HDI Düzen Yönergeleri
Yüksek Yoğunluklu Ara Bağlantı (HDI), geleneksel baskılı devre kartlarının (PCB) bir yeniliği olarak kabul edilebilir.. Bunun nedeni, HDI'nin birçok sistemi yüksek bileşen sayılarına ve net sayılara sahip hale getirmesidir. HDI uygulamaları arasında akıllı telefonlar, güçlü bilgisayarlar, ağ ekipmanı, havacılık vb. bulunur. Küçük bir panoda daha fazla bileşen paketleme amacına ulaşmak için tasarımcıların aşağıdaki zorlukların üstesinden gelmeleri gerekir:
- Kurulun sınırlı çalışma alanı
- Daha küçük bileşen ayak izleri nasıl elde edilir
- Bileşenler ve diğer fiziksel özellikler arasındaki yoğun boşluk sorunları
- Daha uzun izlerin neden olduğu artan sinyal yayılım gecikmesi
- Daha fazla iz yolu
- Kartın her iki tarafında daha fazla bileşen
Bileşen ayak izleri, PCB düzenindeki kalıplara atıfta bulunur montaj sırasında lehimlenecek bileşenlerin yerini gösterir. Tasarımcılar, bileşen ayak izlerini küçültmeye çalışıyor işgal edilen alanı azaltmak için. IPC-7351'e göre, ayak izleri genellikle üç kategoriye ayrılır:
- Yoğunluk Seviyesi A: Düşük yoğunluklu ürünler için uygundur ve diğer ikisinden daha fazla tahta alanı kaplar.
- Yoğunluk Seviyesi B: Orta düzeyde bileşen yoğunluğuna sahip ürünler için uygundur
- Yoğunluk Seviyesi C: HDI içindir ve diğer ikisinden daha az yer kaplar
Şekil 1: Küçük Ayak İzlerine Sahip HDI
Bir HDI düzeni için, tasarımcılar genellikle ince aralıklı bileşenleri yerleştirmek için aşağıdaki özellikleri içerir:
- mikrovialar
- Daha ince izler
- Daha yüksek katman sayısı
- Daha düşük sinyal seviyeleri
HDI'nin tasarım gereksinimlerine göre mekanik veya lazerle delinmiş mikroviyalar kademeli veya istiflenebilir. Bu çeşitli geçiş konfigürasyonları, temel olarak farklı hatvelere sahip bilyalı ızgara dizisi (BGA) bileşenleri içindir. Ayrıca, viya seçimi, sürecin süresini, adımlarını ve maliyetini belirler. Daha ince izler ise, viyalar ve her katman arasında bir bağlantı kurmak için daha yüksek bir iz yoğunluğuna izin verir. Geleneksel PCB kartlarıyla karşılaştırıldığında, HDI katman sayısı 30 veya daha fazla katmana ulaşabilir. Bitişik hatlar arasındaki yüksek alan kuvveti ve iletkenlerdeki aşırı sıcaklık artışının neden olduğu ESD'yi önlemek için, HDI, yüksek voltaj veya yüksek akım için kullanılmaz. Sonuç olarak, maliyet ve üretimi optimize ederken tüm bu özelliklerin dikkate alınması gerekir.
Şekil 2: HDI Düzenindeki Mikrovialar
HDI yerleşim tasarımı sürecinde, panoya monte edilen bileşenler iz genişliğini, iz gereksinimlerini, delme boyutunu ve yığınlamayı belirlediğinden bileşen seçimi zaman alıcıdır. HDI üzerindeki sınırlı kullanılabilir alan ile katman sayısı arasındaki optimizasyon daha küçük kullanılabilir alan bileşen ayak izlerinin boyutunu sınırladığından ve ince aralıklı bileşenler yönlendirme için daha fazla katman gerektirdiğinden ideal bileşen boyutunu sağlayacaktır. Bileşenlerin yerleşimi yanlışsa, kartın çalışmasını ve verimliliğini etkileyecektir. Bitişik pimler veya pedler arasında EMI ve parazit kapasitans veya endüktans oluşmamalıdır. Böylece, bileşenleri PCB'ye yerleştirmeden önce, sinyal bütünlüğü iyileştirme olasılığı buna göre incelenmelidir. Ek olarak, bileşen yerleşimi geçiş konumlarını da etkiler. Bu nedenle, yolların konumları simetrik değilse, tüm devre kartı, devre kartının gücünü bile etkileyebilecek eşit olmayan kuvvetler alacaktır. Aşağıdaki dört faktör, İGE bileşenlerinin seçimini belirler:
- Uygunluk
- İzlenebilirlik
- Performans
- Paketlenmiş veya arazi modeli
Az yer kaplayan SMD paketleri, HDI'deki dirençler ve kapasitörler için bir seçenektir. Ancak transformatörler, kuvars kristal rezonatörler, seramik rezonatörler, filtreler vb. bileşenler bu son derece küçük paket stillerinde mevcut değildir. BGA paketleri, HDI için başka bir seçenektir. Pimler bileşenlerin yüzeyinin altına yerleştirilmiştir, bu bileşenlerin alan tüketimi azaltılmıştır.
Şekil 3: HDI'deki SMD paketleri
Şekil 4: HDI'deki BGA paketleri
PCB ile ilgili herhangi bir sorunuz veya projeniz varsa, lütfen bizimle iletişime geçin:
Referans:
https://www.protoexpress.com/blog/choosing-smaller-footprints-hdi-design/
https://resources.altium.com/p/how-to-pack-more-complexity-into-a-smaller-footprint-using-hdi
https://www.nwengineeringllc.com/article/hdi-layout-guidelines-for-your-next-pcb.php