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高密度互连打印电路板:如何进行HDI

回忆:回顾两年,我为Cadence写的第一篇文章的标题为“如何进行HDMI”。由于需求的大众需求,我将“ M”放下并跳入精美的音调布局。HDI要求的主要原因来自芯片供应商。原始的球网阵列套件支持常规vias。拼图逐渐变得更加舒适。1.27毫米的螺距变为1毫米,然后向中心0.65毫米,中心为0.65毫米。这是最终的节点,在该节点中,通过孔(PTH)vias镀板。

下一步是0.5毫米级BGA。我们仍然可以使用嵌入在焊料垫中的整个病毒,但有两个问题。一个是必须填充和封盖VIA,以便您获得一个平坦的表面,该表面不允许焊料在回流过程中排出。另一件事是,典型的“ 8/18” VIA的成品孔尺寸为0.2毫米,捕获垫为.45毫米。在0.5毫米的螺距设备上,将50微米留在痕迹的两侧。那是不切实际的。

每平方英寸太多销的解决方案:微型杀伤

Microvia是进入HDI池的第一步。主要的好处是微型危机是ER,微型!除了它们较小的尺寸外,真正的好处是微型疫苗跨越一层。您可以从第1层到第2层“钻探”,然后在第2层的第2层到pth通过其余路由。这是HDI的最简单实现。对于大多数人来说,可能很明显,但我会花点时间指出,“钻孔”是用激光完成的。

混合信号PCB

图片来源:作者 - 混合信号PCB的DSP侧,请注意,ENIG饰面比上面的第一个迭代的HASL优先。通过金色镀金改善了PAIVA-IN-PAD平坦度。附带说明,我们在该程序中间过渡到节奏,以更好地处理HDI。黄金是我的第一个Allegro董事会。

实际上,两个激光比一个激光更好。有一个波长可以切入铜,另一个波长可以切入介电材料,但大部分从铜中反射出来。您想用红外二氧化碳激光器ZAP穿过金属,然后切换到超紫罗兰色的培养基掺杂的Yttrium-Aluminum-Garnet(ND-YAG)激光器以穿透绝缘层。一旦击中了内部2层金属,它就会停止脉动而不会燃烧金属。

这是关键。即使您要堆叠微型vias从第1层到第3层,您仍然希望第2层作为激光的目标。堆叠微型抗体的成本很小。我在Chromecast PCB上使用了Penny-Pinching交错的微via方法。那里的缺点是它吞噬了更多传统的2层地面平面。实施制造商的要求花了几个小时才能这样做。当您出售数百万个小部件时,便士很重要。请注意,在HDI板中,地面平面的理想位置不一定是第2层

RF跟踪

图片来源:作者 - 需要较厚的RF痕迹才能允许测试点而没有阻抗问题。只有当参考平面在板上深入几层时,痕迹才能厚。

因此,存在尺寸差异和单层跨度,但是在设计具有微型抗体的PCB之前,还有另一个要素要理解。一旦孔消融了材料,就必须将其铺板。几乎不可能将一个深而狭窄的孔铺上,因此使用微型视频必须非常薄。该比率在0.6至1和1到1之间。使成品孔的大小与介电厚度相同,对于大多数Fabouses而言可能是不可能的。您真的希望材料比孔直径更薄。

解决方案的核心:核心vias

这意味着较薄的介电始终需要需求。就像这些天的某些消费产品的成本更高一样,HDI友好材料可能会有一些交货时间和价格压力。成本和性能之间的平衡是有限使用微型杀伤性。我要说的是3-N-3堆栈是最佳选择。让我解开3-N-3的东西。您从厚度厚的板开始。出于讨论的目的,我们称其为n = 4。三分表示周围添加的层数。

该商店将使用PTH通过几何形状以正常方式制造4层板。该董事会将成为成品板的核心核心。然后,它们在4层的每一侧又层压一层。这些层约为50微米,以支撑75-100微米的vias。他们一次又一次地进行层压和激光,以便您最终获得三个激光层,四个机械视觉层和另外三个激光视频层,总共有10层。

14层3-N-3堆栈

图片来源:作者 - 14层3-N-3堆栈;不一定要扩展。

除了薄预密层之外,主要的成本驱动器是层压周期。从两个,四个,六个或更多的核心层开始并不是那么大。这就是为什么共同术语将所有这些核心堆栈堆积成“ n”层的原因。它再次将董事会放入新闻界,并在驱动成本的热量和压力下等待所有凝胶。压力机通常是工厂中最昂贵的设备。它们的工作速度不如钻头或镀金罐。一家带有一台新闻的商店有一个瓶颈,必须相应地给HDI板定价。

HDI的一种略有不同的方法 - 我最喜欢的堆栈

一个很酷的黑客是制造使用薄电介质的HDI板的核心在外层上,并在第二层层压周期移动之前,在芯上创建微弧菌。这被称为2-n-2加堆栈。与3-N-3版本相比,媒体的旅行需要少次。惩罚是核心视野将一层延伸到堆叠的顶部和底部。核心视频突出的层通常是地面平面的好层。

从路由的角度来看,具有跨越1-2、2-3、3-4、4-7、7-8、8-9和9-10的VIA可以解决大多数烦人的粉丝问题。许多董事会可以用更少的技术来完成,有些董事会可能一直在整个董事会中一直需要微型案件。到那时,董事会的两侧都装有组件,并且可能配备了一千或更多销的精细BGA设备。当您完成其中一种类型的木板时,成就感会像潮汐一样冲洗您和您的腕带。玩得开心。

关于作者

John Burkhert Jr是一位职业PCB设计师,在军事,电信,消费者硬件以及最近的汽车行业方面经验丰富。最初,RF专家 - 被迫不断地翻转钻头,以满足高速数字设计的需求。当约翰不写关于或执行PCB布局时,他喜欢玩贝斯和赛车。您可以在LinkedIn上找到约翰。

约翰·伯克特(John Burkhert)的个人资料照片