Найкращі практики компонування HDI: ключові поради щодо проектування друкованих плат HDI

Вступ до дощок HDI

Плати HDI (High Density Interconnect) — це друковані плати з відносно високою щільністю ланцюга, які використовують технологію мікросліпих і прихованих переходів. Плати HDI мають внутрішні та зовнішні шари схем, а за допомогою процесів свердління та металізації досягаються з’єднання між різними шарами схем.

HDI дошки зазвичай виготовляються методом ламінування, і чим більше шарів, тим вищий технічний рівень плити. Звичайні плати HDI — це в основному одношарові ламінати, тоді як у вдосконалених платах HDI використовуються такі технології, як двошарове або багатошарове ламінування, а також передові технології друкованих плат, такі як багатошарові отвори, гальванічне заповнення та пряме лазерне свердління.

Коли щільність друкованої плати перевищує вісім шарів, її виготовлення за допомогою HDI може бути економічно ефективнішим, ніж традиційні складні процеси пресування. Плати HDI полегшують використання передових технологій складання, пропонуючи вищі електричні характеристики та точність сигналу, ніж традиційні друковані плати. Крім того, плати HDI забезпечують кращі покращення в таких областях, як радіочастотні перешкоди, електромагнітні перешкоди, електростатичний розряд і теплопровідність.

Оскільки електронні продукти продовжують рухатися до високої щільності та високої точності, термін «високий» стосується не лише покращення продуктивності машини, але й зменшення розміру машини. З'єднання високої щільності (HDI) технологія дозволяє створювати кінцеві продукти більш компактними, водночас відповідаючи вищим стандартам електронної продуктивності та ефективності. У багатьох популярних сьогодні електронних продуктах, таких як смартфони, цифрові камери, ноутбуки та автомобільна електроніка, використовуються плати HDI. З постійним оновленням електронних продуктів і ринковим попитом очікується, що розробка плат HDI буде швидкою.

Фабрика плат HDI обговорює загальні правила маршрутизації друкованих плат

• Попередньо визначте зони маршрутизації цифрового, аналогового та DAA сигналу на друкованій платі.
• Розділіть цифрові та аналогові компоненти та їхні відповідні траси, наскільки це можливо, і розмістіть їх у відповідних зонах маршрутизації.
• Зберігайте сліди високошвидкісного цифрового сигналу якомога коротшими.
• Сліди чутливого аналогового сигналу повинні бути якомога коротшими.
• Правильно розподіліть живлення та заземлення.
• Зберігайте DGND, AGND і реальну землю окремо.
• Використовуйте широкі траси для ліній електропередач і критичних сигнальних трас.
• Лінії електропередач і заземлення повинні випромінювати якомога більше, а сигнальні лінії не повинні утворювати петлі.
• Розташуйте цифрові схеми поблизу паралельних шин/послідовних інтерфейсів DTE, а схеми DAA – поблизу інтерфейсів телефонних ліній.
• Для невеликих дискретних пристроїв необхідна симетрична маршрутизація, а для контактних майданчиків SMT з малим відстанню проводи слід під’єднувати зовні контактної площадки, а не безпосередньо посередині.
• Надавайте перевагу ключовим сигнальним лініям: потужності, малим аналоговим сигналам, високошвидкісним сигналам, тактовим сигналам і синхронним сигналам тощо.
• Дотримуйтеся принципу пріоритету щільності маршрутизації: починайте маршрутизацію з пристроїв із найскладнішими з’єднаннями на платі та з областей із найщільнішою проводкою.
• Уникайте гострих і прямих кутів Дизайн друкованої плати щоб запобігти непотрібному випромінюванню та проблемам виробничого процесу.
• Наскрізних отворів бути не повинно SMT колодки для запобігання втрат паяльної пасти та дефектів пайки компонентів. Важливі сигнальні лінії не повинні проходити між ніжками кеглі.

Високочастотна схема друкованої плати

• Вибирайте кількість шарів друкованої плати з розумом. Використання проміжних рівнів живлення (шар Vcc) і шарів заземлення (шар Gnd) може захистити й ефективно зменшити паразитну індуктивність і ємність, скоротити довжину маршрутизації та зменшити перешкоди сигналу.

• Метод маршрутизації: має бути під кутом 45°, а не під кутом 90°.

• Напрямок маршрутизації між шарами: має бути перпендикулярним один одному. Якщо верхній шар горизонтальний, нижній має бути вертикальним, щоб зменшити перешкоди сигналу.

• Заземлення: заземлюйте важливі сигнали, щоб значно покращити їх здатність протидіяти перешкодам, і заземлюйте численні сигнали, що заважають, щоб запобігти їх перешкоджанню іншим сигналам.

• Конденсатори розв’язки: додайте роз’єднувальні конденсатори до клем джерела живлення мікросхем.

• Високочастотний дросель: якщо є спільні заземлення, як-от цифрове заземлення та аналогове заземлення, додайте між ними високочастотні дроселі, зазвичай використовуючи феритові кульки з отворами для дроту в центрі.

• Мідне наповнення: збільшення площі заземлення також може зменшити перешкоди сигналу. (Мертву мідь необхідно видалити під час заповнення міддю)

• Довжина маршруту: чим коротша довжина маршруту, тим краще, що зменшує перешкоди. Однак не всі маршрути повинні бути короткими. Наприклад, маршрутизація DDR вимагає однакової довжини для ліній годинника, адреси та даних, тому ви побачите багато навмисно подовжених змієподібних трас.

Маршрутизація для спеціальних компонентів

• Високочастотні компоненти: тримайте з’єднання між високочастотними компонентами якомога коротшими, щоб зменшити розподілені параметри та взаємні електричні перешкоди; чутливі компоненти, схильні до перешкод, не слід розташовувати занадто близько один до одного.
• Компоненти з високою різницею напруги: збільште відстань між компонентами з високою різницею напруги та їх з’єднаннями, щоб уникнути випадкового короткого замикання та пошкодження компонентів. Щоб уникнути повзучих струмів, відстань між мідними проводами з різницею напруги 2000 В має бути більше 2 мм.
• Важкі компоненти: Важкі компоненти слід закріпити за допомогою кронштейнів.
• Нагрівальні та термочутливі компоненти: компоненти, що виділяють тепло, слід тримати подалі від термочутливих компонентів, а компоненти, що виділяють тепло, слід розподілити рівномірно.

Важливі параметри для проектування друкованої плати

• Ширина мідної доріжки: 0.3 мм для односторонніх плат, 0.2 мм для двосторонніх плат;
• Мінімальний зазор між мідними доріжками: 0.3 мм для односторонніх плат, 0.2 мм для двосторонніх плат;
• Мінімальна відстань від мідних доріжок до краю друкованої плати: 1 мм, мінімальна відстань від компонентів до краю друкованої плати: 5 мм, мінімальна відстань від паяльних майданчиків до краю друкованої плати: 4 мм;
• Діаметр паяльного майданчика для кріплення компонентів із звичайними наскрізними отворами вдвічі перевищує внутрішній діаметр паяльного майданчика.
• Електролітичні конденсатори не можна розміщувати поблизу компонентів, що виділяють тепло, таких як потужні резистори, трансформатори, потужні транзистори, трививодні регулятори напруги та радіатори. Відстань між електролітичними конденсаторами та цими компонентами має бути більше 10 мм.
• Отвори для гвинтів не повинні мати мідних слідів (за винятком ґрунту) або компонентів у межах зовнішнього радіусу 5 мм.
• У конструкціях друкованої плати з великою площею (понад 500 м²), щоб запобігти вигину друкованої плати під час пайки оплавленням, слід залишити зазор шириною від 5 мм до 10 мм посередині друкованої плати, не розміщуючи компоненти для розміщення притискних планок, щоб запобігти вигину друкованої плати.
• Використовуйте пусту стрілку, щоб вказати напрямок пайки оплавленням для кожної друкованої плати.
• Під час прокладки напрямок мікросхеми DIP-пакета має бути перпендикулярним до напрямку пайки оплавленням, а не паралельним, щоб уникнути утворення олов’яних перемичок.
• Коли напрямок маршрутизації змінюється з вертикального на горизонтальний, він повинен входити під кутом 45°.
• Ширина лінії електропередач не повинна бути менше 18mil; ширина сигнальної лінії не повинна бути менше 12mil; ширина вхідних і вихідних ліній ЦП не повинна бути менше 10mil (або 8mil); а відстань між рядками має бути не менше 10 mil.
• Щільність прокладки плат повинна бути відповідною. Якщо різниця щільності занадто велика, її слід заповнити сітчастою мідною фольгою з розміром сітки більше 8 mil (або 0.2 мм).
• У зонах у межах 1 мм від краю друкованої плати, призначених для прокладки, та в межах 1 мм навколо монтажних отворів прокладка заборонена.
• Попереджувальні знаки повинні бути надруковані на шарі шовкографії біля таких компонентів, як запобіжники, резистори запобіжників, конденсатори фільтра змінного струму 220 В, трансформатори тощо.
• Відстань між живою та нейтральною лініями джерела живлення змінного струму 220 В має бути не менше 3 мм. Відстань між будь-яким проводом у ланцюзі 220 В і низьковольтними компонентами, контактними майданчиками та слідами має бути не менше 6 мм, на них має бути надрукована позначка високої напруги. Низьку напругу та високу напругу слід розділити товстою дротяною сіткою, щоб обслуговуючий персонал поводився з ними обережно.

Вище наведено вичерпний посібник із знань про проводку друкованих плат, складений Highleap Electronic. Сподіваюся, ви можете щось отримати від цього! Зв'яжіться з нами, щоб дізнатися більше Процеси виготовлення друкованих плат.