高密度互連印刷電路板PCB設計：如何進行HDI
高密度互連印刷電路板HDI要求的主要原因來自芯片供應商。PCB設計原始的球柵陣列封裝支持常規通孔。針腳逐漸變得更加舒適。1.27毫米的間距變成1毫米，然后從0.8下降到0.65毫米。這是可以選擇鍍通孔（PTH）通孔的最終節點。
下一步是0.5毫米級BGA。我們仍然可以在焊料墊中使用通孔嵌入，但是存在兩個問題。一種是必須填充和蓋住通孔，以便獲得平坦的表面，該表面不允許回流期間的焊料流走。另一件事是，典型的“ 8/18”通孔的最終孔徑為0.2毫米，捕獲墊為0.45毫米。在0.5毫米間距的設備上，留有50微米的跡線，在跡線的兩側都留有氣隙。那只是不切實際。
微型通孔的PCB設計是進入HDI池的第一步。主要的好處是微通孔是錯誤的！除了其較小的尺寸外，真正的好處是微通孔跨越了一對層。PCB設計時您可以從第1層“鉆取”到第2層，然后在第2層扇形散開到PTH，以進行其余的路由。這是HDI的最簡單實現。對于大多數人來說可能很明顯，但是我要花一點時間指出，“鉆孔”是用激光完成的。
實際上，兩個激光器比一個更好。有一個波長可以穿透銅，而另一個波長可以很好地切入介電材料，但大部分會反射掉銅。您想用紅外CO2激光穿透金屬，然后切換到摻釹釹釔鋁石榴石（Nd-YAG）的紫外激光，以穿透絕緣層。一旦碰到內部第2層金屬，它就會停止脈動，而不會燃燒穿過金屬。
PCB設計這是關鍵。即使您要堆疊微導通孔以從第1層到第3層，您仍然希望第2層上的焊盤成為激光器的目標。堆疊微孔的成本很小。在 PCB上使用了細小夾縫的交錯微孔方法。這樣做的缺點是，它會吃掉更多傳統的第2層接地層。實現制造商的請求需要花費幾個小時。當您銷售數百萬個小部件時，便是很重要。請注意，PCB設計在HDI板上，接地層的理想位置不一定是第2層。
因此，存在尺寸差異和單層跨度，但是在設計帶有微孔的PCB之前還有另一個因素需要了解。一旦孔燒蝕掉材料，就必須進行電鍍。幾乎不可能鍍上一個狹窄的深孔，因此介電材料必須非常薄才能使用微孔。該比率在0.6到1到1到1的范圍內。使成品孔的大小與電介質厚度相同將是最前沿，并且對于大多數制造廠來說可能是不可能的。您確實希望材料比孔直徑薄。
解決方案的核心：核心過孔
這意味著始終需要薄的電介質。正如最近某些消費產品的價格上漲一樣，HDI友好材料可能會存在交貨時間和價格壓力。成本和性能之間的平衡是通過微孔的有限使用實現的。我會說3-N-3堆疊是最有效的方法。讓我打開3-N-3的包裝。您從一塊N層厚的木板開始。為了討論的目的，我們將其稱為N = 4。三分表示核心周圍添加的層數。
車間將通過幾何圖形使用PTH以常規方式制作4層板。該板將成為成品板的核心。然后，他們在4層的每一面上再層壓一層。這些層約為50微米厚，以支撐75-100微米的過孔。他們一遍又一遍地進行層壓和激光加工，最終得到三個激光通孔層，四個機械通孔層和另外三個激光通孔層，總共10層。
除薄的半固化片外，主要的成本動因是層壓周期。從兩個，四個，六個或更多的核心層開始并不是一件大事。這就是為什么通用術語將所有這些核心堆棧都歸為“ N”層。它將板子再次放入壓機，等待所有板塊在熱和壓力下膠合在一起，從而增加成本。壓力機通常是工廠中最昂貴的設備。它們的工作速度不如鉆孔機或電鍍槽。一家擁有一臺壓力機的商店存在瓶頸，因此必須為HDI板定價。
HDI的略有不同的方法-我最喜歡的疊放
一個不錯的辦法是在外層上使用薄電介質來制造HDI板的核心，并在第二次層壓循環之前在核心上創建微孔。這稱為2-N-2加堆疊。與3-N-3版本相比，它需要更少的印刷機行程。不利的是，芯孔向著堆疊的頂部和底部進一步延伸了一層。芯孔突出的層通常是接地層的良好層。
PCB設計從布線角度來看，具有跨度為1-2、2-3、3-4、4-7、7-8、8-9和9-10的通孔可以解決大多數令人煩惱的扇出問題。許多電路板可以用更少的技術來完成，有些電路板可能一直需要微孔。到那時，該電路板的兩側都裝有元件，并且可能具有帶有一千個或更多引腳的細間距BGA器件。當您完成其中一種類型的木板時，成就感就會像潮水一樣沖刷您和您的腕管。
豐樂壹博專業PCB設計、PCB Layout、PCBA一站式生產。
下一步是0.5毫米級BGA。我們仍然可以在焊料墊中使用通孔嵌入，但是存在兩個問題。一種是必須填充和蓋住通孔，以便獲得平坦的表面，該表面不允許回流期間的焊料流走。另一件事是，典型的“ 8/18”通孔的最終孔徑為0.2毫米，捕獲墊為0.45毫米。在0.5毫米間距的設備上，留有50微米的跡線，在跡線的兩側都留有氣隙。那只是不切實際。
微型通孔的PCB設計是進入HDI池的第一步。主要的好處是微通孔是錯誤的！除了其較小的尺寸外，真正的好處是微通孔跨越了一對層。PCB設計時您可以從第1層“鉆取”到第2層，然后在第2層扇形散開到PTH，以進行其余的路由。這是HDI的最簡單實現。對于大多數人來說可能很明顯，但是我要花一點時間指出，“鉆孔”是用激光完成的。
實際上，兩個激光器比一個更好。有一個波長可以穿透銅，而另一個波長可以很好地切入介電材料，但大部分會反射掉銅。您想用紅外CO2激光穿透金屬，然后切換到摻釹釹釔鋁石榴石（Nd-YAG）的紫外激光，以穿透絕緣層。一旦碰到內部第2層金屬，它就會停止脈動，而不會燃燒穿過金屬。
PCB設計這是關鍵。即使您要堆疊微導通孔以從第1層到第3層，您仍然希望第2層上的焊盤成為激光器的目標。堆疊微孔的成本很小。在 PCB上使用了細小夾縫的交錯微孔方法。這樣做的缺點是，它會吃掉更多傳統的第2層接地層。實現制造商的請求需要花費幾個小時。當您銷售數百萬個小部件時，便是很重要。請注意，PCB設計在HDI板上，接地層的理想位置不一定是第2層。
因此，存在尺寸差異和單層跨度，但是在設計帶有微孔的PCB之前還有另一個因素需要了解。一旦孔燒蝕掉材料，就必須進行電鍍。幾乎不可能鍍上一個狹窄的深孔，因此介電材料必須非常薄才能使用微孔。該比率在0.6到1到1到1的范圍內。使成品孔的大小與電介質厚度相同將是最前沿，并且對于大多數制造廠來說可能是不可能的。您確實希望材料比孔直徑薄。
解決方案的核心：核心過孔
這意味著始終需要薄的電介質。正如最近某些消費產品的價格上漲一樣，HDI友好材料可能會存在交貨時間和價格壓力。成本和性能之間的平衡是通過微孔的有限使用實現的。我會說3-N-3堆疊是最有效的方法。讓我打開3-N-3的包裝。您從一塊N層厚的木板開始。為了討論的目的，我們將其稱為N = 4。三分表示核心周圍添加的層數。
車間將通過幾何圖形使用PTH以常規方式制作4層板。該板將成為成品板的核心。然后，他們在4層的每一面上再層壓一層。這些層約為50微米厚，以支撐75-100微米的過孔。他們一遍又一遍地進行層壓和激光加工，最終得到三個激光通孔層，四個機械通孔層和另外三個激光通孔層，總共10層。
除薄的半固化片外，主要的成本動因是層壓周期。從兩個，四個，六個或更多的核心層開始并不是一件大事。這就是為什么通用術語將所有這些核心堆棧都歸為“ N”層。它將板子再次放入壓機，等待所有板塊在熱和壓力下膠合在一起，從而增加成本。壓力機通常是工廠中最昂貴的設備。它們的工作速度不如鉆孔機或電鍍槽。一家擁有一臺壓力機的商店存在瓶頸，因此必須為HDI板定價。
HDI的略有不同的方法-我最喜歡的疊放
一個不錯的辦法是在外層上使用薄電介質來制造HDI板的核心，并在第二次層壓循環之前在核心上創建微孔。這稱為2-N-2加堆疊。與3-N-3版本相比，它需要更少的印刷機行程。不利的是，芯孔向著堆疊的頂部和底部進一步延伸了一層。芯孔突出的層通常是接地層的良好層。
PCB設計從布線角度來看，具有跨度為1-2、2-3、3-4、4-7、7-8、8-9和9-10的通孔可以解決大多數令人煩惱的扇出問題。許多電路板可以用更少的技術來完成，有些電路板可能一直需要微孔。到那時，該電路板的兩側都裝有元件，并且可能具有帶有一千個或更多引腳的細間距BGA器件。當您完成其中一種類型的木板時，成就感就會像潮水一樣沖刷您和您的腕管。
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