W ostatnich czasach, istnieje rosnąca tendencja do miniaturyzacji i zwiększonej inteligencji produktów elektronicznych. Doprowadziło to do tego, że projektanci wykorzystali mniejsze płytki PCB, aby spełnić te wymagania projektowe, stało się możliwe dzięki zastosowaniu połączenia międzysieciowego o dużej gęstości (HDI) Technologia PCB. PCB HDI stosować techniki, takie jak ślepe przelotki, zakopane przelotki, mikrodrogi, przelotki w padach, i bardzo cienkie ścieżki, aby pomieścić więcej komponentów na mniejszej powierzchni, przy jednoczesnym zachowaniu jakości i wydajności.
A projektowanie PCB HDI to krytyczny proces, który wymaga specjalistycznej wiedzy, doświadczenie, i właściwego wykorzystania technologii. Aby pomóc w zrozumieniu układu HDI i ułatwić udane zaprojektowanie PCB HDI, na tym blogu dzielimy się kilkoma kluczowymi uwagami i sugestiami, o których należy pamiętać podczas procesu projektowania, z nadzieją zainspirowania Cię do tworzenia innowacyjnych projektów HDI.
Co to jest układ HDI?
Projektowanie PCB HDI to specjalistyczne podejście, które optymalizuje rozmieszczenie komponentów na płytce drukowanej (PCB) aby zmaksymalizować wykorzystanie przestrzeni i zminimalizować zakłócenia sygnału. Jest to szczególnie korzystne przy projektowaniu kompaktowych i wydajnych urządzeń elektronicznych, takich jak smartfony, tabletki, i urządzenia do noszenia.
Istnieją różne rodzaje układów HDI, w tym sekwencyjne budowanie, ułożone przelotki, i mikroprzelotki. W układzie sekwencyjnym, warstwy PCB są budowane sekwencyjnie, aby osiągnąć pożądaną gęstość. Ułożone przelotki obejmują wiercenie otworów w wielu warstwach płytki w celu utworzenia połączeń. Z drugiej strony, mikroprzelotki są podobne do przelotek ułożonych w stos, ale są dużo mniejsze, pozwalając na jeszcze większą gęstość komponentów na płytce drukowanej.
Niektóre typowe cechy układu HDI obejmują:
Mniejsze przelotki: Płyty HDI wykorzystują mikroprzelotki, które można wiercić mechanicznie lub laserowo, wraz z ślepymi/zakopanymi i przesuniętymi przelotkami do przechodzenia między warstwami. Te przelotki mają zmniejszone proporcje w porównaniu z konwencjonalnymi przelotkami, a ich mniejsze średnice ograniczają ich głębokość.
Cieńsze ślady: Połączenie o dużej gęstości (HDI) płytki wymagają węższych ścieżek do ustanowienia połączeń z przelotkami na wielu warstwach i przelotkami w padach. Cieńsze ścieżki umożliwiają również większą gęstość ścieżek, co jest kluczowym aspektem projektowania HDI.
Większa liczba warstw: Podczas gdy płyty inne niż HDI mogą mieć dużą liczbę warstw, Płyty HDI często mają 20 lub więcej warstw, zwłaszcza w przypadku elementów o dużej gęstości pinów, takich jak układy FPGA. Zwiększona liczba warstw pozwala na bardziej złożone trasowanie i łączność.
Niższe poziomy sygnału: Płyty HDI generalnie nie nadają się do zastosowań związanych z wysokim napięciem lub wysokim prądem. Dzieje się tak, ponieważ bliskość sąsiednich linii w układach HDI może powodować wyładowania elektrostatyczne (wyładowania elektrostatyczne) kwestie, a wysokie prądy mogą powodować nadmierny wzrost temperatury przewodów. A zatem, Układy HDI są używane głównie w urządzeniach elektronicznych niskiego napięcia i prądu.
Kluczowe kwestie dotyczące projektowania PCB HDI
Względy projektowe płytek drukowanych z połączeniami o dużej gęstości często wymagają unikalnych procesów produkcyjnych, różniących się od tych, do których są stosowane inne typy PCB. Poniżej przedstawiono niektóre z kluczowych kwestii związanych z produkcją PCB HDI:
- Układ warstw
Płytki PCB HDI zazwyczaj mają wiele warstw z trasowaniem i połączeniami o dużej gęstości. Ułożenie warstw ma kluczowe znaczenie, ponieważ wpływa na ogólną wydajność i możliwości produkcyjne PCB. Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy układaniu warstw, obejmują liczbę warstw, grubość każdej warstwy, rodzaj użytych materiałów, oraz rozmieszczenie płaszczyzn zasilania i uziemienia. Właściwy projekt stosu warstw jest niezbędny do zapewnienia integralności sygnału, kontrolowana impedancja, i zarządzanie ciepłem.
- Szerokość śladu i odstępy
Płytki PCB HDI wymagają niewielkich odstępów między ścieżkami i podkładkami, aby pomieścić trasy o dużej gęstości. Szerokość ścieżek i odstępy muszą być starannie dobrane, aby spełnić wymagania projektowe, takich jak kontrolowana impedancja, przesłuchy, i obciążalności prądowej. W celu uzyskania większej gęstości obwodów mogą być potrzebne mniejsze szerokości ścieżek i odstępy, ale mogą również zwiększać ryzyko problemów z integralnością sygnału, Wady produkcyjne, i szum elektryczny.
- Poprzez projekt
Płytki drukowane HDI w dużym stopniu polegają na przelotkach do połączeń między różnymi warstwami. Właściwy projekt przelotki ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia routingu o dużej gęstości i niezawodnej transmisji sygnału. Istnieje kilka rodzajów przelotki PCV, w tym przelotki przelotowe, ślepe przelotki, i zakopane przelotki, każdy ze swoimi zaletami i ograniczeniami. Lokalizacja, rozmiar, i odstępy między przelotkami muszą być starannie przemyślane, aby zapewnić właściwą wydajność elektryczną, zarządzanie ciepłem, i możliwości produkcyjne.
- Umieszczanie komponentów
Umieszczenie komponentów na płytce PCB HDI ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dużej gęstości obwodów i zoptymalizowanego trasowania sygnału. Należy dokładnie przemyśleć rozmieszczenie elementów, w tym elementy pasywne, układy scalone, złącza, i inne komponenty, aby zminimalizować opóźnienia sygnału, przeciążenie tras, i kwestie termiczne. Strategiczne rozmieszczenie komponentów na płytce PCB może znacznie wpłynąć na ogólną wydajność i niezawodność płytki.
- Integralność sygnału
Płytki PCB HDI często działają z dużymi prędkościami, a integralność sygnału ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia niezawodnego działania. Czynniki takie jak dopasowanie impedancji, odbicia sygnału, przesłuchy, i zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) należy dokładnie rozważyć na etapie projektowania. Zaawansowane narzędzia do symulacji i analizy mogą służyć do sprawdzania integralności sygnału i optymalizacji projektu PCB pod kątem szybkiej sygnalizacji.
- Struktury HDI
Płytki PCB HDI są dostępne w różnych opcjach układu, w tym 1-n-1 PCB i 2-n-2 PCB. Płytka drukowana 1-n-1 to najbardziej podstawowa forma płytki drukowanej o dużej gęstości połączeń, składa się z pojedynczego stosu połączonych ze sobą warstw. Polega na sekwencyjnym laminowaniu po obu stronach rdzenia. Przeciwnie, PCB 2-n-2 ma dwie warstwy HDI, które umożliwiają naprzemienne lub ułożone w stos mikroprzelotki w różnych warstwach. Złożone projekty często zawierają ułożone w stos struktury mikroprzelotek wypełnione miedzią, i liczba warstw (X-n-X) może osiągnąć wysoki poziom, chociaż złożoność i względy związane z kosztami mogą ograniczać gromadzenie się.
7 Wskazówki, dzięki którym Twój projekt PCB HDI zakończy się sukcesem
- Przyjmij strategię DFM
Aby zapewnić bezproblemowy i opłacalny proces produkcyjny dla połączeń międzysystemowych o dużej gęstości (HDI) PCB, zalecamy integrację a Projekt dla produkcji (DFM) strategia. Podejście to koncentruje się na opracowaniu produktu, który można wyprodukować szybko i wydajnie, będąc jednocześnie praktycznym i wykonalnym.
- Rozważ możliwości produkcyjne
Podczas projektowania PCB HDI, ważne jest, aby wziąć pod uwagę możliwości wybranego producenta PCB. Projektowanie płytki, która wykracza poza jej możliwości, może skutkować daremnym projektem. Aby zapewnić sukces, stwórz płytę HDI, która wykorzystuje zalety technologii HDI, a jednocześnie jest możliwa do wyprodukowania przez wybranego przez Ciebie producenta.
- Wybierz typ Right Via
Wybrany typ przelotki może znacząco wpłynąć na koszt i czas produkcji. mikrościeżki, takie jak wersje via-in-pad i near-pad, może skrócić czas i koszty produkcji poprzez ograniczenie liczby warstw i materiałów. Podczas wybierania typu przelotki, weź pod uwagę koszt zarówno dla Ciebie, jak i dla producenta PCB HDI, przy jednoczesnym zapewnieniu, że spełnia wymagane parametry elektryczne płytki PCB HDI.
- Weź pod uwagę dostępność i rozmiar komponentów
Kluczową rolę odgrywa również liczba i rozmiar komponentów użytych w projekcie HDI PCB. Należy pamiętać, że głównym celem płytek drukowanych HDI jest minimalizacja kosztów i zajmowanej powierzchni. Wybierz lekką, opłacalne, i minimalne komponenty spełniające wymagania projektowe. Umieszczenie komponentów wpłynie na szerokość śladu, rozmiar dziury, oraz wymiary całej płytki, więc zapewnij jakość i niezawodność, jednocześnie optymalizując przestrzeń.
- Unikaj przepełnienia komponentów
Podczas gdy kompaktowa konstrukcja może kusić do umieszczania komponentów zbyt blisko siebie, ważne jest, aby unikać przepełnienia. Urządzenia o dużej mocy mogą powodować zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), wpływając na integralność sygnału. dodatkowo, indukcyjności i pojemności w pobliżu padów mogą wpływać na siłę sygnału i szybkość komunikacji. Upewnij się, że komponenty są rozmieszczone symetrycznie, aby zmniejszyć naprężenia i uniknąć zniekształceń. Weź pod uwagę łatwość konserwacji i przeróbek na etapach instalacji.
- Wybierz efektywny projekt stosu
Konstrukcja stosu PCB może również wpływać na wyzwania produkcyjne. Liczba warstw i rodzaje materiałów w stosie mogą wpływać na częstotliwość laminowania i czas wiercenia. Wybierz projekt stosu, który jest wydajny, a jednocześnie ekonomiczny, z uwzględnieniem możliwości produkcyjnych wybranego przez Państwa producenta PCB.
- Współpracuj z ekspertem od projektowania PCB
Jeśli projektujesz PCB HDI, ważna jest współpraca z ekspertem od projektowania PCB. Ekspert w dziedzinie projektowania może pomóc w zaplanowaniu układu, wybrać odpowiednie materiały, i upewnij się, że Twój projekt jest zoptymalizowany pod kątem wydajności i możliwości produkcyjnych. Przy wyborze eksperta od projektowania PCB, poszukaj kogoś, kto ma doświadczenie z układem HDI i ma udokumentowane sukcesy.
Wniosek
Podsumowując, Projektowanie PCB HDI to krytyczny proces, który wymaga starannego rozważenia różnych czynników. Postępując zgodnie z wytycznymi projektowymi HDI PCB i biorąc pod uwagę kluczowe czynniki wymienione na tym blogu, projektanci mogą tworzyć innowacyjne i niezawodne projekty HDI oraz umożliwiać realizację innowacyjnych i nowatorskich produktów. Technologia MOKO, wiodący producent PCB w Chinach, zajmuje się projektowaniem PCB od prawie 20 lat. Posiadamy całą wiedzę i narzędzia wymagane do wykonania zaawansowanego projektu PCB HDI, Nasz zespół ekspertów obsługiwał klientów z różnych branż, począwszy od medycznej, i elektroniki użytkowej, do motoryzacji, i IoT. Skontaktuj się z nami aby uzyskać niezawodne usługi projektowania PCB HDI.
