如何在您的 PCB 设计软件中设置 HDI PCB 布局和布線(xiàn)

2021-06-16

如何在您的 PCB 设计软件中设置 HDI PCB 布局和布線(xiàn)

HDI PCB 布局可(kě)能(néng)会非常局促，但正确的设计规则集将帮助您成功设计。

更先进的 PCB 将更多(duō)功能(néng)打包到更小(xiǎo)的空间中，通常具有(yǒu)定制的 IC/SoC、更高的层数和更小(xiǎo)的走線(xiàn)。使这些设计的布局正确，需要一套强大的规则驱动设计工具，可(kě)以在您创建 PCB 时根据设计规则检查您的布線(xiàn)和布局。如果您正在处理(lǐ)您的第一个 HDI 布局，则可(kě)能(néng)很(hěn)难看出在开始 PCB 布局时需要设置哪些设计规则。

设置您的 HDI PCB 布局

对于 HDI PCB，除了组件和布線(xiàn)密度之外，这些产品通常与人们认為(wèi)的标准 PCB 没有(yǒu)什么區(qū)别。我见过设计师说 HDI 板是任何具有(yǒu) 10 mil 或更小(xiǎo)的通孔、6 mil 或更小(xiǎo)的走線(xiàn)，或任何具有(yǒu) 0.5 mm 或更小(xiǎo)的引脚间距的板。您的制造商(shāng)会告诉您 HDI PCB 使用(yòng)约 8 密耳或更小(xiǎo)的盲孔，其中较小(xiǎo)的过孔是激光钻孔的。

在某些方面，它们都是正确的，因為(wèi)对于构成 HDI PCB 布局的内容没有(yǒu)特定的阈值。每个人都同意，一旦设计包含微孔，它就是 HDI 板。在设计方面，您需要在接触布局之前设置某些设计规则。在设置设计规则之前，您应该收集制造商(shāng)的能(néng)力。完成此操作后，您需要设置设计规则和一些布局功能(néng)

走線(xiàn)宽度和过孔尺寸。走線(xiàn)的宽度与其阻抗有(yǒu)关，走線(xiàn)宽度将决定您何时进入 HDI 制度。一旦走線(xiàn)宽度变得足够小(xiǎo)，通孔也将变得如此之小(xiǎo)，以至于它们必须制造為(wèi)微通孔。

层过渡。需要根据纵横比仔细设计过孔，这也取决于所需的层厚。应尽早定义层转换，以便在布線(xiàn)期间快速放置它们。

清关。痕迹需要彼此分(fēn)开，并与不属于网络的其他(tā)对象（焊盘、组件、平面等）分(fēn)开。此处的目标是确保符合 HDI DFM 规则并防止过度串扰。

其他(tā)布線(xiàn)约束，如走線(xiàn)長(cháng)度调整、最大走線(xiàn)長(cháng)度和布線(xiàn)期间允许的阻抗偏差也很(hěn)重要，但它们将适用(yòng)于 HDI 板之外。在这里，最重要的两点是通孔尺寸和走線(xiàn)宽度。可(kě)以通过多(duō)种方式（例如，模拟）或遵循标准经验法则来确定间隙。小(xiǎo)心后者，因為(wèi)这可(kě)能(néng)会造成内层串扰过多(duō)或布線(xiàn)密度不足的情况。

叠层和过孔

HDI 叠层的范围可(kě)以从几层到几十层不等，以适应所需的布線(xiàn)密度。具有(yǒu)高引脚数细间距 BGA 的電(diàn)路板每象限可(kě)能(néng)有(yǒu)数百个连接，因此在為(wèi) HDI PCB 布局创建层堆栈时需要设置过孔。

如果您查看 PCB 设计软件中的层堆栈管理(lǐ)器，您可(kě)能(néng)无法将特定层转换明确定义為(wèi)微孔。没关系; 您仍然可(kě)以设置层过渡，然后在设计规则中设置过孔尺寸限制。在 Altium Designer 中，您可(kě)以在层堆栈管理(lǐ)器中创建过孔转换，并在属性面板中将它们标记為(wèi)微孔。 

在 HDI PCB 叠层中定义微孔。

一旦您开始设置设计规则并创建通孔模板，这种将通孔作為(wèi)微通孔专门调用(yòng)的功能(néng)非常有(yǒu)用(yòng)。要為(wèi)过孔布線(xiàn)设置设计规则，您可(kě)以将设计规则定义為(wèi)仅适用(yòng)于微孔。这使您可(kě)以对间隙、通孔焊盘尺寸和孔直径设置特定限制。

為(wèi) HDI 布線(xiàn)设置微孔设计规则。

请注意，此处定义的通孔宽度和焊盘尺寸取自早期项目的制造商(shāng)能(néng)力。在开始设置设计规则之前，您应该就他(tā)们的能(néng)力咨询您的制造商(shāng)。然后需要在设计规则中设置走線(xiàn)宽度，以确保将走線(xiàn)阻抗控制在所需值。在其他(tā)不需要阻抗控制的情况下，您可(kě)能(néng)仍然希望限制 HDI 板中的走線(xiàn)宽度以保持高布線(xiàn)密度。

走線(xiàn)宽度

您可(kě)以通过多(duō)种方式确定所需的走線(xiàn)宽度。首先，对于阻抗控制路由，您需要以下工具之一：

用(yòng)筆(bǐ)和纸计算所需的迹線(xiàn)尺寸（困难的方法）

在線(xiàn)计算器（快速方法）

集成在您的设计和布局工具中的场解算器（最准确的方式）

使用(yòng)在線(xiàn)计算器进行走線(xiàn)阻抗计算的缺点，在為(wèi) HDI PCB 布局调整走線(xiàn)尺寸时，同样的观点也适用(yòng)。

要设置走線(xiàn)宽度，您可(kě)以在设计规则编辑器中将其定义為(wèi)约束，就像使用(yòng)过孔尺寸一样。如果你不担心阻抗控制，你可(kě)以设置任何你喜欢的宽度。否则，您需要确定 PCB 叠层的阻抗曲線(xiàn)，并输入此特定宽度作為(wèi)设计规则。

您需要谨慎平衡，因為(wèi)走線(xiàn)宽度对于您的通孔着陆垫尺寸来说不能(néng)太大。如果阻抗控制的走線(xiàn)宽度太大，您应该减小(xiǎo)层压板厚度，因為(wèi)这将迫使走線(xiàn)宽度减小(xiǎo)，或者您可(kě)以增加焊盘尺寸。只要着陆垫尺寸超过 IPC 标准中列出的值，从可(kě)靠性的角度来看。