HDI PCB—PCBs を設計する際、追加コストと層数の増加が心配になる場合があります。しかし、HDI PCBs技術を使用すると、メーカーは製品の品質を手抜きすることなく、コストを迅速に削減できます。この技術は、新製品の革新に役立つだけでなく、将来の製品を開発することができます。
では、HDI PCBとは何か、なぜ設計を検討する必要があるのでしょうか? 先読みして見つけてください!
1,HDI PCBとは何ですか?
今日の業界では、回路基板メイキング。従来のPCBルーティング方法では、これを達成することはできません。HDI PCBを使用すると、企業や設計者は、エリアを減らしながら回路を倍増する機会を提供します。頭字語’剛性PCBの製作。ここでは、条件は、多層、片面、メタルコア、HDI’は高密度インターコネクタの略に適用されます。これらのHDIプリント回路基板またはHDI PCBは、表面積全体でワイヤの高密度を備えた通常の回路基板です。
その結果、機器のサイズと重量が大幅に減少します。それだけでなく、機器の電気性能を高めます。さらに、パスの短縮により、より高速かつ効率的なデータ伝送が可能になります。
画像1: HDI PCBs
マイクロビア、より繊細なライン、細い素材、より高いパッド密度を簡単に区別できます。これらのマイクロビアは、ブラインドまたは埋め込まれ、直径約0.006までである可能性があります。このように、HDI PCBは製品の小型化を生み出したと言えます。
マイクロビアは、これらのコンポーネントを設計する上で重要な役割を果たします。次に彼らの重要性について調べる。
2,マイクロビアおよびHDI PCB
HDI PCBs の設計に移る前に、HDI PCBs におけるマイクロビアの役割を学ばなければなりません。マイクロビアは、2つの異なる層を多層回路基板に電気的に接続するレーザーによって掘削された微細な穴です。
ビアとは異なり、それらはサイズが非常に小さいため、HDI PCBの小型化と省スペースの性質に直接関係しています。
HDIの設計には、次の章で取り入れる多くの異なる構造が含まれています。
画像2: HDI PCBs
3,HDI構造
通常、HDI PCB はさまざまな方法で設計できます。これらは：
♦赤:
緑色のプリント基板とは反対に、コントラストは低くなります。欠陥が発生した場合のボードトレースの検査には、任意の倍率が使用されます。シルクスクリーンは、フラックス残渣をクリーンアップする際に、赤い背景に立ち向かうことは知られていることに留意してください。赤は魅力的に見えますが、目を引き、大胆ですが、緑はまだ最高と考えられています。
画像3: HDI PCBs
1+N+1:
これは、PCB 内に高密度相互接続層が 1 つしか存在しないためです。
i+N+i:
これは、PCB に 2 つ以上の HDI 層があることを示します。さらに、マイクロビアは、異なる層に積み重ねまたはずらされます。
任意のレイヤー:
この構造では、すべての層がHDI層であり、すべての層の相互接続性を可能にします。スマートフォンのGPUチップやコンピュータ上のCPUチップなどの複雑なデバイスに有益であることが証明されています。
基本を知ったので、HDI PCB を使って実践的に取り組む準備ができました。次の章で、HDI PCB を設計するためのヒントを紹介します。
4,HDIデザインルールとヒント
一般的に、PCB設計は複雑な作業です。マイクロビアとHDI回路とそれを組み合わせると、あなた自身が複雑な混乱を抱えています。航空宇宙システムや医療機器が関与する場合、合併症はさらに激化しています。
エンジニアとして、あなたは挑戦を喜んでいるかもしれませんが、誰が何の助けもなくそれをしなければならないと言いますか? デザイナーや企業のヒントを次に示します。
画像4: HDI PCBs
ヒント No. 1 – DFM 戦略を採用する
私たちの最初のヒントは非常にシンプルで一般的です。HDI PCBを使用してDFMまたは設計製造戦略を組み込むことが不可欠です。契約メーカー (CM) の機能をはるかに超える設計を行う場合、設計は役に立たない可能性があります。
HDI PCBのすべての利点を提供し、同時に簡単に製造できるようにボードを設計する必要があります。
ヒント 2 – ビアのタイプを選択
via タイプの選択は、製造プロセスで必要となる機械や機器を決定する重要な決定です。これは、プロセスに関与するコストだけでなく、時間に大きな影響を与えることができます。
マイクロビア自体は、層と材料の数を減らすことによって製造時間とコストを削減します。ただし、異なるタイプを選択する必要があります。これらは、パッドのバージョンでニアパッドやビアが含まれます。
したがって、HDI PCBの電気的性能を損なうことなく、CMの製造コストを最も低いものにする必要があります。
ヒント 3 – コンポーネントの可用性とサイズを確認する
もう 1 つのポイントは、HDI PCB に使用するコンポーネントの数です。HDI PCBの第一の目的は、コストと表面積を削減することです。小さく、安価で、できるだけ少ない数にする必要があります。
さらに、コンポーネントの配置方法によって、穴のサイズ、トレース幅、バックアップを決定できます。ただし、これらのコンポーネントの可用性と機能を考慮する必要があります。それ以外の場合は、ボード全体を再設計することになります。
ヒント No. 4 – コンポーネントを過密にしないでください
コンパクトデザインは、コンポーネントを近くに配置する手を強制するかもしれませんが、おそらくそれを避けるべきです。特に高出力コンポーネントは電磁干渉(EMI)を引き起こし、信号の品質に影響を与える可能性があります。
また、パッドの近くからのキャパシタンスとインダクタンスは、信号品質と遅延伝送に影響を与える可能性があります。そのため、コンポーネント間に十分なスペースを設け、お勧めします。
また、すべてのコンポーネントがサーフェス全体に対称的に分配されるように配置されていることを確認します。それはひときの歪みを防ぐストレスを減らす。
一般に、コンポーネント間の間隔は次のようになります。
画像5: HDI PCBs
インストールとメンテナンスも考慮し、コンポーネントは、後ではんだや手直しが容易です。彼らがお互いに近すぎる場合、マシンはそれらを組み立てるのに苦労するかもしれません。
ヒント 5 – スタックアップ設計を選択
PCBスタックアップのタイプは、製造プロセスにおけるあらゆる複雑さを決定することもできます。積層体の数と掘削サイクルは、材料の種類とスタック設計の層の数によって大きく影響されます。選択したものは何でも効果的でありながらコストに優しいものであることを確認してください。
最も効率的な設計を決定する最良の方法は、HDI PCBプロトタイプを作成することです。次の章で、彼らがどのように役立つかについて説明します。
5,HDI PCBプロトタイプ
HDIs プロトタイプは、さまざまな設計をテストするために使用できる HDI PCBs の基本バージョンです。これらのプロトタイプを製造するようCMに依頼することもできます。これらのプロトタイプは、レイヤーの数だけでなく、サイズを削減するのに役立つ高密度配線で構成されています。
これらのプロトタイプは、ずらみ、積み重ね、埋もれた、ブラインドビアを利用して、どの組み合わせが最も効果的かを判断できるようにする必要があります。また、プロトタイプは、ビアのサイズと最も効率的なアスペクト比を選択するのに役立ちます。
しかし、なぜHDI PCBを使用する必要がありますか? 次の章に進み、HDI PCBが提供する最も大きいなメリットを見つけてください。
画像6: HDI PCBs
6,HDI PCBの利点
HDI PCBs には、数多くの利点があります。これらは、より小さな表面積、伝送の高速だけでなく、高周波が含まれます。小型で、コンピューター、電話、コンソールなどのハイテクデバイスで使用できます。
製品の革新と小型化を可能にします。全体として、彼らは次の利点を提起します。
熱応力の軽減
それはより少ない熱圧力を保障し、PCBの耐久性を高める。
よりよい導電性
HDI PCBは多数のマイクロビアによるよりよい導電性を保障するのに役立つ。これらは、より簡単な送信を可能にする導電性材料で満たされています。さらに、これらのビアは、ブラインドであるか、またはパッド内のコンポーネントを介してのものであっても、コンポーネントを互いに非常に近くに配置することを可能にする。
つまり、2つのコンポーネント間の伝送範囲が縮小し、したがって、信号を大幅に増加させます。
小型化が可能
HDI PCBs は、ボード上のスペースを大幅に削減するのに役立ちますので、より小さな回路基板を設計するのに役立ちます。これだけでなく、基板の両側に回路を作成できるため、レイヤー数を減らすことができます。したがって、4層PCBを2層PCBに置き換えるのは簡単です。
また、ビアはとても繊細で分です。彼らはほとんど見えません。それはスペースのトンを節約するのに役立ちます。これにより、より小さなデバイスに収まる小型の回路基板を作成できます。
画像7: HDI PCBs
電力使用量の減少
あるコンポーネントから次のコンポーネントへの伝送は、多くのエネルギーを失う可能性があります。幸いにも、HDI PCB は、より短い距離でより多くの要素を組み込むことができます。これにより、エネルギー損失が減少し、実際の運用でより多くのエネルギーが使用されます。
さらに、それはハンドヘルドや他の小型デバイスで非常に望ましい、より長いバッテリ寿命につながります。
費用 対 効果
HDI PCBテクノロジーの大きな利点は、これらの回路が適切に設計されれば、比較的コスト効率が良いということです。これは、レイヤーが少なく、サイズが小さいためです。
より速い収率
主な焦点は、コストを削減し、より高いスループットを確保するために設計を最適化することであるため、製品は、プロセスがより短い時間を確保し、はるかに迅速に市場に入ることを保証し、すべてのコンポーネントを配置する方が快適です。HDI PCBの利点を知るのに十分であることを保証します。
ほとんどの場合、HDI PCB はスタックアップと呼ばれる複数の層で使用されています。次の章では、これらのスタックアップ設計について詳しく説明します。
7,HDI PCB スタックアップ
すでに述べたように、HDIはマイクロビアで相互接続された複数の層で構成されています。彼らは接続を形成し、信号を高めるために協力します。これらの HDI レイヤーを PCBs 内に配置する方法は、HDI PCBs スタックアップのタイプを定義します。上記のHDI PCB設計セクションでは、より具体的なタイプを垣間見ることができます。
画像 8: HDI PCBs
一般的に、HDI PCB スタックアップにはさまざまなタイプがありますが、その中には次のものがあります。
0-N-0 – レーザーマイクロビア
この中で、製造業者は最初にコアを積層し、それから機械的にそれをドリルする。その後、機械的ドリルはメッキされ、レーザーで打たれてビアを形成します。最後に、彼らは穴を通して決勝を含みます。
1-N-1 – レーザーマイクロビア&埋もれたビア
‘1’ は、コアの両側で発生する連続積層を表します。これは、体の両側に2つのHDI層があることを意味します。このプロセスは、機械的ドリルがメッキされた後に内部層が形成される点を除いて、上記のものと同様である。
このコア層は、機械ドリルが介して埋もれたものとして機能するように、2つの追加の層によって積層されます。次に、レーザードリルがより多くのビアを形成します。
マイクロビアを使用した2-N-2
ここでの「2」は、コアの両側の2層の積層を表しています。このように、4つの銅層があるので、このタイプには合計6層あると言えます。
これらの様々なスタックアップは、異なる業界で異なる利点を提供します。次の章で、HDI PCB の機能について説明します。
8,HDI PCB 機能
HDI PCBは、イノベーションと小型製品をサポートすることができます。それは、より多くの技術をより少ない層に簡単に組み込むことができるからです。モバイルやスマートフォンは、この画期的なPCB技術によってのみ可能であるスリムで軽量な製品のトレンドを開始しました。
したがって、重量を減らし、サイズが非常に小さいとき、より多くの機能を実行する製品を得る。製品をより使いやすくするだけでなく、製造も容易になります。より薄く、より軽い材料を製造しやすくします。
全体として、電気および熱部品の漏れを防ぐために同じ配線はんだマスクを持つ4層HDI PCBを得る。8層標準PCBの機能について、必ずPCBサプライヤーと話し合ってください。コンポーネントが近いため、より多くの機能を実行し、追加用のスペースが増える場合もあります。
マイクロまたは HDI を使用して製造する方が高価かどうかを尋ねる場合があります。.まあ、はい、それは適切なHDI PCBを製造するために、レーザードリル、レーザーイメージング、プラグなど、複雑な設計が必要です。しかし、マイナーなコンポーネント、安価な材料、およびプロセスは、効果的にこれらの製品の価格を下げます。だから、あなたはより少ない価格で驚くほど革新的な製品を得る。
より良い技術が毎日発見されると、HDI PCBは多くの方法で使用されています。これらは：
画像9: HDI
医療機器
診断および監視装置の技術的な特徴および機能はHDI PCBとのハイキングを見た。それは医学の分野で重要であるよりよい信頼性を、保障する。
軍
HDI PCB は、軍用通信装置や他の機器での使用を見つけます。
コンピュータとスマートフォン
GPU チップと CPU チップは、HDI PCB を使用してパフォーマンスを向上させ、小型化と軽量化を実現します。
航空宇宙産業
航空宇宙産業は、これらの小型軽量チップの恩恵を大きく受けています。
HDI PCBは、メーカーが利益を最大化するための素晴らしいチャンスを提供します。ただし、HDI PCB アセンブリについて考慮する必要があるさまざまな要素があります。
9,HDI PCBs アセンブリ – 安価なPCBの出現
HDI PCBの組み立てには、特殊な装置を利用するさまざまな独自のプロセスが含まれます。これらは、シーケンシャルラミネーションサイクルだけでなく、高レーザードリルを含むことができます。したがって、製造会社や CM にこれらの機器が含まれていない場合、追加投資が増加する可能性があります。
HDI PCBs の総コストは、スタックアップの高さが変化するにつれて変化します。また、設計者は、ビア内部の充填を含む、コンポーネントの材料の価値を考慮する必要があります。
各コア層の材料と層数もコストに影響を与えます。これらの中で、グラスファイバーは最も機能的で安価です。これらの層は、基板が持つ銅ラミネーション層の数を決定することができます。レイヤーが多いほどコストが高くなります。
製品を組み立てる際に考慮する必要があるもう 1 つの要因は、最小トレース・スペースです。主な取り上げ方は、HDI PCBの製造と製造はコストがかかる一方で、設計プロセスでコストを最小限に抑えることができるということです。
そのため、設計者や電子エンジニアは、CMの機能に対応する設計を確認する必要があります。HDI PCBは、設計と使用材料に応じて、最終的に標準的なPCBよりも安価にすることができます。
画像10: PCB
10,結論
全体として、HDI PCBは、より良い収率をもたらし、理想的なパフォーマンスを保証します。ただし、信頼性の高いサービスを提供できるメーカーを見つけるのは難しい場合があります。それは私たちがWellPCBで入ってくる場所です。当社の製造能力は包括的であり、設計に応じて簡単にプロトタイプを製造できます。
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