PCB設計軟件中設置HDI PCB布局和布線

2021-04-16

PCB設計軟件中設置HDI PCB布局和布線

更高級的PCB將更多的功能包裝在更小的空間中，通常使用定制的IC / SoC，更高的層數和更小的跡線。要正確設置這些設計的布局，需要一套功能強大的規則驅動的設計工具，這些工具可以在創建PCB時根據設計規則檢查布線和布局。如果您正在使用第一個HDI布局，則在開始PCB布局時可能很難看到需要設置哪些設計規則。

在本文中，我們將研究準備HDI PCB布局時要設置的關鍵設計規則，以及一些提高效率的技巧。Altium Designer包含一個方便的界面，使這些規則易于訪問和編輯，但是此處顯示的規則普遍適用于任何設計平臺。

設置HDI PCB布局

對于HDI PCB，除了組件和布線密度外，幾乎沒有什么能將這些產品與標準PCB區別開來。我見過設計師指出，HDI板是指具有1000萬或更小的過孔，600萬或更小的走線或具有0.5 mm或更小的引腳間距的任何東西。您的制造商會告訴您，HDI PCB使用約8密耳或更小的盲孔，較小的盲孔是用激光鉆孔的。

在某些方面，它們都是正確的，因為對于HDI PCB布局的構成沒有特定的閾值。每個人都可以同意，一旦設計包含微孔，它就是HDI板。在設計方面，您需要先設置某些設計規則，然后才能觸摸布局。在建立設計規則之前，您應該收集制造商的能力。完成此操作后，您需要設置設計規則和一些布局功能

走線寬度和通孔尺寸。一個跟蹤的寬度與它的阻抗和走線寬度將決定當你進入HDI制度。一旦走線寬度變得足夠小，通孔也將變得如此之小，以至于必須將其制造為微通孔。

圖層過渡。需要根據長寬比仔細設計通孔，長寬比還取決于所需的層厚。層過渡應該盡早定義，以便可以在路由過程中快速放置它們。

間隙。跡線必須彼此分開，并與不屬于網絡的其他對象（焊盤，組件，平面等）保持分開。此處的目標是確保符合HDI DFM規則并防止過多的串擾。

其他走線限制，例如走線長度調整，最大走線長度以及走線過程中允許的阻抗偏差，也很重要，但它們將適用于HDI板卡以外的地方。這里，兩個最重要的點是通孔尺寸和走線寬度?？梢酝ㄟ^多種方式（例如，模擬）或遵循標準的經驗法則來確定間隙。小心后者，因為這可能會導致內層串擾過多或布線密度不足的情況。

疊層和過孔

HDI堆棧的范圍可以從幾層到幾十層不等，以適應所需的路由密度。具有高引腳數細間距BGA的電路板每個象限可以具有數百個連接，因此在為HDI PCB布局創建層堆棧時需要設置過孔。

如果您在PCB設計軟件中查看層堆棧管理器，則可能無法將特定的層轉換明確定義為微孔。沒關系; 您仍然可以設置圖層過渡，然后在設計規則中設置通孔尺寸限制。在Altium Designer中，您可以在“層堆棧管理器”中創建過渡，并在“屬性”面板中將其標記為微孔。 

在HDI PCB疊層中定義微孔。

一旦您要設置設計規則并創建模板，這種將微通道稱為微通道的功能就很有用。要設置通過通孔布線的設計規則，可以將設計規則定義為僅適用于微孔。這使您可以通過焊盤尺寸和孔直徑來設置間隙的特定限制。在Altium Designer中，您將要使用下面的自定義查詢的“ IsMicroVia”部分，以確保設計規則適用于特定Net Class上的微孔。

為HDI路由設置微孔設計規則。

請注意，此處定義的通孔寬度和焊盤尺寸取自早期項目的制造商功能。在開始設置設計規則之前，您應該向制造商咨詢其功能。然后，需要在設計規則中設置走線寬度，以確保將走線阻抗控制在所需值。在其他情況下，不需要阻抗控制，您可能仍想限制HDI板上的走線寬度，以保持較高的布線密度。

走線寬度

您可以通過多種方法確定所需的走線寬度。首先，對于阻抗控制的路由，您需要以下工具之一：

一支筆和紙來計算所需的跡線大?。ɡщy的方式）

在線計算器（快速方法）

集成到您的設計和布局工具中的現場求解器（最準確的方法）

討論了使用在線計算器進行走線阻抗計算的弊端，在為HDI PCB布局調整走線尺寸時，同樣的觀點也適用。

要設置走線寬度，您可以在設計規則編輯器中將其定義為約束，就像使用通孔大小一樣。如果您不擔心阻抗控制，則可以設置任意寬度。否則，您需要確定PCB疊層的阻抗曲線，并輸入此特定寬度作為設計規則。

由于走線寬度對于過孔焊盤的尺寸不能太大，因此您需要采取謹慎的平衡操作。如果阻抗控制的走線寬度太大，則應減小層壓板的厚度，因為這將迫使走線寬度減小，或者可以增加焊盤的尺寸。只要平臺的尺寸超過IPC標準中列出的值，從可靠性的角度來看就可以了。

確定阻抗控制所需的寬度后，只需將此值設置為設計規則即可。在Altium Designer中，您可以使用集成的場求解器定義阻抗曲線，然后將其用于在設計規則中強制要求的寬度。

為帶有帶狀線跡線的HDI路由設置微孔設計規則。

間隙

完成上面顯示的兩個關鍵任務后，您需要確定適當的跡線間隙。不幸的是，跡線之間的間距不應默認為3W或3H經驗法則，因為這些規則不正確地應用于具有高速信號的高級板。相反，最好對擬議的走線寬度進行串擾仿真，并檢查是否會產生過多的串擾。