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HDI电路中信号的完整性
HDI电路中信号的完整性
随着印刷电路板（PCB）上信号上升时间的持续下降，与信号完整性相关的古老问题始终处于（PCB）印刷电路板设计的最前沿。但是，随着高密度互连或HDI技术中印刷电路数量的增加，出现了一些有趣的新解决方案。
尽管HDI确实为上述所有问题提供了改进和替代方案，但它并未提供所有解决方案。信号完整性取决于PCB使用的材料以及HDI技术使用的材料，再加上PCB设计规则和尺寸堆叠，有助于提高电气性能，包括信号完整性。同样，使用HDI技术将PCB小型化是信号完整性的一项重大改进。
随着诸如球栅阵列和芯片级封装之类的新电子元件得到广泛使用，设计人员正在使用新的制造技术来制造PCB，以适应具有极细间距和小几何形状的零件。同时，时钟速度和信号带宽变得越来越快，这对系统设计人员降低RFI和EMI对产品性能的影响提出了挑战。此外，对更密集，更小，更快和更轻的系统的不断需求使限制成本目标的问题更加复杂。
通过结合了微孔电路互连的HDI，这些产品能够利用最小，最新和最快的设备。利用微孔，PCB能够满足降低的成本目标，同时满足严格的RFI / EMI要求，并保持HDI电路信号完整性。
微型通孔是直径等于或小于150微米或6密耳的通孔。设计人员和制造商大多将它们用作盲孔和埋孔，以通过多层PCB内的一层电介质进行互连。高密度PCB设计得益于低成本微孔的制造。
从物理和电气角度来看，Microvias都具有多种优势。与以机械方式创建的同类产品相比，设计人员可以创建具有更高电气性能和更高电路密度的电路系统，从而使产品更轻巧，更小巧。
随着电路板尺寸，重量，厚度和体积的减小，具有降低成本和消除层的好处。同时，微孔提供了增加的布局和布线密度，从而提高了可靠性。
但是，微通孔和更高密度的主要好处在于改善了电性能和信号完整性。这主要是因为HDI技术和微通孔的寄生效应使通孔PCB设计的影响降低了十倍，而且反射更少，桩头更少，噪声容限更大，接地反弹效应也更小。
通过微通孔的薄而平衡的长宽比获得更高的可靠性，该板的接地层更靠近其他层。这导致电容的表面分布降低，从而导致RFI / EMI大大降低。
HDI PCB使用高Tg的薄电介质，从而提高了热效率。这不仅减少了PCB的散热问题，而且还帮助设计人员简化了散热设计PCB。
设计人员可以在通过微孔的焊盘内通孔中放置更多的接地层。由于接地回路的减少，可旋转性的提高提供了更好的RFI / EMI性能。
由于HDI电路提供了更小的PCB设计以及更紧密的走线，这有助于改善信号完整性。这在许多方面都有帮助-降低噪声，降低EMI，改善信号传播并降低衰减。
使用微孔改善了HDI电路的可靠性，也有助于解决PCB热问题。热量通过薄的电介质传播得更好。简化散热设计PCB有助于将热量散发到散热层。几家制造商制造了复杂的增强型薄带，激光打孔的聚酰亚胺薄膜BGA，以利用HDI进行PCB设计。
微孔的物理设计有助于降低开关噪声。减小的原因是由于通孔的电感和电容减小，因为它具有较小的直径和长度。
由于设备之间的距离非常近，因此在HDI电路中可能不需要信号端接。由于各层的厚度也较小，因此设计人员也可以有效利用互连的背面。
就像信号路径在PCB设计中很重要一样，返回路径也很重要。此外，返回路径还会影响信号所经历的电阻，电容和电感。当信号返回电流采用最小能量或最小阻抗的路径时，低频遵循该路径，从而最大程度地减小了电流环路。
使用HDI技术实现的小型化提供了更短的互连长度，这意味着信号必须从起点到终点经过更短的距离。只需降低HDI材料系统的介电常数，设计人员就可以将尺寸减小28％，并且仍然保持指定的串扰。实际上，通过适当的设计，串扰的减少甚至可以达到50％。