HDI PCB Design Guidelines: Boenjiniere bo Khabane ho High-Density Interconnect Technology

Selelekela

Theknoloji ea High-Density Interconnect PCB e emela phetoho ea mantlha mekhoeng ea moralo oa boto ea potoloho e hatisitsoeng, e nolofalletsang sekhahla sa likarolo tse ngata le ts'ebetso ea motlakase lisebelisoa tsa sejoale-joale tsa elektroniki. Ha lisebelisoa tsa elektroniki tsa bareki, lits'ebetso tsa likoloi le lits'ebetso tsa indasteri li hloka lintlha tse nyane tse nang le ts'ebetso e ntlafalitsoeng, moralo oa HDI PCB e fetohile bokhoni ba bohlokoa bakeng sa baenjiniere ba hlahisang lihlahisoa tsa tlholisano.

Ho kopanngoa ha di-microvia, ditshebetso tsa ho lamination tse latellanang, le thepa e tswetseng pele ho dumella baqapi ho fihlella bongata ba ho tsamaisa di-routing boo pele bo neng bo sa kgonehe ka mekgwa ya setso ya tlhahiso ya PCB. Tataiso ena e hlahloba melaomotheo ya bohlokwa ya moralo le dintlha tsa tlhahiso tse hlalosang katleho ya ho kenngwa tshebetsong ha PCB ya HDI.

Ho utloisisa lintlha tsa motheo tsa HDI PCB

Litšobotsi tsa mantlha tsa HDI Technology

Moralo oa HDI PCB o ikhetholla ka likarolo tse 'maloa tse hlalosang tse amang sekhahla sa potoloho le ts'ebetso ka kotloloho. Li-microvia tse nang le li-diameter tse atisang ho tloha ho 0.004 inches ho isa ho 0.006 inches li nolofalletsa likhokahano lipakeng tsa likarolo tse haufi ntle le ho ja boto e feteletseng. Sequential build-up lamination process e lumella baqapi hore ba eketse mekhahlelo ea conductive butle-butle, ho theha meaho e rarahaneng ea khokahano e ts'ehetsang likarolo tsa molumo o motle le phetiso ea mats'oao a lebelo le phahameng.

Mokhoa ona oa kaho o fokotsa botenya ba boto ka kakaretso ha ka nako e tšoanang o ntse o eketsa sekhahla sa potoloho, o etsa hore meralo ea li-stackup tsa HDI PCB e be ea bohlokoa haholo bakeng sa lits'ebetso tse haelloang ke sebaka.

HDI Classification le Mefuta ea Sebopeho

Mehaho ea PCB ea High-Density Interconnect e ka aroloa ka tlhophiso le ho rarahana ha lipalo:

• Mofuta oa I HDI - Lera le le leng la microvias lehlakoreng le le leng kapa ka bobeli la sebopeho sa mantlha, se loketseng lits'ebetso tse leka-lekaneng.
• Mofuta oa II oa HDI - Li-microvia tse tsitsitseng kapa tse pakiloeng ka har'a mekhahlelo e mengata ea ho aha, e nolofalletsang ts'ebetso e phahameng haholo.
• Mofuta oa III + HDI - E patiloeng ka har'a mantlha haufi le likarolo tse ngata tsa microvia, e ts'ehetsang lits'oants'o tse phahameng ka ho fetisisa tsa liboto tse kholo tsa li-smartphone le li-module tsa komporo e tsoetseng pele.

Ho utloisisa likarolo tsena ho thusa baenjiniere ho khetha mekhoa e nepahetseng ea moralo oa HDI PCB e tsamaellanang le litlhoko tsa bona tsa motlakase le likhakanyo tsa lichelete tsa tlhahiso.

Ho Bapisa HDI le Mekhoa ea Setso ea PCB

Phapang ea mantlha pakeng tsa moralo oa HDI PCB le meralo ea boto e tloaelehileng e lutse ho bongata ba khokahano le ntlafatso ea tsela ea matšoao. Li-PCB tsa setso li itšetlehile haholo-holo ka masoba a phunyeletsang botenya bohle ba boto, li theha bolelele ba stub bo senyang botšepehi ba matšoao maqhubung a fetang 1 GHz.

Theknoloji ea HDI e sebelisa li-vias tse foufetseng le tse patiloeng tse hokahanyang likarolo tse hlokahalang feela, ho fokotsa ho kenya likokoana-hloko le capacitance ha li ntse li lokolla liteishene tsa litsela bakeng sa mekhoa e meng ea matšoao. Monyetla ona oa meralo o lumella liboto tsa HDI ho ts'ehetsa likarolo tsa likarolo tse ka tlase ho 0.4mm le ho fihlela taolo e nepahetseng ea taolo ea impedance ea bohlokoa bakeng sa phetiso ea data ea li-gigabit tse ngata.

HDI PCB Moralo Melao-motheo: Stackup Architecture

Moralo oa Lera le Kabo ea Lipontšo

Moralo o sebetsang hantle oa HDI PCB stackup o qala ka tlhahlobo e hlokolosi ea litlhoko tsa lera la matšoao, litlhoko tsa kabo ea matla, le lipheo tsa ho lumellana ha motlakase. Baenjiniere ba tlameha ho leka-lekanya palo ea lera la ho tsamaisa matšoao khahlanong le ho rarahana ha tlhahiso le lithibelo tsa litšenyehelo ha ba ntse ba netefatsa lifofane tse lekaneng tsa litšupiso bakeng sa taolo ea impedance.

Lifofane tsa motlakase le tsa fatše li lokela ho behoa haufi le likarolo tsa mats'oao a lebelo le phahameng ho fokotsa inductance ea tsela ea ho khutla le ho fana ka tšireletso khahlano le tšitiso ea motlakase. Botenya ba dielectric lipakeng tsa lera bo ama ka kotloloho ts'ebetso ea ts'ebetso, e hlokang khetho e nepahetseng ea thepa ho fihlela litekanyetso tsa "impedance" tse lebelletsoeng hangata lipakeng tsa 50 le 100 ohms.

Mekhoa ea Taolo ea Impedans

Taolo ea impedance ea HDI PCB e hloka botenya bo sa fetoheng ba dielectric le ho latella geometry ho pholletsa le stackup. Phapang ea botenya ba lera ho isa ho lera e tlameha ho lula ka har'a ± 10% ho boloka mamello ea ho se sebetse ka har'a mekha e amohelehang bakeng sa likhokahano tsa dijithale tse lebelo le holimo. Mehaho e laoloang ea impedance e hloka lifofane tse sa khaotseng tsa litšupiso ka tlas'a matšoao a matšoao, tse nang le khefu ea lifofane kapa likarohano tse qojoang libakeng tse bohlokoa tsa ho tsamaisa matšoao.

HDI PCB Moralo: Ts'ebetsong ea Microvia

Microvia Geometry le Aspect Ratio

Moralo oa Microvia ka sebopeho sa HDI PCB o hloka ho ela hloko mefokolo ea karo-karolelano le menahano ea ts'epo. Baetsi ba bangata ba bolela boholo ba likarolo tse pakeng tsa 0.75: 1 le 1:0 bakeng sa li-microvias tse entsoeng ka laser, ho bolelang hore bophara ba 0.004-inch ka tsela ha ea lokela ho feta 0.005 inches ka botebo.

Li-microvias tse tlatsitsoeng ka koporo li fana ka ts'epo e phahameng ha e bapisoa le mefuta e meng e tlatsitsoeng ke resin, haholo-holo libakeng tsa libaesekele tse futhumetseng moo katoloso e fapaneng e ka bakang ho hloleha. Litlhophiso tsa microvia tse pakiloeng li hloka moralo o hlokolosi ho etsa bonnete ba hore ho na le pente e lekaneng ea koporo ka har'a e 'ngoe le e 'ngoe ka mothapo.

Sefofu le ho Patoa ka Khetho

Li-vias tse foufetseng le tse patiloeng li sebeletsa merero e fapaneng ho ntlafatso ea moralo oa HDI PCB:

• Lifofu ka tsela - Hokela likarolo tse kantle le likarolo tse kahare ntle le ho kenella ka har'a boto kaofela, e loketseng ho tsamaisa likarolo tse kaholimo.
• E patoa ka tsela - Hokela likarolo tsa kahare feela, ho boloka matla a tsela ea kantle bakeng sa likarolo tse teteaneng.
• Li-microvia tse khabisitsoeng - Li-microvias tse ngata tse hokahaneng tse nkang likarolo tse 'maloa, tse hlokang ho tlatsoa ha koporo bakeng sa ho ts'epahala.

Litaelo tse ngata tsa moralo li khothaletsa litokisetso tse tsitsitseng tsa microvia ho ntlafatsa tlhahiso ea tlhahiso le ts'ebetso ea motlakase ha o ntse o fokotsa khatello ea maikutlo ka har'a sebopeho sa koporo.

Moralo oa HDI PCB: Mokhoa oa ho tsamaisa le oa ho leta

Latela Litlhoko tsa Geometry

HDI PCB e latela bophara le litlhoko tsa sebaka ka ho toba li susumetsa botšepehi ba matšoao le bokhoni ba tlhahiso. Bophahamo bo fokolang ba ho latella hangata bo tloha ho 0.003 ho isa ho 0.004 inches ho meralo ea HDI e tsoetseng pele, e nang le lithibelo tsa sebaka sa boholo bo ts'oanang bo laetsoeng ke litlhoko tsa ho itšehla thajana le bokhoni ba tlhahiso.

Litsela tse fapaneng tsa marang-rang bakeng sa likhokahano tsa lebelo le phahameng li hloka ho hokahana ka thata le sebaka sa trace-to-trace hangata se hlalosoang ka makhetlo a 2 ho isa ho a 3 ho feta bophara ba sebaka ho fihlela palo e nepahetseng ea tšitiso. Ho tsamaisana ha bolelele ho ntse ho ba bohlokoa haholo ha litefiso tsa data li feta 5 Gbps, tse hlokang mekhoa ea ho tsamaisa noha ka har'a mamello e boletsoeng.

Litlhaloso tsa Botšepehi ba Pontšo

Ntlafatso ea ponts'o ea ponts'o ea HDI PCB e hloka tlhokomelo ka litlamorao tsa stub, tsoelo-pele ea tsela ea ho khutla, le phokotso ea crosstalk. Ka li-stubs tse telele ho feta karolo e le 'ngoe ho tse leshome ea leqhubu la leqhubu la leqhubu li ka etsa hore ho se ke ha hlola ho e-ba teng le lipontšo tse nyenyefatsang boleng ba leqhubu. Ho cheka ka morao kapa ho foufala ka tšebeliso ho felisa li-stubs tsena litseleng tse mahlonoko tsa lebelo le holimo.

Ho khaotsa ho khutla ho bakoang ke ho petsoha ha sefofane kapa ho fetoha ha lera ho hlahisa lerata le tloaelehileng le ho eketsa mesi ea motlakase. Baqapi ba lokela ho tsamaisa lipara tse fapaneng ho pholletsa le lifofane tse sa khaotseng tsa litšupiso le ho fana ka tse lekaneng ka lithupa tse haufi le ho fetoha ha sefofane.

Khetho ea Boitsebiso bakeng sa Moqapi oa HDI PCB

Thepa ea Substrate Material

Khetho ea thepa bakeng sa moralo oa HDI PCB e ama haholo ts'ebetso ea motlakase, taolo ea mocheso, le ts'epahalo ea tlhahiso. Le ha lisebelisoa tse tloaelehileng tsa FR-4 li lula li loketse lits'ebetso tse ka tlase ho 1 GHz, meralo ea maqhubu a holimo e rua molemo ho li-laminates tsa tahlehelo tse tlase tse nang le lintlha tse ka tlase ho 0.01 ho maqhubu a gigahertz.

Lisebelisoa tse phahameng tsa mocheso oa likhalase (Tg> 170 ° C) li matlafatsa botsitso ba mocheso nakong ea lipotoloho tse ngata tsa lamination tse hlokahalang bakeng sa kaho e latellanang ea ho haha. Ho feto-fetoha ha dielectric kamehla ho pholletsa le mekhahlelo ea maqhubu ho ama ho nepahala ha taolo ea impedance ho pholletsa le ts'ebetso ea ts'ebetso.

Kalafo ea Copper Foil le Surface

Khetho ea thepa ea HDI PCB e atoloha ho ea ho litšobotsi tsa foil ea koporo le mekhoa ea ho qeta bokaholimo. Lifoil tsa koporo tse nang le boemo bo tlase tse nang le ho se tsitse ho fokolang li fokotsa tahlehelo ea dielectric maqhubung a phahameng ha li ntse li tšehetsa bokhoni ba ho betla mola o mosesaane. Lifoil tse phekotsoeng morao li ntlafatsa ho khomarela litsamaisong tsa resin nakong ea lits'ebetso tsa ho lamination tse latellanang.

Khetho ea ho qeta bokaholimo e ama ts'epahalo ea microvia le ho solderability:

• ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) - Bophelo bo botle ba lishelefo le khokahano ea terata, e loketseng lits'ebetso tse hlakileng.
• OSP (Organic Solderability Preservative) - E na le litšenyehelo tse fokolang tse nang le tšusumetso e fokolang ho thepa ea motlakase, nako ea bophelo bo fokolang.
• Silivera ea ho qoelisoa - Tekanyo e ntle ea litšenyehelo, ho rekisoa, le ts'ebetso ea motlakase bakeng sa lits'ebetso tse ngata tsa HDI.

Lintlha tsa Tlhahiso bakeng sa HDI PCB Design

Moralo bakeng sa Litlhoko tsa Tlhahiso

Maikutlo a tlhahiso bakeng sa moralo oa HDI PCB a fetela ka nqane ho lithibelo tse tloaelehileng tsa moralo ho kenyelletsa meeli e ikhethileng ea ts'ebetso. Bonyane litlhokahalo tsa reng ea selemo bakeng sa li-microvias hangata li bolela 0.002 inches, tse hlokang ho nepahala ho ikhethang nakong ea ho cheka le ho etsa litšoantšo.

Mekhoa e latellanang ea lamination e hlahisa libaesekele tse futhumetseng tse ka amang botsitso ba mahlakore, tse hlokang lintlha tsa matšeliso ho moralo oa phanele le ho behoa ha lesoba la lisebelisoa. Baqapi ba lokela ho boloka puisano le balekane ba tlhahiso ho netefatsa tekano ea bokhoni pele ba phethela meralo.

Ho tsamaisana le Bokhoni ba Ts'ebetso

Ho utloisisa bokgoni bo ikgethang ba moetsi ho ipaka ho le bohlokwa bakeng sa ho kenngwa tshebetsong ha tlhahiso ya HDI PCB ka katleho . Meeli ya disebediswa tsa ho tjheka ka laser e hlalosa bonyane bophara ba microvia bo ka fihlellwang (hangata di-inchi tse 0.004) le lebelo le phahameng la ho sebetsana le phanele, e leng se susumetsang ka kotloloho ditjeo tsa tlhahiso.

Ho nepahala ha ngoliso ea lera-to-layer ho ama sebaka se fokolang sa ho latela mohlala ho ea ho sekheo 'me se etsa qeto ea mekhelo e sireletsehileng ea moralo bakeng sa tlhahiso ea lihlahisoa tse phahameng. Ho sebelisana le balekane ba tlhahiso qalong ea potoloho ea meralo ho fokotsa lipotoloho tse iphetang le ho potlakisa nako ea ho rekisa lihlahisoa tse sebelisang theknoloji ea HDI.

HDI PCB Layout Mekhoa e Molemo ka ho Fetisisa

Maano a Tsamaiso ea EMI

Mekhoa e metle ea sebopeho sa HDI PCB e etelletsa pele phokotso ea tšitiso ea motlakase ka tsela e laoloang ea impedance, ka ntlafatso, le taolo e nepahetseng ea tsela ea ho khutla. Mesaletsa ea balebeli ba fatše lipakeng tsa matšoao a analoge a bohlokoa le likhokahano tsa dijithale tse lebelo le holimo li fana ka boinotšing ha li ntse li sebelisa lisebelisoa tse nyane tsa ho tsamaisa li-stackups tse teteaneng tsa HDI.

Ka ho fokotsa li-stub ka ho phunya mokokotlo kapa ho ntlafatsa ka ho beoa ho fokotsa likhakanyo le melumo e theolang boleng ba mats'oao ho feta 10 GHz. Ho beoa ha capacitor haufi le lithapo tsa motlakase, hangata ka har'a lisenthimithara tse 0.2, ho fokotsa ts'ebetso ea netweke ea phepelo ea motlakase maemong a holimo.

Tšebelisano ea Tsamaiso ea Mocheso

Moralo oa HDI PCB o tlameha ho sebetsana le mathata a mocheso a hlahisoang ke ho eketseha ha sekhahla sa likarolo. Thermal vias ho kopanya likarolo tse phahameng-matla ho lifofane koporo ka hare kapa tlase-lera bebofatsa qhala mocheso. Via arrays e nang le sebaka sa 0.020 ho 0.030 inches e fana ka conductivity e sebetsang ea mocheso ha e ntse e boloka botšepehi ba sebopeho.

Ntlafatso ea Litšenyehelo ho HDI PCB Design

Taolo ea Palo ea Lera la Leano

Ntlafatso ea litšenyehelo tsa HDI PCB e hloka liqeto tsa maano mabapi le palo ea lera, ka phepelo ea theknoloji, le ts'ebeliso e nepahetseng ea phanele. Ho fokotsa palo ea li-layer tse ahang ka tatellano ho fokotsa ho rarahana ha tlhahiso ha ho ntse ho ka hloka hore ho be le palo e eketsehileng ea li-core layer ho boloka matla a ho tsamaisa.

Tšebeliso e ikhethileng ea li-microvias feela moo likarolo tsa molumo o hlakileng li li hlokang, ho fapana le moralo oohle, li ka fokotsa litšenyehelo tsa ho cheka ka laser ka 30-40%. Tekanyetso ka ts'ebeliso libakeng tse sa teteaneng haholo e fana ka khokahanyo e bolokang chelete ntle le ho senya ts'ebetso.

Katleho ea Phanele le Mehopolo ea Molumo

Ntlafatso ea boholo ba phanele le meralo e metle ea li-array e fokotsa litšila le ho eketsa palo ea liboto tse hlahisoang ka phanele ea tlhahiso. Mefuta e tloaelehileng ea liphanele tsa 18 × 24 inches e lumella bahlahisi ba bangata ho sebetsana le liboto tsa HDI hantle. Litekanyo tsa moralo tse nolofalletsang liphanele tse ngata ho fokotsa litšenyehelo tsa yuniti ka 'ngoe bakeng sa lihlahisoa tse fetang li-unit tse 1000.

fihlela qeto e

Moralo o atlehileng oa HDI PCB o kopanya melaoana ea motlakase le tsebo ea tlhahiso ho fihlela litlhoko tsa ts'ebetso, litšenyehelo le kemiso. Lintlha tsa bohlokoa li kenyelletsa meralo ea li-stackup tse tsamaellanang le ponts'o ea matšoao, ts'ebetso e tšepahalang ea microvia, le tsela e ntlafalitsoeng bakeng sa matšoao a lebelo le holimo.

Kaha litsamaiso tsa elektroniki li hloka bongata bo phahameng le sekhahla se potlakileng sa data, ho tseba litataiso tsa moralo oa HDI ho bohlokoa bakeng sa lihlahisoa tse hlōlisanang. Highleap Electronics e fana ka tšehetso e tsoetseng pele ea tlhahiso le moralo oa HDI PCB, e thusang lihlopha tsa boenjiniere ho ntlafatsa meralo bakeng sa ts'ebetso le tlhahiso. Ikopanye le sehlopha sa rona sa botekgeniki ho buisana ka litlhoko tsa hau tsa HDI PCB le ho sebelisa boiphihlelo ba rona.