隨著技術世界的發展，為了滿足日益增長的終端用戶需求，則需將更好的設備包裝在更小的包裝中。?使用高密度互連（HDI）技術設計的PCB不僅創造了更緊湊的占地面積，而且改進了功能。?HDI使用盲孔，埋入式和微通道，墊中的通孔和其他路由選項來實現。?在本文中，您將學習HDI設計流程的基礎知識以及Altium?Designer如何滿足這些需求。

介紹

對較小機械外殼的需求正在持續增加，導致了電氣設計過程中更復雜的生成PCB以便跟上縮小的外形尺寸。?為了達到所需的尺寸和密度，工程師轉向HDI技術。?然而，使用HDI意味著在使用相同面積或更少的區域時處理不同的路由工作流程和更密集的部件。?這里描述的方法概述了可用的選項。

HDI面臨的挑戰

今天的設計過程通常需要工程師盡可能多的包裝盡可能多的空間，基本設計工作流程以多種方式阻礙了這一點。?這些關注中的主要原因是制造成本。?現在，重要的是要指出，HDI設計的制造過程比常規PCB成本更高。

在使用更高密度的連接和組件的高密度板上，采用簡單的通孔的過程根本不起作用，期望設計具有更多復雜性，但工作空間更小的工作似乎有點違反直覺。

以下是設計HDI板時可能面臨的挑戰的基本列表：

1.有限板工作區

2.較小的部件和更密集的間距

3.PCB兩側的組件數量較多

4.更長的跟蹤路線產生更長的信號飛行時間

5.完成板子需要更多的跟蹤路線

設計工具解決挑戰

HDI設計由IPC-2226標準定義，并創建了克服這些設計障礙的選項，從而允許您創建更好，更高效的板塊，而且具有較少的空間。 通過HDI設計，您可以增加或減少圖層數，改善軌跡路線，將通孔置于墊中，改善信號傳輸，并減少信號丟失或延遲。

雖然生產這些電路板可能會更昂貴，但是還有一些設計過程可以幫助減少層數和電路板尺寸方面的成本。 您可以將更多的組件放置在同一區域，并具有相同的功能或更好的功能。 較小的板，加上減少的層數，可以降低有效成本。

更細膩的線條

更小的板上的更多組件需要使用更細和更短的線跡。 這不僅允許板上密度增加，線路更短，線寬更細，可提高高速性能。 總的來說設計重量更輕，更輕，更小更好的產品

通過風格

在HDI設計的中心是通孔。 以不同的方式使用通孔可以生成路由拓撲和布局設計的選項。 盲孔，埋入式和微孔子在布線HDI板時都具有獨特而有用的功能，Altium Designer支持所有這些功能。 傳統的通孔貫穿整個板子，然后用銅電鍍，并用于層之間的連接。 然后，這些通孔連接到不同層上的平面，跡線和多邊形。

采取這個簡單的概念，現在創建在特定圖層上啟動和停止的通孔，可以打開路由選項。 另一個不錯的選擇是，如果您在頂層和底層有足夠的空間，但希望將板塊整合到更少的層，則可能會使用不同的通道樣式，讓我們來看看一些這樣的例子。首先，Altium Designer允許您管理層堆棧管理器中的鉆取（見圖1），為不同的通道類型分配起始和停止層。 在頂層或底層開始通孔，并在內部平面或信號層上結束通孔的是盲孔。 使用通孔從一個內部層直接連接到另一個內層是一個埋地通孔。 也可以對隔離層進行嚴格的路由選擇，只能通過埋孔進行訪問。

圖1 在層堆棧管理器中找到鉆對對話框

微孔

微孔不僅尺寸不同，而且與通孔相比，制造工藝也有所不同。?根據IPC-2226的定義，微孔是直徑為≤15mm或略小于6密爾的通孔，由于較小的尺寸，IPC標準規定焊盤尺寸必須至少是通孔直徑的兩倍，并且激光鉆孔以保持連接完整性。?盲孔和埋入式的微孔也被允許。微孔也是單層通孔。?微孔可以通過堆疊或交錯來連接多個層。?所有的孔都被激光鉆孔，然后堵塞，使得焊料在制造過程中不會滲透到孔中。

以下是使用不同通道樣式的示例。?圖2中的通孔對話框顯示了一個6層板設計，圖3中完成的板的橫截面如圖3所示和顯示幾個通過樣式與其相關維度。

圖2 通過屬性對話框? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

可以看到一個6層板

圖4中的例子有4層，傳統的路由方法將使用通孔來連接頂層和底層，用于路由和連接目的。 這些通孔可以在路上連接到內層，使用平面層和多邊形上的熱釋放連接。 然而，為了路由目的，在繼續路由之前，通道將需要該層上的連接焊盤。 中間層抵消了頂層和底層沒有空間的額外路由需求。 盲目或掩埋的通孔可以連接到必要的平面或附加層以獲得更多的路由選項。

您可以看到，通孔過孔的挑戰是路由占用頂層和底層以及內部信號層的不動產。 在任何一個通道放置，您正在連接到其他層，但由于通過布局和清除規則，您丟失了這些層上的路由區域。

圖4 連接到頂層和底層的通孔和一個內平面層的實例 ? ? ? ? ? 圖5 通孔式風格

現在，如果我們選擇使用微孔從頂層連接到平面層，我們打開下面的空間，如果我們需要，我們可以使用下面的空間進行路由。這是微孔可以幫助的一個小例子，更不用說微孔實際連接到的層的空間開放了。

在圖6中，使用盲通道來進行從頂層到內平面層的連接。?如果內部信號層僅用于路由，為什么不需要遍歷層。?理論上，我們可以將所有的連接推到內部信號層，并在此層進行所有路由，留下頂層和底層進行組件放置，如圖7所示。您可以在平面層上停止盲孔，而不用增加信號層的狀態。

圖6 微通孔路由風格-更好的工作空間管理 ? ? ? ? ? ? 圖7 內部路由-簡單版本

(注意：堆疊的微孔正在使用中)

焊盤中的通孔

增加布線選項的另一種方法是將通孔放置在焊盤中，只要保持連接完整性，就可以將通孔直接放在焊盤中，并將連接放置到其他層，而不要在頂部或底部層上部署組件。

圖8中的示例示出了沒有孔的頂層襯墊和放置在焊盤中的通孔。 這變得更加有利，因為您可以使用這些屬性設計PCB占位面積，并且組件已經具有連接到焊盤的通孔直接連接到其他層。

圖8 焊盤中的通孔

制造工藝

請務必考慮您的板子確認其HDI的制造方法。 有一些板子將會有使用和不使用的過程，并且了解這些方法是很好的。 此外，您可能需要包含文檔說明，以幫助在一些不直接的領域提供理解。 這是一個很好的檢查，以確保一致性，并知道您的設計能夠得到您的板子方面的支持。

結論

生成HDI板可能相當簡單，而且是設計下一代技術和板設計流程的強大方法。 這是Altium Designer中如何使用和支持該過程的高級解釋。 您可以看到，這個過程不僅是可行的，而且可能有利于使您的下一個設計更具競爭力和用戶友好。 配置和使用正確，HDI板可以讓您的公司具有競爭優勢。