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HDI PCB结构分为哪几种类型?

2020-10-26 10:09:00

在过去，高密度互连已经与PCB技术相悖。今天，随着大量的创新和投资，我们能够突破PCB制造的极限。因此HDI本质上是由迹线之间的空间以及所有铜线特征之间的间距来定义的。在这方面，我们想定义HDI和微电子技术，并提供一些建议，以帮助您理解设计规则以及它们如何相互作用，以便您获得一个好的设计。

为了全面了解HDI体系结构，我们有义务向您提供基础信息。首先，我们将检查可能的HDI堆栈结构，然后讨论如何与制造商联系设计思想。

HDI设计师必须了解的IPC标准是什么？

在我们详细讨论HDI设计和设计规则之前，我们希望您能够习惯于管理HDI设计的标准。

IPC/JPCA-2315：高密度互连结构和微通孔设计指南

IPC-2226：材料特性、微孔形成、互连结构和设计规则选择的标准规范。

IPC/4104有助于识别本标准中所需的材料。高密度互连（HDI）结构用电介质材料性能规范。

IPC-6016：包含高密度基板的一般规范。高密度互连（HDI）结构的鉴定和性能规范。

基本HDI结构介绍

在讨论设计规则和其他方面之前，让我们先看一下HDI-PCB技术的基本结构。存在的两种基本的HDI结构是“积层”/“顺序层压”和“任意层”结构。

组合结构是最常用的HDI结构类型。该结构采用顺序叠层工艺。首先建造和叠层岩芯，然后在此平面上钻孔、电镀和填充。在这一过程之后，这一层与其他层层压，并重复钻孔、电镀和填充过程。

根据IPC 2226标准，HDI PCB结构分为六类：

I型1（C）0或1（C）1：具有用于互连的电镀微孔和电镀通孔的结构。I型结构只允许在核心的单侧或两侧有一个单独的微孔层。这里表示为1（C）0和1（C）1。0，1，…n代表纤芯两侧的微孔层数，（C）代表纤芯。

类型II 1（C）0或1（C）1：类型2允许在应用HDI层之前将通孔过孔设置在中心，并且可能具有将外层从表面连接到表面的通孔。

III型2>=（C）>=0：允许在通孔的顶部或从表面到表面的通孔添加两个或更多HDI层。

IV型>=1（P）>=0:P是一种没有电连接功能的无源衬底。在这里，微孔被用作现有钻孔和电镀无源基板上的再分配层。

让我们检查一下顺序层压HDI的基本结构。

在1+N+1堆叠类型中，“1”代表磁芯任一侧的一个顺序叠片。一个连续层压增加了两个铜层，总共N+2层。顶层有一个额外的层压，允许孔堆叠。这种结构适用于输入/输出计数较低的BGA，其安装稳定性良好。

现在，检查上面显示的2+N+2堆栈。这种结构包含2层高密度互连，适用于间距较小、I/O计数较高的BGA。这些设计使用铜填充交错或堆叠的微通孔，通常用于高电平信号传输应用。

“任意层”结构是HDI设计中使用的另一种方法。任何层PCB都是HDI PCB设计的下一个层次的进步，遵循VI类HDI标准。任何层技术都可以用于高层互连应用，因为所有的微孔层都可以自由互连。

在这种方法中，微孔层被用作预浸料中的重分布层，或者我们可以说它们是漂浮在预浸料中的。在一层中的微孔首先是按照钻孔、填充、电镀、印刷、蚀刻和层压的过程来构建的。然后，其他层在相同的过程之后堆叠在现有层之上。

HDI层构造示例

假设你正在用很细的线条做一个HDI构造，你将要做，假设一个2+4+2类型的堆栈。所以2+4+2基本上意味着你将有一个埋地的子结构，我们将机械地钻孔和固定。现在，如果我们要在埋地下的子结构的第三层上画细线，那就成了问题。第三层外层的工艺不允许采用精细线技术。而在第二层，你有更多的余地来处理你的细线。

现在，当你进入这个特征集，用这些特征尺寸设计整个电路板和用这些特征集设计电路板的一小部分是不一样的。如果你能在PCB设计的非密集区域用更大的焊盘尺寸和更大的钻孔尺寸来增大间距，这将使制造商更容易，对你来说成本更低……尤其是当你要投入生产时。
责任编辑:tzh