Bästa praxis för HDI-layout: Viktiga designtips för HDI-kretskort

Introduktion till HDI Boards

HDI-kort (High Density Interconnect) är kretskort med relativt hög kretstäthet som använder mikroblind och begravd vias-teknik. HDI-kort har inre och yttre lager av kretsar, och genom att använda borr- och metalliseringsprocesser uppnås kopplingar mellan olika lager av kretsar.

HDI-kort tillverkas generellt med lamineringsmetoden, och ju fler lager det finns, desto högre teknisk nivå är kortet. Vanliga HDI-kort är i grunden enkelskiktslaminat, medan avancerade HDI-kort använder tekniker som dubbelskikts- eller flerskiktslaminering, samt avancerade PCB-tekniker som staplade vias, elektropläterad fyllning och laserdirektborrning.

När densiteten hos ett PCB överstiger åtta lager kan det vara mer kostnadseffektivt att tillverka det med HDI än traditionella komplexa pressprocesser. HDI-kort underlättar användningen av avancerad monteringsteknik, och erbjuder högre elektrisk prestanda och signalnoggrannhet än traditionella PCB. Dessutom ger HDI-kort bättre förbättringar inom områden som radiofrekvensstörningar, elektromagnetiska störningar, elektrostatisk urladdning och värmeledning.

I takt med att elektroniska produkter fortsätter att utvecklas mot hög densitet och hög precision, hänvisar termen "hög" inte bara till att förbättra maskinens prestanda utan även till att minska maskinstorleken. High Density Interconnect (HDI)-teknik gör det möjligt att designa slutprodukter mer kompakta samtidigt som de uppfyller högre standarder för elektronisk prestanda och effektivitet. Många populära elektroniska produkter idag, såsom smartphones, digitalkameror, bärbara datorer och fordonselektronik, använder HDI-kort. Med den kontinuerliga uppgraderingen av elektroniska produkter och marknadsefterfrågan förväntas utvecklingen av HDI-kort vara snabb.

HDI Board Factory diskuterar vanliga PCB-routingregler

• Fördefiniera digitala, analoga och DAA-signaldirigeringsområden på kretskortet.
• Separera digitala och analoga komponenter och deras motsvarande spår så mycket som möjligt och placera dem inom sina respektive routingområden.
• Håll digitala signalspår med hög hastighet så korta som möjligt.
• Håll känsliga analoga signalspår så korta som möjligt.
• Fördela kraft och jord korrekt.
• Håll DGND, AGND och verklig mark åtskilda.
• Använd breda spår för kraftledningar och kritiska signalspår.
• Kraftledningar och jordledningar ska stråla ut så mycket som möjligt och signalledningar ska inte bilda slingor.
• Placera digitala kretsar nära parallella bussar/seriella DTE-gränssnitt och DAA-kretsar nära telefonlinjegränssnitt.
• För små diskreta enheter krävs symmetrisk routing, och för SMT-plattor med tätt mellanrum ska ledningarna anslutas från utsidan av dynan och inte direkt i mitten.
• Prioritera nyckelsignallinjer: effekt, små analoga signaler, höghastighetssignaler, klocksignaler och synkrona signaler, bland annat.
• Följ principen för routingdensitetsprioritet: Börja routing från enheterna med de mest komplexa sammankopplingarna på kortet och från områdena med de tätaste ledningarna.
• Undvik skarpa vinklar och räta vinklar in PCB-design för att förhindra onödig strålning och tillverkningsprocessproblem.
• Det ska inte finnas några genomgående hål på SMT kuddar för att förhindra förlust av lödpasta och löddefekter i komponenter. Viktiga signalledningar får inte passera mellan stiftben.

PCB högfrekvent kretsrouting

• Välj antalet PCB-lager klokt. Användning av mellanliggande effektlager (Vcc-lager) och jordlager (Gnd-lager) kan skärma och effektivt minska parasitisk induktans och kapacitans, förkorta routinglängder och minska signalstörningar.

• Routningsmetod: Måste vara i 45° vinklar, inte 90° vinklar.

• Vägriktning mellan skikten: Bör vara vinkelräta mot varandra. Om det översta lagret är horisontellt bör det undre lagret vara vertikalt för att minska signalstörningar.

• Jordning: Jorda viktiga signaler för att avsevärt förbättra deras anti-interferensförmåga, och jorda flera störande signaler för att förhindra att de stör andra signaler.

• Frånkopplingskondensatorer: Lägg till avkopplingskondensatorer till strömförsörjningsterminalerna på IC.

• Högfrekvent choke: När det finns gemensamma grunder som digital jord och analog jord, lägg till högfrekventa choke-enheter mellan dem, vanligtvis med ferritpärlor med trådhål i mitten.

• Kopparfyllning: Att öka jordytan kan också minska signalstörningar. (Död koppar måste tas bort under kopparfyllning)

• Ruttlängd: Ju kortare ruttlängd, desto bättre, vilket minskar störningar. Men alla rutter behöver inte vara korta. Till exempel kräver DDR-routing lika längder för klock-, adress- och datalinjer, så du kommer att se många avsiktligt förlängda serpentinspår.

Routing för specialkomponenter

• Högfrekventa komponenter: Håll anslutningarna mellan högfrekventa komponenter så korta som möjligt för att minska fördelade parametrar och ömsesidig elektrisk störning; känsliga komponenter som är utsatta för störningar bör inte placeras för nära varandra.
• Komponenter med höga spänningsskillnader: Öka avståndet mellan komponenter med höga spänningsskillnader och deras anslutningar för att undvika oavsiktliga kortslutningar och skador på komponenter. För att förhindra krypströmmar bör avståndet mellan kopparspår med en spänningsskillnad på 2000V vara större än 2mm.
• Tunga komponenter: Tunga komponenter bör fästas med konsoler.
• Värme- och termiskt känsliga komponenter: Värmealstrande komponenter bör hållas borta från termiskt känsliga komponenter, och värmealstrande komponenter bör vara jämnt fördelade.

Viktiga parametrar för PCB Routing Design

• Kopparspår (spår) bredd: 0.3 mm för enkelsidiga skivor, 0.2 mm för dubbelsidiga skivor;
• Minsta avstånd mellan kopparspår: 0.3 mm för enkelsidiga skivor, 0.2 mm för dubbelsidiga skivor;
• Minsta avstånd från kopparspår till kretskortets kant: 1 mm, minsta avstånd från komponenter till kretskortets kant: 5 mm, minsta avstånd från lödkuddar till kretskortets kant: 4 mm;
• Löddynans diameter för montering av komponenter med generella genomgående hål är dubbelt så stor som innerdiametern på löddynan.
• Elektrolytiska kondensatorer bör inte placeras nära värmealstrande komponenter, såsom högeffektmotstånd, transformatorer, högeffekttransistorer, spänningsregulatorer med tre poler och kylflänsar. Avståndet mellan elektrolytkondensatorer och dessa komponenter bör vara större än 10 mm.
• Skruvhål bör inte ha kopparspår (förutom mark) eller komponenter inom 5 mm utanför radie.
• I mönsterkortskonstruktioner med stor yta (över 500 m²), för att förhindra att kretskortet böjs under återflödeslödning, bör ett 5 mm till 10 mm brett gap lämnas i mitten av kretskortet utan att placera komponenter för att placera tryckstänger för att förhindra att kretskortet böjs.
• Använd en ihålig pil för att ange riktningen för återflödeslödningen för varje PCB.
• Vid routning bör riktningen för DIP-paketets IC vara vinkelrät mot riktningen för återflödeslödningen, inte parallell, för att undvika tennbryggor.
• När färdriktningen ändras från vertikal till horisontell bör den gå in i 45° vinkel.
• Bredden på kraftledningen bör inte vara mindre än 18 mil; signallinjens bredd bör inte vara mindre än 12 mil; bredden på processorns ingångs- och utgångslinjer bör inte vara mindre än 10 mil (eller 8 mil); och avståndet mellan raderna bör inte vara mindre än 10 mil.
• Tätheten för bräddirigeringen bör vara lämplig. När densitetsskillnaden är för stor bör den fyllas med nätkopparfolie med ett rutnät större än 8mil (eller 0.2 mm).
• I områden inom 1 mm från kanten av PCB som är avsedd för dragning och inom 1 mm runt monteringshål är dragning förbjuden.
• Varningsmärken bör skrivas ut på silk screen-skiktet nära komponenter som säkringar, säkringsmotstånd, AC 220V filterkondensatorer, transformatorer, etc.
• Avståndet mellan strömförande och neutrala ledningar på AC 220V-strömförsörjningen bör inte vara mindre än 3 mm. Avståndet mellan alla ledningar i 220V-kretsen och lågspänningskomponenter, dynor och spår bör inte vara mindre än 6 mm, och en högspänningsmarkering ska vara tryckt på dem. Lågspänning och högspänning bör separeras med tjocka trådnät som en varning till underhållspersonal att hantera dem med försiktighet.

Ovanstående är en omfattande guide till kunskap om kretskortskablage sammanställd av Highleap Electronic. Hoppas du kan lära dig något av den! Kontakta oss för att lära dig mer om tillverkningsprocesser för kretskort.