PCB設(shè)計軟件中設(shè)置HDI PCB布局和布線
PCB設(shè)計軟件中設(shè)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(shù)和更小的跡線。要正確設(shè)置這些設(shè)計的布局，需要一套功能強(qiáng)大的規(guī)則驅(qū)動的設(shè)計工具，這些工具可以在創(chuàng)建PCB時根據(jù)設(shè)計規(guī)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(shè)置哪些設(shè)計規(guī)則。
在本文中，我們將研究準(zhǔn)備HDI PCB設(shè)計布局時要設(shè)置的關(guān)鍵設(shè)計規(guī)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(guī)則易于訪問和編輯，但是此處顯示的規(guī)則普遍適用于任何設(shè)計平臺。
設(shè)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(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)PCB區(qū)別開來。我見過設(shè)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設(shè)計布局的構(gòu)成沒有特定的閾值。每個人都可以同意，一旦設(shè)計包含微孔，它就是HDI板。在PCB設(shè)計方面，您需要先設(shè)置某些設(shè)計規(guī)則，然后才能觸摸布局。在建立設(shè)計規(guī)則之前，您應(yīng)該收集制造商的能力。完成此操作后，您需要設(shè)置設(shè)計規(guī)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(dāng)你進(jìn)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(jù)長寬比仔細(xì)設(shè)計通孔，長寬比還取決于所需的層厚。層過渡應(yīng)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(wǎng)絡(luò)的其他對象（焊盤，組件，平面等）保持分開。此處的目標(biāo)是確保符合HDI DFM規(guī)則并防止過多的串?dāng)_。
其他走線限制，例如走線長度調(diào)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。可以通過多種方式（例如，模擬）或遵循標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗法則來確定間隙。小心后者，因為這可能會導(dǎo)致內(nèi)層串?dāng)_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(yīng)所需的路由密度。具有高引腳數(shù)細(xì)間距BGA的電路板每個象限可以具有數(shù)百個連接，因此在為HDI PCB布局創(chuàng)建層堆棧時需要設(shè)置過孔。
如果您在PCB設(shè)計軟件中查看層堆棧管理器，則可能無法將特定的層轉(zhuǎn)換明確定義為微孔。沒關(guān)系; 您仍然可以設(shè)置圖層過渡，然后在設(shè)計規(guī)則中設(shè)置通孔尺寸限制。在Altium Designer中，您可以在“層堆棧管理器”中創(chuàng)建過渡，并在“屬性”面板中將其標(biāo)記為微孔。
在HDI PCB疊層中定義微孔。
一旦您要設(shè)置設(shè)計規(guī)則并創(chuàng)建模板，這種將微通道稱為微通道的功能就很有用。要設(shè)置通過通孔布線的設(shè)計規(guī)則，可以將設(shè)計規(guī)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(shè)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(shè)計規(guī)則適用于特定Net Class上的微孔。
為HDI路由設(shè)置微孔設(shè)計規(guī)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(shè)置設(shè)計規(guī)則之前，您應(yīng)該向制造商咨詢其功能。然后，需要在設(shè)計規(guī)則中設(shè)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小（困難的方式）
在線計算器（快速方法）
集成到您的設(shè)計和布局工具中的現(xiàn)場求解器（最準(zhǔn)確的方法）
討論了使用在線計算器進(jìn)行走線阻抗計算的弊端，在為HDI PCB布局調(diào)整走線尺寸時，同樣的觀點也適用。
要設(shè)置走線寬度，您可以在設(shè)計規(guī)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(dān)心阻抗控制，則可以設(shè)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(shè)計規(guī)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(jǐn)慎的平衡操作。如果阻抗控制的走線寬度太大，則應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)置為設(shè)計規(guī)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(shè)計規(guī)則中強(qiáng)制要求的寬度。
為帶有帶狀線跡線的HDI路由設(shè)置微孔設(shè)計規(guī)則。
間隙
完成上面顯示的兩個關(guān)鍵任務(wù)后，您需要確定適當(dāng)?shù)嫩E線間隙。不幸的是，跡線之間的間距不應(yīng)默認(rèn)為3W或3H經(jīng)驗法則，因為這些規(guī)則不正確地應(yīng)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(jìn)行串?dāng)_仿真，并檢查是否會產(chǎn)生過多的串?dāng)_。
豐樂壹博專業(yè)PCB設(shè)計 、PCB Layout、PCBA一站式生產(chǎn)。
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(shù)和更小的跡線。要正確設(shè)置這些設(shè)計的布局，需要一套功能強(qiáng)大的規(guī)則驅(qū)動的設(shè)計工具，這些工具可以在創(chuàng)建PCB時根據(jù)設(shè)計規(guī)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(shè)置哪些設(shè)計規(guī)則。
在本文中，我們將研究準(zhǔn)備HDI PCB設(shè)計布局時要設(shè)置的關(guān)鍵設(shè)計規(guī)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(guī)則易于訪問和編輯，但是此處顯示的規(guī)則普遍適用于任何設(shè)計平臺。
設(shè)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(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)PCB區(qū)別開來。我見過設(shè)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設(shè)計布局的構(gòu)成沒有特定的閾值。每個人都可以同意，一旦設(shè)計包含微孔，它就是HDI板。在PCB設(shè)計方面，您需要先設(shè)置某些設(shè)計規(guī)則，然后才能觸摸布局。在建立設(shè)計規(guī)則之前，您應(yīng)該收集制造商的能力。完成此操作后，您需要設(shè)置設(shè)計規(guī)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(dāng)你進(jìn)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(jù)長寬比仔細(xì)設(shè)計通孔，長寬比還取決于所需的層厚。層過渡應(yīng)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(wǎng)絡(luò)的其他對象（焊盤，組件，平面等）保持分開。此處的目標(biāo)是確保符合HDI DFM規(guī)則并防止過多的串?dāng)_。
其他走線限制，例如走線長度調(diào)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。可以通過多種方式（例如，模擬）或遵循標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗法則來確定間隙。小心后者，因為這可能會導(dǎo)致內(nèi)層串?dāng)_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(yīng)所需的路由密度。具有高引腳數(shù)細(xì)間距BGA的電路板每個象限可以具有數(shù)百個連接，因此在為HDI PCB布局創(chuàng)建層堆棧時需要設(shè)置過孔。
如果您在PCB設(shè)計軟件中查看層堆棧管理器，則可能無法將特定的層轉(zhuǎn)換明確定義為微孔。沒關(guān)系; 您仍然可以設(shè)置圖層過渡，然后在設(shè)計規(guī)則中設(shè)置通孔尺寸限制。在Altium Designer中，您可以在“層堆棧管理器”中創(chuàng)建過渡，并在“屬性”面板中將其標(biāo)記為微孔。
在HDI PCB疊層中定義微孔。
一旦您要設(shè)置設(shè)計規(guī)則并創(chuàng)建模板，這種將微通道稱為微通道的功能就很有用。要設(shè)置通過通孔布線的設(shè)計規(guī)則，可以將設(shè)計規(guī)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(shè)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(shè)計規(guī)則適用于特定Net Class上的微孔。
為HDI路由設(shè)置微孔設(shè)計規(guī)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(shè)置設(shè)計規(guī)則之前，您應(yīng)該向制造商咨詢其功能。然后，需要在設(shè)計規(guī)則中設(shè)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小（困難的方式）
在線計算器（快速方法）
集成到您的設(shè)計和布局工具中的現(xiàn)場求解器（最準(zhǔn)確的方法）
討論了使用在線計算器進(jìn)行走線阻抗計算的弊端，在為HDI PCB布局調(diào)整走線尺寸時，同樣的觀點也適用。
要設(shè)置走線寬度，您可以在設(shè)計規(guī)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(dān)心阻抗控制，則可以設(shè)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(shè)計規(guī)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(jǐn)慎的平衡操作。如果阻抗控制的走線寬度太大，則應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)置為設(shè)計規(guī)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(shè)計規(guī)則中強(qiáng)制要求的寬度。
為帶有帶狀線跡線的HDI路由設(shè)置微孔設(shè)計規(guī)則。
間隙
完成上面顯示的兩個關(guān)鍵任務(wù)后，您需要確定適當(dāng)?shù)嫩E線間隙。不幸的是，跡線之間的間距不應(yīng)默認(rèn)為3W或3H經(jīng)驗法則，因為這些規(guī)則不正確地應(yīng)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(jìn)行串?dāng)_仿真，并檢查是否會產(chǎn)生過多的串?dāng)_。
豐樂壹博專業(yè)PCB設(shè)計 、PCB Layout、PCBA一站式生產(chǎn)。
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