什(shén)麼是 HDI 佈線
HDI (High Density Interconnects，高(gāo)密度互連) 佈線是指運用(yòng)最新的(de)設計策略和(hé)製造技術，在不影(yǐng)響電路功能的(de)情況下(xià)實現更密集的(de)設計。換句話說，HDI 涉及到使用(yòng)多(duō)個佈線層、尺寸更小的(de)走線、過孔、焊盤和(hé)更薄的(de)基闆，從而在以前不可(kě)能實現的(de)占位面積內安裝複雜且通(tōng)常是高(gāo)速的(de)電路。
隨著製造技術的(de)發展，HDI 佈線開始見於很多(duō)設計，如主機闆、圖形控制器、智慧手機和(hé)其他(tā)空間受限的(de)設備。如果實施得(de)當，HDI 佈線不僅能大(dà)大(dà)減少設計空間，而且還減少了(le) PCB 上的(de) EMI 問題。降低成本是公司的(de)一個重要目標，而 HDI 佈線恰好可(kě)以實現這一點。
HDI 佈線和(hé)微過孔
瞭解 HDI 佈線比典型多(duō)層佈線策略更為複雜十分(fēn)重要。我們可(kě)能設計過 8 層或 16 層 PCB，但是仍需要學習 HDI 佈線中涉及的(de)一些全新概念。
在典型的(de) PCB 設計中，實際的(de)印刷電路闆被視為一個單一的(de)實體，並被劃分(fēn)為多(duō)個層。然而，HDI 佈線要求設計工程師從將 PCB 的(de)多(duō)個超薄層整合成一個單一功能 PCB 的(de)角度來思考。
可(kě)以說，實現 HDI 佈線的(de)關鍵推動力是過孔技術的(de)發展。過孔不再是在 PCB 各個層上鑽出的(de)鍍銅孔。傳統的(de)過孔機制減少了(le)未被信號線使用(yòng)的(de) PCB 層中的(de)佈線區域。
傳統的(de)過孔在 HDI 佈線中沒有用(yòng)武之地
在 HDI 佈線中，微過孔是發揮推動作用(yòng)的(de)焦點，負責將多(duō)層密集佈線整合在一起。為了(le)便於理(lǐ)解，可(kě)以認為微過孔由盲孔或埋孔組成，但具有不同的(de)結構方法。傳統的(de)過孔是將各層組合在一起後用(yòng)鑽頭鑽出的(de)。然而，微過孔是在各層堆疊之前，用(yòng)雷射在各層上鑽出的(de)。雷射鑽出的(de)微過孔允許以最小的(de)孔徑和(hé)焊盤尺寸在各層之間進行互連。這有利於實現 BGA 部件的(de)扇出佈局，其中引腳以網格形式排列。
HDI 佈線策略
隨著微過孔的(de)使用(yòng)，PCB 設計工程師能夠在 PCB 的(de)任何層實現複雜的(de)佈線。這種方法被稱為任意層 HDI 或每層互連。由於有了(le)節省空間的(de)微過孔，兩個外層都可(kě)以放置密佈的(de)元件，因為大(dà)部分(fēn)的(de)佈線都在內層完成。
低阻抗接地平面對 HDI 佈線至關重要
然而，多(duō)層設計中元件和(hé)走線更密集，也(yě)會增加產生 EMI 輻射和(hé)磁化(huà)率的(de)風險。當我們在進行 HDI 設計時，確保 PCB 疊層具有恰當的(de)結構非常重要。我們需要有足夠的(de)接地平面以獲得(de)低阻抗的(de)返回路徑。
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要把內部佈線層置於接地層或電源層之間，以減少交叉耦合或串擾的(de)情況。讓高(gāo)速信號的(de)路徑盡可(kě)能短，包括返回路徑。正確規劃和(hé)使用(yòng)微過孔有助於把信號路徑限制在一個很小範圍內，並減少 EMI 的(de)風險。
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當然，為了(le)安全起見，使用(yòng)合適的(de)軟體類比 HDI PCB 也(yě)會有所幫助。OrCAD 和(hé)Allegro PCB 設計工具能夠透過智慧型網路系統、DRC 和(hé)簡單的(de)生產檔，使您的(de) Layout 挑戰迎刃而解。
譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
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