了许多用于HDI的薄材料。斜线板材料特性分为三种主要材料类型:介电绝缘体(IN); 导体(CD)和导体和绝缘体(CI)。

  IPC6016:该文件涵盖了高密度结构的性能和认证。


  盲孔可以在XY或θ()角度中“移位或摆动”以产生更多的布线空间

  盲孔可以放置在内层(3D)上以进一步创建更多的突破空间

  可以在内层上改变中心距,以为迹线提供额外的空间。

  如果所有这些都发生在初级侧或其附近,那么在次级侧的BGA下将产生用于迹线的空间,或者对于诸如去耦电容器的分立器件将更加重要。

  图6。使用盲孔布线的优势示意图


  如果你研究第一个原理并问自己,“我的过孔做了什么工作?”。答案是PWB上最常见的通孔是GND的过孔。“第二个最常见的通道?”,答案很明显,它是PWR的通道。因此,将通常为第2层的GND平面移动到表面提供了消除所有这些过孔到GND的机会。同样,将最常用的PWR平面移动到第2层将用盲孔替换那些TH。与传统的“微带”叠层相比,它们提供了四(4)个优势,如图7所示:

  在表面上没有用于镀覆或蚀刻的细线。

  表面可以是不间断的GND浇注,以减少EMI和RFI(法拉第笼)

  更接近的第2层(PWR)到第1层(GND),可用的平面电容越多,PDN平面电感越低。

  存储在平面电容中的能量可以输送到具有最低串联电感的元件,从而消除了大部分去耦电容。

秒速快3  图7.显示了一些最常见的HDI叠层,以减少TH过孔的数量。三种常见的HDI叠层显示为IPC-Type结构(I,II和III)。

  在第1层和第2层之间可用的可能的电介质可以是常规预浸料,可激光钻孔的预浸料,RCC,增强的RCC或BC芯。这些材料在第2章-HDI材料中描述。如果电介质很薄,那么也可以使用从第1层到第3层的“跳过”,从而节省不必使用IPC-Type III结构的成本。即使不采用薄电介质,任何小于0。005英寸(<0。125mm)的电介质厚度都会将GND耦合到PWR并提供较低的电源(PS)阻抗,以及降低PS谐振和噪声。

  

  放置盲孔以打开更大的林荫大道

  一种有用的HDI设计技术是使用盲孔在内层上开辟更多的路由空间。通过在通孔之间使用盲孔,路由空间有效地在内层加倍,

  允许更多的迹线连接BGA内部行上的引脚。如图6所示,对于这个1.0 mm BGA,只有两条迹线可以在表面上的通孔之间逸出。但是在盲孔下方,现在有六条迹线可以逃脱,路由增加了30%。利用这种技术,连接复杂的高I / O BGA需要四分之一的信号层。盲孔布置成形成横跨,L形或对角线形成的林荫大道。使用哪种构造由电源和接地引脚分配驱动。这就是为什么对于FPGA来说,重新编程电源和接地引脚的位置可以非常高效。

  

  盲孔可用于在内层形成林荫大道,允许30%的路径从BGA中流出

  用于BGA扇出的微孔如图9所示。微孔可放置在BGA焊盘外(插图),部分放入/放出焊盘(部分vip)或完全放入'焊盘'(vip) - 见图10 。。如果放置焊盘中的通孔,则通孔应始终为“偏心”,而不是放置在焊盘的直接中心。这是为了最大限度地减少焊接过程中任何被困空气的“空洞”。如果将通孔放置在BGA焊盘的中心,并且没有填充,则当焊膏施加在焊盘上,并且BGA放置在焊盘上时,在回流期间,当焊料熔化时,BGA球落下并捕获可能存在的任何空气,就像“瓶中的软木塞”。通过将通孔“偏离中心”,当焊料熔化并流入微孔时,空气有机会逸出。

  

图9盲通替代方案

  

图10连接到埋孔和通孔的“摆动通孔”的精美3D视图

HDI电路板为高精密电路板,通常使用在较高精密度的仪器设备上,如手机、航天科技等。