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hdi pcb设计 hdi线路板制作流程

时间:2022-04-29 11:19:25 来源:PCBA 点击:0

hdi pcb设计 hdi线路板制作流程

HDI使用布线辅助设计工具可以加速设计方案的线路配置,并且可以在生产前利用软件模拟来发现电路板设计的问题。

随着对信息产品体积的要求越来越高,尤其是随着移动装置产品的尺寸朝着持续缩小的方向开发,运用HDI使用高密度互连技术制作的载波板终端设计应进一步降低产品尺寸。

HDI(High Desity Interconnect)是高密度相互连接技术,是在印刷电路板Printedcircuit board中使用的技术之一。HDI主要应用微盲埋孔的技术来制作,特性可以使印刷电路板内的电子电路分布线路密度更高,但由于线路密度大幅度增加,HDI制的印刷电路板不能用一般的钻孔方式开孔,HDI必须采用非机械钻孔工艺非机械式钻头方法相当多,其中“雷射钻孔”主要是HDI制作高密度相互连接技术的组合孔。

FPGA、GPU等高复杂度集成晶片的销太多,因此必须组合HDI板进行功能整合。

如果要求产品的极度小型化设计,则HDI板可以利用材料压缩母板面积,同时具有减轻重量的优点。

HDI电路板的设计复杂度高,必须用更多的心力验证设计。

现在HDI的性价值比较高的层数大多是6层上下。

HDI印刷电路板手机、超薄笔记本电脑、平板电脑、数码相机、车用电子、数码相机…等电子产品,已经使用HDI技术缩小了主板的设计,缩小后的利润相当大,终端产品的设计将更多的机构内空间用于电池、或者,不仅可以保留在更多的附加功能零组件中,还可以通过引入HDI相对降低产品成本。

HDI初期的中高价格手机现在几乎普及到各个移动设备上

初期HDI技术使用最多的产品,主要是功能性手机、智能手机,这样的产品占HDI高密度电路板的一半以上的使用量,Any?layer HDI(任意层高密度连接基板)是高阶HDI制作过程,与一般HDI电路基板的最大区别是,许多HDI通过钻孔过程进行钻孔PCB贯通处理,对于层与层之间的板材,用Any-layer HDI“雷射”钻头贯穿各层的互连设计。

例如,采用Any-layer HDI的制造方法,一般能够削减约4成的PCB体积,现在Any-layer HDI被用于Apple iPhone4或者更新颖的智能手机,通过更高密度地整合母板来降低产品设计的厚度产品设计可以以轻薄的设计形式向市场询问。但是Any?layer HDI是雷射使用盲孔制造的,在线路加工制作中比较难易度高,成本也比一般电路基板高,现在多只使用单价高的移动装置。

HDI印刷电路板因为使用增层法(BuildUp)制造,所以HDI的技术差是增层的数量,电路层数越多,技术的难易度越高!另一方面,一般用途的HDI板基本上可以使用一次增层,对于高阶用途的HDI板,分两次以上BuildUp增层技术制造,为了避免机械穿孔HDI板高密度布线的打孔的不正当损伤,钻孔过程是雷射穿孔、电镀填充孔、可以同时使用诸如迭代孔之类的先进的印刷电路板制造技术。

HDI在线路请求密度高的情况下使用雷射打开孔

HDI高密度制法没有明确的定义,但一般来说HDI或非HDI的差相当大。首先,在HDI制的电路基板上使用的孔径在6mil(1/1000英寸)以下,对于孔环的环径需要≤10mil,线路接点的配置密度每平方英吋为130点以上,信号线的线间隔在3mil以下。

HDI印刷电路板的优点相当多,HDI由于线路高集成化,所以能够大幅度缩小使用板材面积,层数越高可以缩小的板面也能够相应地增加,因为基材尺寸越小,HDI应用电路的板面面积可以比非HDI电路的板设计占用2~3倍可以保持同样复杂的线路,自然板材的材料重量可以由此缩小。对于特定的块电路(例如射频、高频)的设计,可以优选地使用多层结构,在主电路的上/下电路中设置大面积的金属接地层,由于PCB引起的高频线路EMI的问题,限制在HDI的板材内部,不影响外部的其他电子设备的运行。

另一方面,HDI板材料的重量较轻,线路密度较高,外壳内的空间使用率相对非HDI电路基板的设计较高,但现有的高频运转装置在采用HDI后,为了缩短信号线的传输距离,新型SoC和高频运转装置的信号传输品质电气特性良好得到传输效率的改善,若使用HDI8层以上,则基本上能够得到比非HDI电路基板更好的价格比,这对于终端产品设计来说也能够运用HDI母板设计方案,提高产品的产品性能和标准数据的表现,使产品具有市场竞争力。

高销数的键构成部件需要使用HDI进行产品设计。

特别是引脚数过多FPGA元件对于PCB配线来说是极大的烦恼,例如,现在最一般的GPU元件,引脚数也越来越发展,为了产品设计经常变更HDI印刷电路板,HDI特别适合需要复杂连接的设计方案。

特别是对于下一代SoC或集成晶片,在其高度的集成功能下IC销越来越多,与PCB大幅提高设计连接线路的难度相比,HDI高密度电路板设计方案利用板材内部的多层相互连接、匹配的优势复杂的晶片引脚可以一个接一个地连接,雷射盲孔制作可以在板材内制作精细盲孔,穿孔式、误置式、堆叠重复式也可以在任意层相互连接,线路的配置弹性比以往的PCB高我们还提供了一种更容易的板材设计方案,采用高针数集成晶片应用方案。

另一方面,HDI电路基板的设计也比以往PCB复杂,不仅线路变得更紧密,使用不同层的电路的相互连接的设计的复杂度也大幅提高,在线路变得更细、更紧密的同时,表示线路的导体截面积的变更变小,传输信号的完整性的问题更加显著PCB对于设计工程师来说,板材功能的验证和错误检测需要很多工夫。

特别是面对高度复杂的设计项目,例如在开发过程中板材电子电路遭遇设计变更的可能性相当高,但如果主板的核心元件有FPGA或其他很多带销的元件,稍微进行设计变更的话设计改善的时间会变慢,在频繁的设计过程中为了尽可能减少线路配置的错误,HDI必须组合能够支持高复杂度线路设计的设计辅助工具。特别是FPGA逻辑设计、硬体设计、PCB在逻辑和相关设计数据相互相通的设计架构下,无论变动什么特别方案的设计规格,都必须使开发系统即时作出反应,以免发生设计板材和目标晶片不一致的设计问题。

HDI基板设计需要更加慎重地进行产品验证

HDI印刷电路板由于线路的复杂度大幅提高,所以对以往的PCB配线设计作业造成更多的设计负荷。在实际的开发方案中,虽然可以利用辅助开发软件快速配置、配置配线,但实际上结合开发者的设计经验,进行元件配置、线路配置的优化调整,组合开发软件的自动化使销与线路连接关系对应相对位置自动更换线销等自动化设计方案进一步简化HDI印刷电路板的设计程序,减少冗余的开发时间。

另外HDI在高速元件的设计应用中也经常使用,特别是在当前3C或移动装置中,往往具有GHz等级的动作时脉的情况下,主机板线路的行驶也会影响高频运转下的EMI/EMC问题的影响。一般来说,首先利用开发软件进行定时规则、线路拓扑的设计参数的设定,首先在提供了对开发软件可供参考的限制范围之后,利用开发软件带来的软件验证功能,能够进行初步设计的本机验证。实际的设计方案需要先进行多个软件验证后,制作参考设计HDI板进行材料功能验证。

使用软件的模拟验证有相当的优点,基本上通过软件的模拟验证能够快速发现有可能发生错误的逻辑线路,通过设计软件进行检查点、检查线可以检查有可能设计错误的块,软件模拟的速度相当快,可以投入板材小批量制作前的验证基础,可以将软件验证和模拟环境测试组合起来等待,直到没有问题发生。进行样品的实体验证,可以大幅度削减开发成本HDI。

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