Ces derniers temps, il y a eu une tendance croissante à la miniaturisation et à l'intelligence accrue des produits électroniques. Cela a conduit les concepteurs à utiliser des cartes de circuits imprimés plus petites pour répondre à ces exigences de conception, rendu possible grâce à l'utilisation de l'interconnexion haute densité (HDI) Technologie PCB. PCB HDI utiliser des techniques telles que les vias aveugles, vias enterrés, micro voies, vias dans les pastilles, et des traces très fines pour accueillir plus de composants dans un encombrement réduit tout en maintenant la qualité et les performances.
Et la conception de PCB HDI est un processus critique qui nécessite une expertise, expérience, et la bonne utilisation de la technologie. Afin de vous aider à comprendre la disposition HDI et de faciliter la conception réussie des circuits imprimés HDI, nous partageons quelques considérations et suggestions clés à garder à l'esprit pendant le processus de conception dans ce blog, dans l'espoir de vous inspirer pour créer des designs HDI innovants.
Qu'est-ce que la mise en page HDI?
La conception de circuits imprimés HDI est une approche spécialisée qui optimise le placement des composants sur une carte de circuit imprimé (PCB) pour maximiser l'utilisation de l'espace et minimiser les interférences de signal. Il est particulièrement intéressant pour concevoir des appareils électroniques compacts et performants comme les smartphones, comprimés, et vêtements.
Il existe différents types de dispositions HDI, y compris la construction séquentielle, vias empilés, et microvias. Dans la construction séquentielle, les couches du PCB sont construites séquentiellement pour atteindre la densité souhaitée. Les vias empilés impliquent de percer des trous à travers plusieurs couches de la carte pour créer des interconnexions. D'autre part, les microvias sont similaires aux vias empilés, mais ils sont beaucoup plus petits, permettant une densité de composants encore plus élevée sur le PCB.
Certaines caractéristiques communes d'une mise en page HDI comprennent:
Vias plus petits: Les cartes HDI utilisent des microvias, qui peut être percé mécaniquement ou avec des lasers, ainsi que des vias aveugles/enterrés et décalés pour la transition entre les couches. Ces vias ont des rapports d'aspect réduits par rapport aux vias traversants conventionnels, et leurs diamètres plus petits limitent leur profondeur.
Traces plus fines: Interconnexion haute densité (HDI) les cartes nécessitent des pistes plus étroites pour établir des connexions aux vias sur plusieurs couches et vias in-pad. Des traces plus fines permettent également une densité de traces plus élevée, qui est un aspect clé de la conception HDI.
Nombre de couches plus élevé: Alors que les cartes non HDI peuvent avoir un nombre élevé de couches, Les cartes HDI ont souvent 20 ou plusieurs couches, surtout lorsqu'il s'agit de composants à haute densité de broches comme FPGA. L'augmentation du nombre de couches permet un routage et une interconnectivité plus complexes.
Niveaux de signal inférieurs: Les cartes HDI ne conviennent généralement pas aux applications impliquant une haute tension ou un courant élevé. En effet, la proximité des lignes voisines dans les dispositions HDI peut provoquer des décharges électrostatiques (décharge électrostatique) questions, et des courants élevés peuvent entraîner une élévation excessive de la température des conducteurs. Donc, Les dispositions HDI sont principalement utilisées pour les appareils électroniques à basse tension et à faible courant.
Considérations clés pour la conception de circuits imprimés HDI
Les considérations de conception pour les circuits imprimés d'interconnexion haute densité nécessitent souvent des processus de production uniques distincts de ceux utilisés pour autres types de PCB. Voici quelques-unes des considérations clés impliquées dans la production de PCB HDI:
- Superposition de couches
Les PCB HDI ont généralement plusieurs couches avec un routage et des interconnexions haute densité. L'empilement des couches est une considération critique car elle affecte les performances globales et la fabricabilité du PCB. Les facteurs à prendre en compte dans l'empilement des couches incluent le nombre de couches, l'épaisseur de chaque couche, le type de matériaux utilisés, et la disposition des plans de puissance et de masse. Une conception appropriée de l'empilement des couches est essentielle pour garantir l'intégrité du signal, impédance contrôlée, et gestion thermique.
- Largeur et espacement des traces
Les circuits imprimés HDI nécessitent un espacement serré entre les pistes et les pastilles pour s'adapter au routage haute densité. La largeur et l'espacement des traces doivent être choisis avec soin pour répondre aux exigences de conception, comme l'impédance contrôlée, diaphonie, et la capacité de charge actuelle. Des largeurs de piste et un espacement plus petits peuvent être nécessaires pour obtenir une densité de circuit plus élevée, mais ils peuvent également augmenter le risque de problèmes d'intégrité du signal, défauts de fabrication, et le bruit électrique.
- Via la conception
Les PCB HDI dépendent fortement des vias pour l'interconnexion entre les différentes couches. Une bonne conception via est cruciale pour obtenir un routage haute densité et une transmission de signal fiable. Il existe plusieurs types de Via PCV, y compris vias traversants, vias aveugles, et vias enterrés, chacun avec ses avantages et ses limites. L'emplacement, Taille, et l'espacement des vias doivent être soigneusement pris en compte pour assurer une bonne performance électrique, gestion de la chaleur, et fabricabilité.
- Emplacement des composants
Le placement des composants sur un circuit imprimé HDI est essentiel pour obtenir une densité de circuit élevée et un routage de signal optimisé. Une attention particulière doit être accordée au placement des composants, y compris les composants passifs, CI, connecteurs, et autres composants, pour minimiser les retards de signal, encombrement du routage, et les problèmes thermiques. La disposition stratégique des composants sur un circuit imprimé peut grandement influencer les performances et la fiabilité globales de la carte.
- L'intégrité du signal
Les PCB HDI fonctionnent souvent à des vitesses élevées, et l'intégrité du signal est cruciale pour garantir des performances fiables. Facteurs tels que l'adaptation d'impédance, réflexions du signal, diaphonie, et les interférences électromagnétiques (EMI) doivent être soigneusement pris en compte lors de la phase de conception. Des outils de simulation et d'analyse avancés peuvent être utilisés pour valider l'intégrité du signal et optimiser la conception du circuit imprimé pour une signalisation à grande vitesse.
- Ouvrages IDH
Les circuits imprimés HDI sont disponibles dans différentes options de mise en page, y compris PCB 1-n-1 et PCB 2-n-2. Une carte de circuit imprimé 1-n-1 est la forme la plus basique de PCB d'interconnexion haute densité, composé d'un seul empilement de couches interconnectées. Il s'agit d'un laminage séquentiel des deux côtés du noyau. Au contraire, un PCB 2-n-2 a deux couches HDI, qui permettent des microvias échelonnés ou empilés sur différentes couches. Les conceptions complexes intègrent souvent des structures de microvias empilées remplies de cuivre, et le nombre de couches (X-n-X) peut atteindre des niveaux élevés, bien que des considérations de complexité et de coût puissent limiter l'accumulation.
7 Conseils pour réussir la conception de votre circuit imprimé HDI
- Adopter une stratégie DFM
Assurer un processus de fabrication transparent et rentable pour l'interconnexion haute densité (HDI) PCB, nous recommandons d'intégrer un Conception pour la fabrication (DFM) stratégie. Cette approche se concentre sur le développement d'un produit qui peut être fabriqué rapidement et efficacement, tout en étant pratique et faisable.
- Considérez les capacités de fabrication
Lors de la conception d'un PCB HDI, il est crucial de prendre en compte les capacités du fabricant de PCB que vous avez choisi. Concevoir une carte qui va au-delà de ses capacités peut aboutir à une conception futile. Pour assurer le succès, créer une carte HDI qui exploite les avantages de la technologie HDI tout en étant manufacturable par le fabricant de votre choix.
- Choisissez le bon type d'intermédiaire
Le type de via que vous choisissez peut avoir un impact significatif sur le coût et le temps de production. micro-chemins, comme les versions via-in-pad et near-pad, peut réduire le temps et le coût de production en limitant le nombre de couches et de matériaux. Lors de la sélection d'un type de via, considérez le coût pour vous et votre fabricant de PCB HDI, tout en veillant à ce qu'il réponde aux performances électriques requises du PCB HDI.
- Considérez la disponibilité et la taille des composants
Le nombre et la taille des composants utilisés dans la conception du PCB HDI jouent également un rôle crucial. Gardez à l'esprit que l'objectif principal des PCB HDI est de minimiser les dépenses et l'espace de surface. Choisissez léger, rentable, et des composants minimaux qui répondent aux exigences de conception. Le placement des composants aura un impact sur la largeur de trace, taille du trou, et dimensions globales de la planche, donc assurer la qualité et la fiabilité tout en optimisant l'espace.
- Évitez les composants surchargés
Bien qu'une conception compacte puisse vous inciter à placer des composants trop proches les uns des autres, il est important d'éviter la surpopulation. Les appareils à haute puissance peuvent entraîner des interférences électromagnétiques (EMI), affectant l'intégrité du signal. aditionellement, les inductances et les capacités à proximité des plots peuvent avoir un impact sur la force du signal et la vitesse de communication. Assurez-vous que les composants sont placés pour répartir les vias de manière symétrique afin de réduire les contraintes et d'éviter les distorsions. Considérez la facilité d'entretien et de reprise pendant les étapes d'installation.
- Choisissez une conception d'empilage efficace
La conception d'empilage du PCB peut également avoir un impact sur les défis de fabrication. Le nombre de couches et de types de matériaux dans l'empilement peut affecter la fréquence de stratification et le temps de perçage. Choisissez une conception d'empilement qui est efficace mais rentable, en tenant compte des capacités de fabrication du fabricant de PCB que vous avez choisi.
- Travaillez avec un expert en conception de circuits imprimés
Si vous concevez un PCB HDI, il est important de travailler avec un expert en conception de circuits imprimés. Un expert en design peut vous aider à planifier votre aménagement, sélectionner les bons matériaux, et assurez-vous que votre conception est optimisée pour les performances et la fabricabilité. Lors du choix d'un expert en conception de circuits imprimés, recherchez quelqu'un qui a de l'expérience avec la mise en page HDI et qui a fait ses preuves en matière de réussite.
Conclusion
En conclusion, La conception de circuits imprimés HDI est un processus critique qui nécessite un examen attentif de divers facteurs. En suivant les directives de conception de PCB HDI et en tenant compte des facteurs clés mentionnés dans ce blog, les concepteurs peuvent créer des conceptions HDI innovantes et fiables et permettre la réalisation de produits innovants et de pointe. Technologie MOKO, un important fabricant de PCB en Chine, est engagé dans la conception de circuits imprimés depuis près de 20 années. Nous possédons toute l'expertise et tous les outils nécessaires pour réaliser une conception puissante de circuits imprimés HDI, notre équipe d'experts a servi des clients de diverses industries allant du médical, et électronique grand public, à l'automobile, et IdO. Nous contacter pour obtenir des services de conception de circuits imprimés HDI fiables.
