印刷电路板（PCB）就像电子产品的大脑。它们将所有部件完全连接在一起，以确保平稳运行。多年来，这些PCB板已逐渐小型化。
是什么导致了这个？如您所知，我们的现代世界需要更小、更快、更强大的设备。这合理地带动了HDI PCB设计的发展。
本文通常重点介绍 HDI PCB 设计中考虑的一些关键参数。如果你正确理解它们，你就可以改进你的设计。
当您与 HDI PCB 制造商合作时，您还可以制造出高质量且可靠的电子产品。在UETPCB，我们始终确保我们的PCB按照最高质量标准制造。
一、HDI PCB概述及其在现代电子中的重要性
HDI 代表高密度互连。顾名思义，这些 PCB 通常每单位面积提供更高的布线密度。
正因为如此，您可以在更小的板上完美地处理更多的元件。
为了制造 HDI PCB，您需要更精细的线条和空间、更小的过孔以及更高的连接焊盘密度。
HDI PCB 与传统 PCB 相比的关键特性是：
| 特征： | HDI PCB | 传统PCB |
| 微孔 | 很小 | 较大 |
| 密度 | 更高的元件密度 | 更低的元件密度 |
| 复杂 | 允许紧凑和复杂的设计 | 适用于不太复杂的设计 |
| 层层叠叠 | 多层 | 更少的层数 |
| 宽高比 | 更高的纵横比 | 较低的纵横比 |
| 材料种类 | 高速材料 | FR4为标准材料 |
| 成本 | 较高的初始成本 | 较低的初始成本 |
与传统 PCB 相比，HDI PCB 具有一些独特的优势。如上表所示，传统 PCB 使用较大的过孔和较粗的线路。
因此，这些 PCB 为您提供较低的布线密度。此外，它们仅适用于简单的设计。
然而，HDI PCB 非常适合紧凑和复杂的设计。让我们来看看它们在高密度应用中的优势。
- HDI PCB 设计允许在更小的板上安装更多元件。因此，您可以享受迷你电子设备。
- 最好的例子是移动设备。这就像将一台电脑放在手掌上一样。此外，智能手表、主动降噪耳机、修剪器、传感器等也值得关注。
- 较短的信号路径可减少延迟并提高速度。
- 更好的热管理和更低的功耗
二. HDI PCB 设计指南：最佳实践
足够的介绍！让我们进入主题吧。
各种参数用于确保 HDI PCB 设计的最佳结果。这些参数有助于确保复杂的设计具有最佳性能。
因此，在设计 HDI PCB 时必须遵循这些参数。遵循我们的指南，您还可以克服电路板上的各种问题。
1. 布局注意事项
HDI PCB 可能有多种布局类型。如您所知，在现代世界，人们喜欢使用紧凑的电子产品。因此，您可能会发现多个具有不同布局类型的电路板。
每种类型都会提高连接速度和数量。
HDI PCB 制造商（例如 UETPCB）通常使用这些布局来减少电路板上的空间。这些布局还可以改善电路功能并最终减少热量。
顺序构建 一般是逐层致密板。这种方法对于 HDI PCB 设计实际上很有帮助。
堆叠过孔 需要钻穿多个电路板层。此钻孔的主要目的是建立垂直连接。
在 HDI PCB 设计中，您会发现这些过孔在 HDI PCB 设计中的各层之间建立了牢固的连接。
微孔 HDI PCB 上的尺寸非常小。它们通常具有 1:1 的长宽比和 0.01 英寸或英寸的深度，非常适合紧凑的电路板布局。
2. 材料考虑
为 HDI PCB 选择合适的材料总是很棘手的。然而，当您遵循正确的步骤时，一切都会变得很容易。
选择合适的 PCB 材料时请考虑几个因素。它能承受工作热量吗？它能保持信号纯度吗？够耐用吗？尝试找出所有这些问题。
操作及性能要求
材料选择的第一步是确定性能需求。在这种情况下，请了解工作频率和信号损耗。
工作频率是设备工作的频率。您可以使用各种单位测量频率：赫兹 (Hz)、千兆赫 (GHz) 或每秒千兆字节 (Gbps)。它通常指示信号在系统内振荡或循环的容易程度。
另一方面，信号损失是指信号在电路中的介质中传播时强度的降低。它通常以分贝 (dB) 为单位进行测量。
介电常数 Dk 和正切损耗 Df 是您应该考虑的关键因素。
因此，选择低Df和稳定Dk的材料。事实上，这两个参数确保了电路的最佳性能。正确的选择可以保证信号损失最少。
| 电路速度 | 推荐材料 |
| 正常的速度 | FR370HR， 尼尔科 N7000-2HT和 EM-827 或 EM-370 |
| 中等速度 | FR408HR |
| 高速 | Megtrone6、EM-528 和 I-Tera MT40 |
材料特性（热、电、机械、化学和可制造性）
接下来，评估材料的热性能。在这种情况下，请检查最高温度额定值。
请记住，工作温度随着密度的增加而升高。
工作温度 µ 成分密度
电气特性在 HDI PCB 设计中也至关重要。稳定的 Dk 和低 Df 值对于保持高速信号完整性至关重要。
机械品质确保它能够承受 HDI PCB 制造过程中的应力。
在这种情况下，您可以考虑弯曲和拉伸强度。
另一个关键因素是可制造性。
所选材料应符合标准制造工艺。材料性价比高吗？或者它很容易获得吗？
长宽比
制作 HDI PCB 时，纵横比通常是通孔直径与 PCB 材料厚度之间的比率。
从技术上讲，材料的宽度会影响纵横比。它还会影响电气系统的效率和制作信号线的难易程度。
3. 过孔设计
过孔通常在 PCB 设计规则中发挥着至关重要的作用。它们是连接电路板不同层的小孔。
它们还有助于在 PCB 上安装各种组件。有四种不同类型的过孔：
PTH，或电镀通孔，贯穿整个PCB。它通常从上到下连接各层。
PTH的深度实际上就是电路板的厚度。
微孔另一方面，是高密度互连设计中使用的微小过孔。
它们通常提供更好的路由灵活性。您可能经常在 HDI PCB 上找到它们。
盲孔 将外层连接到一个或多个内层。它不会穿透整个板。
最后，该 埋孔 连接内层。它们通常不会到达外层。
将过孔放置在正确的位置是 HDI PCB 设计的关键部分之一。
它从技术上决定了有效的路由和最佳性能。因此，在处理这个问题时，您可以考虑信号质量、制作的难易程度以及成本。
过孔的纵横比
通孔的纵横比是它们的深度与直径之比。 HDI PCB 制造商（例如 UETPCB）始终对每块板使用标准比率。
然而，较高的纵横比意味着相对于其宽度而言更深的孔。对于微通孔，典型的纵横比为 1:1 或更低。据专家介绍，一般电镀0.75：1比较合适。
埋孔的深宽比通常在1:1到6:1之间，而盲孔的深宽比可能在1:1到1:4之间。
请注意，正确的纵横比始终确保正确的电镀和钻孔。
4. 走线宽度和间距
PCB 的走线宽度显示了导电路径的宽度。另一方面，间距是这些迹线之间的距离。
两者对于信号的纯度和可靠性都很重要。
最小走线宽度取决于它可以承载多少功率以及它的制作质量。
较低的电阻通常意味着电流可以更自由地流过更宽的走线。
计算走线宽度的一般公式如下：
根据 IPC-2221，内层【kbc】=【0.024 0.44 0.725】，外层【kbc】=【0.048 0.44 0.725】。
例如，根据 IPC-2221，电子产品分为三类。 2 类和 3 类 PCB 的走线间距对于低电压应为 0.25mm 或 10mil，对于高电压应为 0.5mm 或 20mil。
确切的线宽和间距取决于您的需要。因此，请了解您的项目需求、如何使用它以及您的设备处理它的速度。
5. HDI 层堆叠注意事项
在HDI PCB设计中，层堆叠非常重要。这就是电气层和绝缘层在 PCB 上的排列和排序方式。
此设置对于确定信号的工作效果至关重要。
四个不同的部分组成一个标准层堆叠。 PCB的基层称为核心层。
预浸料是上面已经有树脂的玻璃纤维布。铜层导电。最后，各种过孔连接 PCB 的不同层。
HDI 层堆叠的类型
HDI 层堆叠分为三种主要类型。 TYPE I最简单，长宽比小于10。
它包括位于核心两侧的一层微通孔。这种类型适用于通孔和微通孔，但不适用于埋孔。 I 型适用于低到中等复杂度的设计。
TYPE II HDI 叠层使用 PTH、微孔和埋孔。埋孔连接内层，而微孔连接外层。
此配置支持更高密度的互连。 TYPE II 非常适合更复杂的电子产品，并提供更好的电气性能。
TYPE III HDI 堆叠是最先进的配置。一般包括多层微过孔、埋孔和通孔。
仅供参考：您可以使用 TYPE III 层堆叠来实现最高互连密度。
6. 顺序层压
顺序层压是 HDI PCB 制造中的关键工艺。它分多个阶段构建 HDI PCB，每个阶段都涉及分层材料并一次一步地固化它们。
这种方法逐渐创建复杂的结构。每层中，微孔、盲孔、埋孔不断增加。
为什么HDI技术需要顺序层压？首先，与普通 PCB 相比，它每平方英寸/毫米提供更多电路，可处理更多零件。
其次，它提供了更好的信号路由，使设备更加可靠。
在 HDI PCB 设计中，您应该仔细规划此方法以确保最终产品的质量。
7.HDI PCB阻抗控制
如果您知道电的工作原理，您可能知道电阻是什么。类似的情况也可能发生在PCB上；这称为阻抗。
根据定义，PCB 对电路中交流电流的阻力称为阻抗。它通常以欧姆为单位进行测量。
它通常结合了电容性电阻、指示性电阻和平均电阻。
有几个因素可能会影响该阻抗。一些最常见的因素是：
- 走线宽度是影响PCB阻抗的主要因素。更宽的走线宽度可确保更低的阻抗/电阻。
- 跟踪空间在这里也很重要。请记住，较紧的走线会导致电容耦合。电流从一根迹线流向另一根迹线称为电容耦合。
- 铜的厚度在这里也很关键。一般来说，当铜较厚时，电阻会下降。
- 阻抗随着绝缘层变厚而增加。另一方面，较高的介电值会导致较低的阻抗。
- 最后，不同层的堆叠也会改变 PCB 阻抗。
8. 电源和接地技术
电源线和地线在 HDI PCB 设计中也至关重要。他们的主要工作是提供稳定的电气连接。
使电源线和地线又短又宽可以减少噪声。这通常会降低电阻和感应。
您还可以将去耦电容器放置在电源引脚附近。它的作用是确保消除电压波动。
如您所知，PCB 设计规则有多种类型的 GND。 HDI PCB 接地时可以遵循多种技术。仅供参考：GND 的具体类型取决于 PCB 的设计。
在大多数情况下，使用实心接地层。它通常为返回电流提供低阻抗路径。
9. 元件密度和布局
如您所知，HDI PCB 设计提供高元件密度。因此，正确的位置和管理对于获得最佳结果至关重要。
将各个部分放在一起时，您可以考虑四个主要事项。
太空
在 HDI PCB 设计中，空间的有效利用非常重要。如您所知，HDI PCB 允许在更小的区域内安装更多的组件。
为了实现这一点，您可以使用更窄的走线和过孔。但是，在处理走线宽度和间距时，您必须遵循正确的 PCB 设计规则。
您必须策略性地放置组件，以最大程度地减少浪费的空间。从技术上讲，它有助于缩小 PCB 尺寸。
信号纯度
其次，保持信号纯度可能很困难。但别担心！如果遵循正确的 PCB 设计规则，则可以轻松消除此问题。
您已经知道，较短的信号路径意味着更少的信号丢失和延迟。因此，您必须小心如何路由高速信号。
您可以使用差分对和受控阻抗走线。在这种情况下，正确的电源和接地技术也至关重要。
热管理
如您所知，密集的 PCB 会产生更多的热量。因此，您必须确保有效的热管理。散热孔、散热器和导热垫可以帮助散热。
制造复杂性
高密度设计的制造可能更加复杂。您可以平衡复杂性与可制造性。
请注意，标准制造工艺和材料可以降低成本。在UETPCB，我们采用最新技术来制造每块PCB。
因此，与其他 HDI PCB 制造商相比，我们为客户提供最优惠的价格。
三．保持信号完整性的 HDI 设计技术
在设计 HDI PCB 时，您可能会遇到一些问题。以下五个问题是最常见的。
- 多个信号电平和组件使路由变得更加困难。
- 走线长度的变化
- 保持恒定的阻力是具有挑战性的
- 局部加热，可能损坏零件
为了克服这些问题，您可以遵循一些技巧。世界各地的专家推荐这些技术。
- 使用具有稳定 Dk 和低损耗因数 Df 的材料。
- 始终将信号层放在 GND 层之间。
- 使用正确的端接方法以避免阻抗不匹配。
- 将微过孔放在信号焊盘附近。它减少了信号反射。
- 将去耦电容器放置在主电源引脚附近。它通常确保电源的纯度。
- 为了减少串扰，请在高速信号之间放置保护线。
- 有效的屏蔽和接地
- 使用散热过孔释放 PCB 上的热量
- 安装组件时始终与边缘保持一定距离。建议距离为 λ/10。
- 始终确保走线长度相等。
四． HDI BGA 分线和扇出
BGA 分线和扇出是从 BGA 到 PCB 其余部分的布线连接。 BGA 代表球栅阵列。
微过孔和焊盘内过孔技术通常是两种有效的 BGA 突破策略。
您通常可以使用它们来管理空间并保持信号纯度。对于高引脚数 BGA，您可以使用其他技术，例如狗骨扇出或交错过孔。
五、高级路由策略
设计 HDI PCB 时，先进的布线技术始终至关重要。它们有助于管理复杂的布局并通常提高 PCB 性能。
1. 焊盘内通孔
通孔焊盘直接内置于元件的焊盘中。这种方法通常可以节省空间并增强信号。
然而，制造起来可能具有挑战性。为了避免焊接问题，正确填充和电镀通孔至关重要。
焊盘内通孔也有助于热管理。从技术上讲，它通过过孔散热。
2. 狗骨扇出
该策略将信号从 BGA 封装路由到其他 PCB 位置。在此策略中，短走线将 BGA 焊盘连接到过孔。
该技术主要简化了分线布线并减少了信号路径长度。它通常足以维持信号完整性和管理高引脚数 BGA。
3. 林荫大道结构
该策略特别为关键信号创建路径。它主要将敏感信号与噪声信号分开。
Boulevard 结构特别适合高速设计。该策略可用于信号纯度是首要考虑因素的 PCB。
通常，您可以通过宽迹线或微带线来使用此技术。
六． PCB 的 IPC 标准
在制造过程中遵守标准始终是必要的。因此，所有国家始终使用共同标准。
IPC 标准主要针对电子设备。 IPC-2221、-6012、-4101 和 -7351 是 PCB 制造中最常见的。
一般设计可遵循IPC-2221，PCB功能可遵循IPC-6012。然而，IPC-4101 讨论的是材料，而 IPC-7351 定义了焊盘图案设计。
在进行 HDI PCB 设计时，请始终遵循 IPC 标准。因此，当您与 HDI PCB 制造商打交道时，请务必确保他们拥有这些许可证。
七．立即联系我们
如果你有任何问题， 欢迎与我们联系. 我们的专家团队随时为您提供帮助，满足您的所有 HDI PCB 设计需求。因此，无论您有疑问或需要咨询，我们的专家团队总是乐意提供解决方案。