如何在您的 PCB 設計軟件中設置 HDI PCB 布局和布線(xiàn)

2021-06-16

如何在您的 PCB 設計軟件中設置 HDI PCB 布局和布線(xiàn)

HDI PCB 布局可能會(huì )非常局促，但正確的設計規則集將幫助您成功設計。

更先進(jìn)的 PCB 將更多功能打包到更小的空間中，通常具有定制的 IC/SoC、更高的層數和更小的走線(xiàn)。使這些設計的布局正確，需要一套強大的規則驅動(dòng)設計工具，可以在您創(chuàng )建 PCB 時(shí)根據設計規則檢查您的布線(xiàn)和布局。如果您正在處理您的第一個(gè) HDI 布局，則可能很難看出在開(kāi)始 PCB 布局時(shí)需要設置哪些設計規則。

設置您的 HDI PCB 布局

對于 HDI PCB，除了組件和布線(xiàn)密度之外，這些產(chǎn)品通常與人們認為的標準 PCB 沒(méi)有什么區別。我見(jiàn)過(guò)設計師說(shuō) HDI 板是任何具有 10 mil 或更小的通孔、6 mil 或更小的走線(xiàn)，或任何具有 0.5 mm 或更小的引腳間距的板。您的制造商會(huì )告訴您 HDI PCB 使用約 8 密耳或更小的盲孔，其中較小的過(guò)孔是激光鉆孔的。

在某些方面，它們都是正確的，因為對于構成 HDI PCB 布局的內容沒(méi)有特定的閾值。每個(gè)人都同意，一旦設計包含微孔，它就是 HDI 板。在設計方面，您需要在接觸布局之前設置某些設計規則。在設置設計規則之前，您應該收集制造商的能力。完成此操作后，您需要設置設計規則和一些布局功能

走線(xiàn)寬度和過(guò)孔尺寸。走線(xiàn)的寬度與其阻抗有關(guān)，走線(xiàn)寬度將決定您何時(shí)進(jìn)入 HDI 制度。一旦走線(xiàn)寬度變得足夠小，通孔也將變得如此之小，以至于它們必須制造為微通孔。

層過(guò)渡。需要根據縱橫比仔細設計過(guò)孔，這也取決于所需的層厚。應盡早定義層轉換，以便在布線(xiàn)期間快速放置它們。

清關(guān)。痕跡需要彼此分開(kāi)，并與不屬于網(wǎng)絡(luò )的其他對象（焊盤(pán)、組件、平面等）分開(kāi)。此處的目標是確保符合 HDI DFM 規則并防止過(guò)度串擾。

其他布線(xiàn)約束，如走線(xiàn)長(cháng)度調整、最大走線(xiàn)長(cháng)度和布線(xiàn)期間允許的阻抗偏差也很重要，但它們將適用于 HDI 板之外。在這里，最重要的兩點(diǎn)是通孔尺寸和走線(xiàn)寬度?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式（例如，模擬）或遵循標準經(jīng)驗法則來(lái)確定間隙。小心后者，因為這可能會(huì )造成內層串擾過(guò)多或布線(xiàn)密度不足的情況。

疊層和過(guò)孔

HDI 疊層的范圍可以從幾層到幾十層不等，以適應所需的布線(xiàn)密度。具有高引腳數細間距 BGA 的電路板每象限可能有數百個(gè)連接，因此在為 HDI PCB 布局創(chuàng )建層堆棧時(shí)需要設置過(guò)孔。

如果您查看 PCB 設計軟件中的層堆棧管理器，您可能無(wú)法將特定層轉換明確定義為微孔。沒(méi)關(guān)系; 您仍然可以設置層過(guò)渡，然后在設計規則中設置過(guò)孔尺寸限制。在 Altium Designer 中，您可以在層堆棧管理器中創(chuàng )建過(guò)孔轉換，并在屬性面板中將它們標記為微孔。 

在 HDI PCB 疊層中定義微孔。

一旦您開(kāi)始設置設計規則并創(chuàng )建通孔模板，這種將通孔作為微通孔專(zhuān)門(mén)調用的功能非常有用。要為過(guò)孔布線(xiàn)設置設計規則，您可以將設計規則定義為僅適用于微孔。這使您可以對間隙、通孔焊盤(pán)尺寸和孔直徑設置特定限制。

為 HDI 布線(xiàn)設置微孔設計規則。

請注意，此處定義的通孔寬度和焊盤(pán)尺寸取自早期項目的制造商能力。在開(kāi)始設置設計規則之前，您應該就他們的能力咨詢(xún)您的制造商。然后需要在設計規則中設置走線(xiàn)寬度，以確保將走線(xiàn)阻抗控制在所需值。在其他不需要阻抗控制的情況下，您可能仍然希望限制 HDI 板中的走線(xiàn)寬度以保持高布線(xiàn)密度。

走線(xiàn)寬度

您可以通過(guò)多種方式確定所需的走線(xiàn)寬度。首先，對于阻抗控制路由，您需要以下工具之一：

用筆和紙計算所需的跡線(xiàn)尺寸（困難的方法）

在線(xiàn)計算器（快速方法）

集成在您的設計和布局工具中的場(chǎng)解算器（最準確的方式）

使用在線(xiàn)計算器進(jìn)行走線(xiàn)阻抗計算的缺點(diǎn)，在為 HDI PCB 布局調整走線(xiàn)尺寸時(shí)，同樣的觀(guān)點(diǎn)也適用。

要設置走線(xiàn)寬度，您可以在設計規則編輯器中將其定義為約束，就像使用過(guò)孔尺寸一樣。如果你不擔心阻抗控制，你可以設置任何你喜歡的寬度。否則，您需要確定 PCB 疊層的阻抗曲線(xiàn)，并輸入此特定寬度作為設計規則。

您需要謹慎平衡，因為走線(xiàn)寬度對于您的通孔著(zhù)陸墊尺寸來(lái)說(shuō)不能太大。如果阻抗控制的走線(xiàn)寬度太大，您應該減小層壓板厚度，因為這將迫使走線(xiàn)寬度減小，或者您可以增加焊盤(pán)尺寸。只要著(zhù)陸墊尺寸超過(guò) IPC 標準中列出的值，從可靠性的角度來(lái)看。