HDI-asettelun parhaat käytännöt: HDI-piirilevyjen tärkeimmät suunnitteluvinkit

HDI-levyjen esittely

HDI-kortit (High Density Interconnect) ovat piirilevyjä, joissa on suhteellisen korkea piiritiheys ja jotka käyttävät mikrosokeaa ja haudattua läpivientitekniikkaa. HDI-levyissä on sisä- ja ulkokerrokset, ja poraus- ja metallointiprosesseilla saadaan aikaan yhteyksiä eri piirikerrosten välille.

HDI-levyt valmistetaan yleensä laminointimenetelmällä, ja mitä enemmän kerroksia on, sitä korkeampi on levyn tekninen taso. Tavalliset HDI-levyt ovat pohjimmiltaan yksikerroksisia laminaatteja, kun taas edistyneissä HDI-levyissä käytetään tekniikoita, kuten kaksi- tai monikerroksista laminointia, sekä kehittyneitä PCB-tekniikoita, kuten pinottuja läpivientejä, galvanoitua täyttöä ja lasersuoraporausta.

Kun piirilevyn tiheys ylittää kahdeksan kerrosta, sen valmistaminen HDI:llä voi olla kustannustehokkaampaa kuin perinteiset monimutkaiset puristusprosessit. HDI-levyt helpottavat kehittyneiden kokoonpanotekniikoiden käyttöä ja tarjoavat paremman sähköisen suorituskyvyn ja signaalin tarkkuuden kuin perinteiset piirilevyt. Lisäksi HDI-levyt parantavat paremmin esimerkiksi radiotaajuushäiriöitä, sähkömagneettisia häiriöitä, sähköstaattista purkausta ja lämmönjohtavuutta.

Elektronisten tuotteiden siirtyessä kohti suurta tiheyttä ja suurta tarkkuutta termi "korkea" ei tarkoita vain koneen suorituskyvyn parantamista vaan myös koneen koon pienentämistä. High Density Interconnect (HDI) -teknologia mahdollistaa lopputuotteiden suunnittelun kompaktimman ja samalla korkeammat elektronisen suorituskyvyn ja tehokkuuden vaatimukset. Monet suositut elektroniikkatuotteet, kuten älypuhelimet, digitaalikamerat, kannettavat tietokoneet ja autoelektroniikka, käyttävät HDI-kortteja. Elektroniikkatuotteiden jatkuvan uudistumisen ja markkinoiden kysynnän myötä HDI-korttien kehityksen odotetaan olevan nopeaa.

HDI Board Factory keskustelee yleisistä piirilevyjen reitityssäännöistä

• Määritä ennalta digitaalisen, analogisen ja DAA-signaalin reititysalueet piirilevylle.
• Erottele digitaaliset ja analogiset komponentit ja niitä vastaavat jäljet ​​mahdollisimman paljon ja sijoita ne vastaaville reititysalueilleen.
• Pidä nopeiden digitaalisten signaalien jäljet ​​mahdollisimman lyhyinä.
• Pidä herkät analogisen signaalin jäljet ​​mahdollisimman lyhyinä.
• Jaa teho ja maadoitus oikein.
• Pidä DGND, AGND ja todellinen maa erillään.
• Käytä voimalinjoille leveitä jälkiä ja kriittisiä signaalijälkiä.
• Voimalinjojen ja maajohtojen tulee säteillä mahdollisimman paljon, eivätkä signaalilinjat saa muodostaa silmukoita.
• Sijoita digitaaliset piirit rinnakkaisten väylien/sarja-DTE-liitäntöjen lähelle ja DAA-piirit puhelinlinjaliitäntöjen lähelle.
• Pienille erillisille laitteille vaaditaan symmetrinen reititys, ja SMT-tyynyissä, joissa on tiiviit välit, johdot tulee kytkeä tyynyn ulkopuolelta, ei suoraan keskeltä.
• Anna etusija tärkeimmille signaalilinjoille: muun muassa teho, pienet analogiset signaalit, nopeat signaalit, kellosignaalit ja synkroniset signaalit.
• Noudata reititystiheyden prioriteetin periaatetta: Aloita reititys laitteista, joissa on kortin monimutkaisimmat liitännät ja alueilta, joissa on tihein johdotus.
• Vältä teräviä kulmia ja suoria kulmia sisäänpäin PCB-suunnittelu tarpeettoman säteilyn ja valmistusprosessin ongelmien estämiseksi.
• Ei saa olla läpimeneviä reikiä SMT tyynyt estämään juotospastan häviäminen ja komponenttien juotosvirheet. Tärkeitä signaalilinjoja ei saa kulkea tappien jalkojen välillä.

PCB High Frequency Circuit Routing

• Valitse PCB-kerrosten määrä viisaasti. Välitehokerrosten (Vcc-kerros) ja maadoituskerrosten (Gnd-kerros) käyttäminen voi suojata ja vähentää tehokkaasti loisinduktanssia ja kapasitanssia, lyhentää reitityspituuksia ja vähentää signaalin häiriöitä.

• Reititystapa: On oltava 45° kulmissa, ei 90° kulmissa.

• Kerrosten välinen reitityssuunta: Pitäisi olla kohtisuorassa toisiinsa nähden. Jos ylin kerros on vaakasuora, alemman kerroksen tulee olla pystysuora signaalihäiriöiden vähentämiseksi.

• Maadoitus: Maadoita tärkeät signaalit parantaaksesi merkittävästi niiden häiriönestokykyä ja maadoita useita häiriösignaaleja estääksesi niitä häiritsemästä muita signaaleja.

• Irrotuskondensaattorit: Lisää erotuskondensaattorit IC:iden virransyöttöliittimiin.

• Korkeataajuinen kuristin: Kun on yhteisiä maadoituksia, kuten digitaalinen maadoitus ja analoginen maa, lisää suurtaajuisia kuristinlaitteita niiden väliin, yleensä käyttämällä ferriittihelmiä, joiden keskellä on johtoreiät.

• Kuparitäyttö: Maadoitusalueen lisääminen voi myös vähentää signaalin häiriöitä. (Kuollut kupari on poistettava kuparitäytön aikana)

• Reitityksen pituus: Mitä lyhyempi reitityksen pituus, sitä parempi, mikä vähentää häiriöitä. Kaikkien reittien ei kuitenkaan tarvitse olla lyhyitä. Esimerkiksi DDR-reititys vaatii yhtä pitkiä kello-, osoite- ja datalinjoja, joten näet monia tarkoituksella pidennettyjä serpentiinijälkiä.

Erikoiskomponenttien reititys

• Korkeataajuiset komponentit: Pidä korkeataajuisten komponenttien väliset liitännät mahdollisimman lyhyinä hajautettujen parametrien ja keskinäisten sähköisten häiriöiden vähentämiseksi; herkkiä osia, jotka ovat alttiita häiriöille, ei saa sijoittaa liian lähelle toisiaan.
• Komponentit, joissa on suuria jännite-eroja: Suurenna suuria jännite-eroja omaavien komponenttien ja niiden liitäntöjen välistä etäisyyttä välttääksesi tahattomat oikosulut ja komponenttivauriot. Hiipivien virtojen estämiseksi kuparijuovien välisen etäisyyden jännite-erolla 2000 V tulee olla yli 2 mm.
• Raskaat komponentit: Raskaat komponentit tulee kiinnittää kannakkeilla.
• Lämpö- ja lämpöherkät komponentit: Lämpöä tuottavat komponentit tulee pitää erillään lämpöherkistä komponenteista, ja lämpöä tuottavat komponentit tulee jakaa tasaisesti.

Tärkeitä parametreja piirilevyn reitityssuunnittelussa

• Kuparijäljen (Track) leveys: 0.3 mm yksipuolisille levyille, 0.2 mm kaksipuolisille levyille;
• Minimirako kuparijälkien välillä: 0.3 mm yksipuolisille levyille, 0.2 mm kaksipuolisille levyille;
• Minimietäisyys kuparijäljistä piirilevyn reunaan: 1 mm, vähimmäisetäisyys komponenteista piirilevyn reunaan: 5 mm, vähimmäisetäisyys juotostyynyistä piirilevyn reunaan: 4 mm;
• Yleisillä läpirei'illä varustettujen komponenttien kiinnitysosien juotospinnan halkaisija on kaksi kertaa juotosalustan sisähalkaisija.
• Elektrolyyttikondensaattoreita ei saa sijoittaa lämpöä tuottavien komponenttien, kuten suuritehoisten vastusten, muuntajien, suuritehoisten transistorien, kolminapaisten jännitesäätimien ja jäähdytyselementtien lähelle. Elektrolyyttikondensaattorien ja näiden komponenttien välisen etäisyyden tulee olla yli 10 mm.
• Ruuvinrei'issä ei saa olla kuparijälkiä (paitsi maadoitusta) tai osia 5 mm:n ulkosäteellä.
• Suuren alueen piirilevymalleissa (yli 500 m²) piirilevyn taipumisen estämiseksi reflow-juottamisen aikana, piirilevyn keskelle tulee jättää 5–10 mm leveä rako sijoittamatta komponentteja painetankojen asettamiseksi piirilevyn taipumisen estämiseksi.
• Käytä onttoa nuolta osoittamaan uudelleenvirtausjuottamisen suunta jokaiselle piirilevylle.
• Reitityksen aikana DIP-paketin IC:n suunnan tulee olla kohtisuorassa reflow-juottamisen suuntaan, ei yhdensuuntainen, jotta vältytään tinasillalta.
• Kun reitityssuunta muuttuu pystysuorasta vaakasuoraan, sen tulee mennä 45° kulmassa.
• Voimalinjan leveys ei saa olla alle 18mil; signaalilinjan leveys ei saa olla pienempi kuin 12mil; CPU:n tulo- ja lähtölinjojen leveys ei saa olla alle 10mil (tai 8mil); ja rivien välinen etäisyys ei saa olla pienempi kuin 10mil.
• Levyjen reititystiheyden tulee olla sopiva. Kun tiheysero on liian suuri, se tulee täyttää verkkokuparikalvolla, jonka ristikko on suurempi kuin 8 mil (tai 0.2 mm).
• Reititys on kielletty alueilla, jotka ovat alle 1 mm:n etäisyydellä reititettäviksi tarkoitetun piirilevyn reunasta ja enintään 1 mm:n etäisyydellä asennusreikistä.
• Varoitusmerkit tulee painaa seulakerrokselle lähelle komponentteja, kuten sulakkeita, sulakevastuksia, AC 220 V suodatinkondensaattoreita, muuntajia jne.
• AC 220 V -virtalähteen jännitteisten ja nollalinjojen välinen etäisyys ei saa olla alle 3 mm. Etäisyys 220 V:n piirissä olevien johtimien ja pienjännitekomponenttien, pehmusteiden ja jälkien välillä ei saa olla alle 6 mm, ja niihin tulee painaa korkeajännitemerkki. Pienjännite ja korkea jännite tulee erottaa paksuilla lankaverkoilla varoituksena huoltohenkilöstölle, että he käsittelevät niitä varovasti.

Yllä oleva on Highleap Electronicin kokoama kattava opas piirilevyjen johdotuksen tuntemukseen. Toivottavasti saat siitä jotain irti! Ota yhteyttä saadaksesi lisätietoja Piirilevyjen valmistusprosessit.