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      HDI電路板設計標準規范

      發表時間:2019-06-21     責任編輯:恒天偉業科技

        在做HDI電路板設計時,首先要遵循IPC指南和標準。四個專門適用于HDI電路板設計,如圖1所示。

          

      IPC / JPCA-2315:這是HDI的概述,并提供估算設計密度的模型。

        IPC-2226:該規范教育用戶微孔形成,布線密度選擇,設計規則選擇,互連結構和材料表征。旨在提供用于利用微孔技術設計印刷電路板的標準。

        IPC-4104:該標準確定了用于高密度互連結構的材料。IPC-4104 HDI材料規格包含斜杠,它定義了許多用于HDI的薄材料。斜線板材料特性分為三種主要材料類型:介電絕緣體(IN); 導體(CD)和導體和絕緣體(CI)。

        IPC6016:該文件涵蓋了高密度結構的性能和認證。


        盲孔可以在XY或θ()角度中“移位或擺動”以產生更多的布線空間

        盲孔可以放置在內層(3D)上以進一步創建更多的突破空間

        可以在內層上改變中心距,以為跡線提供額外的空間。

        如果所有這些都發生在初級側或其附近,那么在次級側的BGA下將產生用于跡線的空間,或者對于諸如去耦電容器的分立器件將更加重要。

        圖6.使用盲孔布線的優勢示意圖


        如果你研究第一個原理并問自己,“我的過孔做了什么工作?”。答案是PWB上最常見的通孔是GND的過孔?!暗诙€最常見的通道?”,答案很明顯,它是PWR的通道。因此,將通常為第2層的GND平面移動到表面提供了消除所有這些過孔到GND的機會。同樣,將最常用的PWR平面移動到第2層將用盲孔替換那些TH。與傳統的“微帶”疊層相比,它們提供了四(4)個優勢,如圖7所示:

        在表面上沒有用于鍍覆或蝕刻的細線。

        表面可以是不間斷的GND澆注,以減少EMI和RFI(法拉第籠)

        更接近的第2層(PWR)到第1層(GND),可用的平面電容越多,PDN平面電感越低。

        存儲在平面電容中的能量可以輸送到具有最低串聯電感的元件,從而消除了大部分去耦電容。

        圖7.顯示了一些最常見的HDI疊層,以減少TH過孔的數量。三種常見的HDI疊層顯示為IPC-Type結構(I,II和III)。

        在第1層和第2層之間可用的可能的電介質可以是常規預浸料,可激光鉆孔的預浸料,RCC,增強的RCC或BC芯。這些材料在第2章-HDI材料中描述。如果電介質很薄,那么也可以使用從第1層到第3層的“跳過”,從而節省不必使用IPC-Type III結構的成本。即使不采用薄電介質,任何小于0.005英寸(<0.125mm)的電介質厚度都會將GND耦合到PWR并提供較低的電源(PS)阻抗,以及降低PS諧振和噪聲。

        

        放置盲孔以打開更大的林蔭大道

        一種有用的HDI設計技術是使用盲孔在內層上開辟更多的路由空間。通過在通孔之間使用盲孔,路由空間有效地在內層加倍,

        允許更多的跡線連接BGA內部行上的引腳。如圖6所示,對于這個1.0 mm BGA,只有兩條跡線可以在表面上的通孔之間逸出。但是在盲孔下方,現在有六條跡線可以逃脫,路由增加了30%。利用這種技術,連接復雜的高I / O BGA需要四分之一的信號層。盲孔布置成形成橫跨,L形或對角線形成的林蔭大道。使用哪種構造由電源和接地引腳分配驅動。這就是為什么對于FPGA來說,重新編程電源和接地引腳的位置可以非常高效。

        

        盲孔可用于在內層形成林蔭大道,允許30%的路徑從BGA中流出

        用于BGA扇出的微孔如圖9所示。微孔可放置在BGA焊盤外(插圖),部分放入/放出焊盤(部分vip)或完全放入'焊盤'(vip) - 見圖10 ..如果放置焊盤中的通孔,則通孔應始終為“偏心”,而不是放置在焊盤的直接中心。這是為了最大限度地減少焊接過程中任何被困空氣的“空洞”。如果將通孔放置在BGA焊盤的中心,并且沒有填充,則當焊膏施加在焊盤上,并且BGA放置在焊盤上時,在回流期間,當焊料熔化時,BGA球落下并捕獲可能存在的任何空氣,就像“瓶中的軟木塞”。通過將通孔“偏離中心”,當焊料熔化并流入微孔時,空氣有機會逸出。

        

      圖9盲通替代方案

        

      圖10連接到埋孔和通孔的“擺動通孔”的精美3D視圖

      HDI電路板為高精密電路板,通常使用在較高精密度的儀器設備上,如手機、航天科技等。


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