HDI PCBレイアウト 設計プロセス自体の複雑さと組み合わせる多くの要因を考慮すると、HDI PCBレイアウトは容易ではありません。このレベルの難易度は、仕様に合わせてカスタマイズする場合に、いくつかのノッチを上げます。最善の策は、ビジネスニーズに適したHDI PCBを製造するための適切なメーカーを見つけることです。
つまり、カスタマイズの側面を確認し、それに基づいて、このカスタムデザインを作成するための適切なメーカーを選択できるように、デザインに入る特定の側面も知っている必要があります。
開口比
穴の設計で最初に考慮すべきことの 1 つは、開口率です。従来の機械的掘削プロセスを使用する場合、穴開口は0.15mm以下、開口までの板厚の割合は8:1でなければなりません。特定の状況では12:1まで上がることができますが、通常の8:1の比率に保つことが最善です。
レーザー掘削では、穴の開口は3〜6ミリメートルでなければなりませんが、4が最も理想的です。また、開口部に対する穴の深さは 1:1 の比率にする必要があります。
化学溶液が非常に厚い基板を貫通することが困難であるため、基板の厚さが大きくなると、めっき加工時に絞りサイズが小さくなることに注意することが重要です。また、電圧が上昇すると、欠陥がより目に見えるようになり、ボードの完全な故障が発生します。
これらの問題を回避するには、選択した PCB 設計会社がこれらの比率と技法に精通していることを確認してください。そうしないと、スクラップ率が高くなり、製造に失敗する可能性があります。
HDI PCB スタックアップタイプ
HDI PCBスタックアップの分類基準は、ブラインドホールを持つ層の順序です。人気のあるカテゴリのいくつかを見てみましょう。
2.1.1-HDI
このカテゴリでは、埋没穴とブラインドホールの構造はこの順序です。
1-2は盲目の穴です
6-5は盲目の穴です
2-5は埋もれた穴
2.2. 非スタック 2-HDIs
非スタック化された 2-HDI の構造は、次のとおりです。
1-2は、積み重ねられていないブラインドホールです
2-3は非スタックブラインドホールです
8-7は非積層ブラインドホールです
7-6は非積層ブラインドホールです
3-6は埋もれた穴
2.3.積み上げ2-HDI
積み重ねられた 2-HDI タイプがどのようになっているのでしょう。
1-2はスタックブラインドホールです
2-3は積み重ねられたブラインドホールです
8-7は積み重ねられた盲目の穴である
7-6は積み重ねられた盲目の穴である
3-6は埋め穴である。
2.4.積み重ねおよび樹脂充填された2-HDI
この例では、レイヤーの順序は次のようになります。
1-2はスタックブラインドホールです
2-3は積み重ねられ、樹脂で満たされたブラインドホールです
8-7は積み重ねられた盲目の穴である
7-6は積み重ねられ、樹脂で満たされた盲目の穴である
3-6は埋め穴である。
これらの例は、基板からの収率が最大になるように、埋もれた穴とブラインドホールの分布が最大になるように、設計者が適切な非対称設計を検討する必要性を引き出します。これらの穴の構造に均一性がない場合、応力や片側の反りの形成につながり、そのすべてが最終的にボードの収率を低下させる可能性があります。
HDI-PCB設計プロセスフロー
プロセスフローは、あらゆる設計、特にHDI-PCBに不可欠です。穴を開けてボードが安定して良好な歩留まりを与えるようにするための具体的な方法があり、設計の正確なプロセスを認識しているメーカーを見つける必要があります。
2 種類のスタックの例を見て、プロセスフローと設計の全体的な重要性を把握します。
3.1.1つの積み重ねが付く4層のHDI
一般に、4層HDIのプロセスフローは、通常のPCBのプロセスフローと比較的似ています。2つの違いは穴を開ける順序でしか入って来なかった。設計者とエンジニアは、2-3層の埋め込み穴から始め、続いて1-4層の機械的掘削、そして最後に1-2と4-3のブラインドホールで始める必要があります。
このプロセスに従わない場合、それは極端な製造の問題を引き起こす可能性があり、それによってスクラップと生産のコストを増加させます。
3.2.2つの積み重ねが付く6層のHDI
この場合、プロセスは3-4層の埋め込み穴の掘削に続いて2-5層、2-3および5-4層のブラインドホール、1-6の穴、そして最後に1-2および6-5のブラインドホールの掘削から始まります。
このような厳格なプロセスフローにもかかわらず、2つの積層を備えた6層HDIは、高度な製品を除いて推奨されません。製品スクラップ率が高くなり、蓄積されたカウンターポイントエラーを解消することはできません。
コンポーネントの HDI-PCB レイアウト
HDI-PCBボードを設計する際に考慮すべきもう一つの重要な側面は、コンポーネントのレイアウトです。部品間の間隔は、ボードのはんだ付け性と保守性に大きな影響を与えます。
理想的には、インストール中の問題を回避するために、選択した製造元は、次の間隔に従う必要があります。
他のコンポーネントの通常の SOP と PIN は、各コンポーネント間の最小距離 40 ミリメートルを持つ必要があります。
他のコンポーネントのBGAとPINは、最小距離80ミリメートルでなければなりません。
通常のコンポーネントの PIN の間隔は約 20 ミリメートルです。
RF、アナログ、デジタル部品は、スペースの観点から分離する必要があります。また、同じ側にあっても異なっているかに関係なく、間隔が大きいはずです。
高出力信号は他の信号から遠く離れている必要があります。
これらは最小仕様であり、メーカーは、必要に応じて、はんだ、組み立て、および任意のリワークを簡単に行うために、できるだけ多くのギャップを与えるように努力する必要があります。
ご覧のとおり、レイアウトはボードのデザインと最終パフォーマンスに大きく影響します。
トラッキング
信頼性の高いメーカーは、最終的な設計が安定し、ニーズや期待に従って、追跡に多くの異なる側面を考慮する必要があります。
これらの側面の一部を次に示します。
上層と下層のコンポーネントは、優れた分離を持っている必要があります。オン
内側の層信号間の相互クロストークは最小レベルにする必要があります。
RF信号とアナログエリアの場合は、各標識の周りに適切なリフローパスがあることを確認します。
他の信号よりも最優先の高インピーダンスレベルで必要な信号を追跡します。
これらの追跡の考慮事項に従って、短絡、オープン回路、吸収の弱さ、および貧弱な設計を悩ませる他の問題を避けるために必要です。
パッドサイズ
パッドサイズは、特にサイズと重量で、デザインの結果に大きな影響を与えます。また、設計目標の 1 つである電子製品の全体的なサイズを縮小することもできます。
以下は、いくつかの理想的なパッドサイズですが、これらのサイズのカスタマイズは、特定の要件に基づいて可能です。
パッドのサイズは、ブラインドビアのドリルサイズに3ミリメートル、埋設ビアとスルーホールのドリルサイズでそれぞれ10ミリメートルでなければなりません。
高度なオプションは、パッドのサイズは、ブラインドビアのためのドリルサイズの上に6ミリメートル、それぞれ埋もれたビアとスルーホールのためのドリルサイズの上に14ミリメートルでなければなりません。
標準ボードの場合、パッドサイズはブラインドビアのドリルサイズで8ミリメートル、埋設ビアとスルーホールのドリルサイズでそれぞれ20ミリメートルでなければなりません。
HDI PCBレイアウト–材料
PCBは4つの層を含み、そのすべてが1つの層に熱を積層しています。最上層から下層まで使用される材料には、シルクスクリーン、はんだマスク、銅、基材が含まれます。 これらの中から、基板層はガラス繊維であり、しばしば耐火性を示すFR4と呼ばれる。この基板層の厚さは、要件およびデバイスに応じて変化する場合があります。
上記の 4 つのレイヤーには、要件に応じてさまざまなサブカテゴリがあります。
彼らは標準的なものですが、安価な材料で作られたボードも利用可能です。しかし、これらのボードは長い間持続しないし、使用される材料に応じて、すぐに積層を失う傾向があります。あなたも、はんだ付けプロセス中に彼らが与える臭いによって、これらの安価な材料を識別することができます。
あなたの要件に最適な材料を使用するメーカーを見つけるためにあなたの上にあります。
結論
この情報が、HDI PCBの設計時に考慮すべき側面の一般的な考え方を提供することを期待しています。この仕事をするメーカーを探す場合は、選択した会社がこれらの側面を深く理解し、ニーズに合ったボードを作成する経験とスキルを持っていることを確認してください。
適切なメーカーは、心でこれらのことを知っているし、あなたも、これらの特別な考慮事項を入力することを期待していないだろう.
