在做HDI電路板設(shè)計(jì)時(shí),首先要遵循IPC指南和標(biāo)準(zhǔn)。四個(gè)專門適用于HDI電路板設(shè)計(jì),如圖1所示。
IPC / JPCA-2315:這是HDI的概述,并提供估算設(shè)計(jì)密度的模型。
IPC-2226:該規(guī)范教育用戶微孔形成,布線密度選擇,設(shè)計(jì)規(guī)則選擇,互連結(jié)構(gòu)和材料表征。旨在提供用于利用微孔技術(shù)設(shè)計(jì)印刷電路板的標(biāo)準(zhǔn)。
IPC-4104:該標(biāo)準(zhǔn)確定了用于高密度互連結(jié)構(gòu)的材料。IPC-4104 HDI材料規(guī)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(dǎo)體(CD)和導(dǎo)體和絕緣體(CI)。
IPC6016:該文件涵蓋了高密度結(jié)構(gòu)的性能和認(rèn)證。
盲孔可以在XY或θ()角度中“移位或擺動(dòng)”以產(chǎn)生更多的布線空間
盲孔可以放置在內(nèi)層(3D)上以進(jìn)一步創(chuàng)建更多的突破空間
可以在內(nèi)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(fā)生在初級(jí)側(cè)或其附近,那么在次級(jí)側(cè)的BGA下將產(chǎn)生用于跡線的空間,或者對(duì)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(yōu)勢(shì)示意圖
如果你研究第一個(gè)原理并問(wèn)自己,“我的過(guò)孔做了什么工作?”。答案是PWB上最常見(jiàn)的通孔是GND的過(guò)孔?!暗诙€(gè)最常見(jiàn)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(dòng)到表面提供了消除所有這些過(guò)孔到GND的機(jī)會(huì)。同樣,將最常用的PWR平面移動(dòng)到第2層將用盲孔替換那些TH。與傳統(tǒng)的“微帶”疊層相比,它們提供了四(4)個(gè)優(yōu)勢(shì),如圖7所示:
在表面上沒(méi)有用于鍍覆或蝕刻的細(xì)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(chǔ)在平面電容中的能量可以輸送到具有最低串聯(lián)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(jiàn)的HDI疊層,以減少TH過(guò)孔的數(shù)量。三種常見(jiàn)的HDI疊層顯示為IPC-Type結(jié)構(gòu)(I,II和III)。
在第1層和第2層之間可用的可能的電介質(zhì)可以是常規(guī)預(yù)浸料,可激光鉆孔的預(yù)浸料,RCC,增強(qiáng)的RCC或BC芯。這些材料在第2章-HDI材料中描述。如果電介質(zhì)很薄,那么也可以使用從第1層到第3層的“跳過(guò)”,從而節(jié)省不必使用IPC-Type III結(jié)構(gòu)的成本。即使不采用薄電介質(zhì),任何小于0.005英寸(<0.125mm)的電介質(zhì)厚度都會(huì)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(kāi)更大的林蔭大道
一種有用的HDI設(shè)計(jì)技術(shù)是使用盲孔在內(nèi)層上開(kāi)辟更多的路由空間。通過(guò)在通孔之間使用盲孔,路由空間有效地在內(nèi)層加倍,
允許更多的跡線連接BGA內(nèi)部行上的引腳。如圖6所示,對(duì)于這個(gè)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(xiàn)在有六條跡線可以逃脫,路由增加了30%。利用這種技術(shù),連接復(fù)雜的高I / O BGA需要四分之一的信號(hào)層。盲孔布置成形成橫跨,L形或?qū)蔷€形成的林蔭大道。使用哪種構(gòu)造由電源和接地引腳分配驅(qū)動(dòng)。這就是為什么對(duì)于FPGA來(lái)說(shuō),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(nèi)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(jiàn)圖10 ..如果放置焊盤中的通孔,則通孔應(yīng)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(guò)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(méi)有填充,則當(dāng)焊膏施加在焊盤上,并且BGA放置在焊盤上時(shí),在回流期間,當(dāng)焊料熔化時(shí),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(guò)將通孔“偏離中心”,當(dāng)焊料熔化并流入微孔時(shí),空氣有機(jī)會(huì)逸出。
圖9盲通替代方案
圖10連接到埋孔和通孔的“擺動(dòng)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(shè)備上,如手機(jī)、航天科技等。
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