Prácticas recomendadas para el diseño de circuitos HDI: Consejos clave para el diseño de circuitos HDI

Introducción a las juntas HDI

Las placas HDI (Interconexión de alta densidad) son placas de circuito con una densidad de circuito relativamente alta que utiliza tecnología de vías micro ciegas y enterradas. Las placas HDI tienen capas internas y externas de circuitos, y mediante el uso de procesos de perforación y metalización se logran conexiones entre diferentes capas de circuitos.

Las placas HDI se fabrican generalmente mediante el método de laminación, y cuantas más capas tengan, mayor será su nivel técnico. Las placas HDI convencionales son básicamente laminados de una sola capa, mientras que las placas HDI avanzadas utilizan tecnologías como la laminación de doble capa o multicapa, así como tecnologías de PCB avanzadas como vías apiladas, relleno electrolítico y perforación láser directa.

Cuando la densidad de una PCB supera las ocho capas, fabricarla utilizando HDI puede ser más rentable que los complejos procesos de prensado tradicionales. Las placas HDI facilitan el uso de tecnologías de ensamblaje avanzadas y ofrecen un mayor rendimiento eléctrico y precisión de señal que las PCB tradicionales. Además, las placas HDI brindan mejores mejoras en áreas como interferencia de radiofrecuencia, interferencia electromagnética, descarga electrostática y conducción de calor.

A medida que los productos electrónicos evolucionan hacia una mayor densidad y precisión, el término «alta» no solo se refiere a mejorar el rendimiento de la máquina, sino también a reducir su tamaño. La tecnología de interconexión de alta densidad (HDI) permite diseñar productos finales más compactos, cumpliendo al mismo tiempo con estándares más exigentes de rendimiento y eficiencia electrónica. Muchos productos electrónicos populares en la actualidad, como teléfonos inteligentes, cámaras digitales, computadoras portátiles y componentes electrónicos para automóviles, utilizan placas HDI. Con la constante actualización de los productos electrónicos y la demanda del mercado, se prevé un rápido desarrollo de las placas HDI.

La fábrica de placas HDI analiza las reglas comunes de enrutamiento de PCB

• Predefina áreas de enrutamiento de señales digitales, analógicas y DAA en la PCB.
• Separe los componentes digitales y analógicos y sus correspondientes pistas tanto como sea posible y colóquelos dentro de sus respectivas áreas de enrutamiento.
• Mantenga los rastros de señales digitales de alta velocidad lo más cortos posible.
• Mantenga los rastros de señales analógicas sensibles lo más cortos posible.
• Distribuya adecuadamente la energía y la tierra.
• Mantenga separados DGND, AGND y tierra real.
• Utilice trazas amplias para líneas eléctricas y trazas de señales críticas.
• Las líneas eléctricas y de tierra deben irradiar tanto como sea posible y las líneas de señal no deben formar bucles.
• Coloque circuitos digitales cerca de buses paralelos/interfaces DTE serie y circuitos DAA cerca de interfaces de línea telefónica.
• Para dispositivos pequeños y discretos, se requiere un enrutamiento simétrico y, para pads SMT con espacios reducidos, los cables deben conectarse desde el exterior del pad y no directamente en el medio.
• Dar prioridad a líneas de señales clave: potencia, pequeñas señales analógicas, señales de alta velocidad, señales de reloj y señales síncronas, entre otras.
• Siga el principio de prioridad de densidad de enrutamiento: comience a enrutar desde los dispositivos con las interconexiones más complejas en la placa y desde las áreas con el cableado más denso.
• Evite los ángulos agudos y rectos en Diseño de PCB para evitar problemas innecesarios de radiación y procesos de fabricación.
• No debe haber agujeros pasantes en SMT almohadillas para orejas para evitar la pérdida de pasta de soldadura y defectos de soldadura de componentes. No se permite el paso de líneas de señales importantes entre las patas del pasador.

Enrutamiento de circuitos de alta frecuencia de PCB

• Elija sabiamente la cantidad de capas de PCB. El uso de capas de potencia intermedias (capa Vcc) y capas de tierra (capa Gnd) puede proteger y reducir eficazmente la inductancia y capacitancia parásitas, acortar las longitudes de enrutamiento y reducir la interferencia de la señal.

• Método de enrutamiento: debe realizarse en ángulos de 45°, no de 90°.

• Dirección de enrutamiento entre capas: deben ser perpendiculares entre sí. Si la capa superior es horizontal, la capa inferior debe ser vertical para reducir la interferencia de la señal.

• Conexión a tierra: conecte a tierra señales importantes para mejorar significativamente su capacidad antiinterferente y conecte a tierra múltiples señales de interferencia para evitar que interfieran con otras señales.

• Condensadores de desacoplamiento: agregue condensadores de desacoplamiento a los terminales de fuente de alimentación de los circuitos integrados.

• Estrangulador de alta frecuencia: cuando hay conexiones a tierra comunes, como tierra digital y analógica, agregue dispositivos de estrangulamiento de alta frecuencia entre ellos, generalmente usando perlas de ferrita con orificios para cables en el centro.

• Relleno de cobre: ​​aumentar el área de conexión a tierra también puede reducir la interferencia de la señal. (El cobre muerto debe eliminarse durante el llenado de cobre)

• Longitud del enrutamiento: cuanto más corta sea la longitud del enrutamiento, mejor, lo que reduce la interferencia. Sin embargo, no todas las rutas tienen que ser cortas. Por ejemplo, el enrutamiento DDR requiere longitudes iguales para las líneas de reloj, dirección y datos, por lo que verá muchos rastros serpentinos alargados intencionalmente.

Enrutamiento para componentes especiales

• Componentes de alta frecuencia: mantenga las conexiones entre componentes de alta frecuencia lo más cortas posible para reducir los parámetros distribuidos y la interferencia eléctrica mutua; Los componentes sensibles que son propensos a sufrir interferencias no deben colocarse demasiado cerca unos de otros.
• Componentes con altas diferencias de voltaje: aumente la distancia entre los componentes con altas diferencias de voltaje y sus conexiones para evitar cortocircuitos accidentales y daños a los componentes. Para evitar corrientes progresivas, la distancia entre pistas de cobre con una diferencia de voltaje de 2000 V debe ser superior a 2 mm.
• Componentes pesados: Los componentes pesados ​​deben fijarse con soportes.
• Componentes calefactores y térmicamente sensibles: los componentes generadores de calor deben mantenerse alejados de los componentes térmicamente sensibles y los componentes generadores de calor deben distribuirse uniformemente.

Parámetros importantes para el diseño de enrutamiento de PCB

• Ancho de la pista de cobre (Pista): 0.3 mm para tableros de una cara, 0.2 mm para tableros de doble cara;
• Espacio mínimo entre pistas de cobre: ​​0.3 mm para tableros de una cara, 0.2 mm para tableros de doble cara;
• Distancia mínima desde las pistas de cobre hasta el borde de la PCB: 1 mm, distancia mínima desde los componentes hasta el borde de la PCB: 5 mm, distancia mínima desde las almohadillas de soldadura hasta el borde de la PCB: 4 mm;
• El diámetro de la almohadilla de soldadura para montar componentes con orificios pasantes generales es el doble del diámetro interior de la almohadilla de soldadura.
• Los condensadores electrolíticos no deben colocarse cerca de componentes generadores de calor, como resistencias de alta potencia, transformadores, transistores de alta potencia, reguladores de voltaje de tres terminales y disipadores de calor. La distancia entre los condensadores electrolíticos y estos componentes debe ser superior a 10 mm.
• Los orificios para tornillos no deben tener rastros de cobre (excepto tierra) ni componentes dentro de un radio exterior de 5 mm.
• En diseños de PCB de área grande (más de 500 m²), para evitar que la PCB se doble durante la soldadura por reflujo, se debe dejar un espacio de 5 mm a 10 mm de ancho en el medio de la PCB sin colocar componentes para colocar barras de presión para evitar que la PCB se doble.
• Utilice una flecha hueca para indicar la dirección de soldadura por reflujo para cada PCB.
• Al enrutar, la dirección del CI del paquete DIP debe ser perpendicular a la dirección de soldadura por reflujo, no paralela, para evitar puentes de estaño.
• Cuando la dirección de enrutamiento cambia de vertical a horizontal, debe ingresar en un ángulo de 45°.
• El ancho de la línea eléctrica no debe ser inferior a 18 mil; el ancho de la línea de señal no debe ser inferior a 12 mil; el ancho de las líneas de entrada y salida de la CPU no debe ser inferior a 10 mil (u 8 mil); y el espacio entre líneas no debe ser inferior a 10 mil.
• La densidad del recorrido de la placa debe ser apropiada. Cuando la diferencia de densidad es demasiado grande, se debe rellenar con una lámina de malla de cobre con una rejilla de más de 8 mil (o 0.2 mm).
• En áreas dentro de 1 mm del borde de la PCB designada para el enrutamiento y dentro de 1 mm alrededor de los orificios de montaje, el enrutamiento está prohibido.
• Se deben imprimir marcas de advertencia en la capa de serigrafía cerca de componentes como fusibles, resistencias de fusibles, condensadores de filtro de 220 V CA, transformadores, etc.
• La distancia entre las líneas viva y neutra de la fuente de alimentación de 220 V CA no debe ser inferior a 3 mm. La distancia entre cualquier cable en el circuito de 220 V y los componentes, almohadillas y pistas de bajo voltaje no debe ser inferior a 6 mm, y se debe imprimir una marca de alto voltaje en ellos. Los voltajes bajo y alto deben estar separados por redes de alambre gruesas como advertencia al personal de mantenimiento para que los maneje con cuidado.

La guía anterior, elaborada por Highleap Electronic, es una guía completa sobre el cableado de placas de circuito impreso (PCB). ¡Esperamos que le sea útil! Contáctenos para obtener más información sobre los procesos de fabricación de PCB.