HDI PCB小型化与高密度互连的融合设计艺术

高密度互连（HDI）印刷电路设计和制造始于1980年，因其使用盲孔、埋孔和微孔、盘中孔以及极细的走线，将更多元件封装到更小的区域中，功能日益强大而体积不断缩小而倍受业界追捧。因此HDI在很多具有科技含量的电子设备中大行其道。

HDI PCB的设计将比普通的多层PCB板更加复杂，需要考虑的因素更多在设计过程中，设计师们不得不面对众多挑战，比如有限的工作区域、更密集的元件排布需求、增长的信号路径长度以及复杂的走线要求等。

本文将深入探讨如何利用先进的工具PCB设计软件设计出性能卓越的HDI线路板。

HDI板的设计准备工作

在着手设计您的HDI线路板之前，您需要考虑以下问题。

板子的工作区面积有限；

更小的元件和更紧密的间距；

PCB叠层两侧的元件数量；

更长的走线产生更长的信号传输时间；

完成电路板需要很多的走线；

HDI所要采用的板材问题；

电介质使用的化学物质是否与核心基板材料使用的当前化学物质兼容？

电介质是否具有可接受的镀铜附着力？（许多原始设备制造商[OEMs]希望每1盎司[35.6 µm]的铜>6 lb./in. [1.08 kgm/cm]。)

电介质是否会在金属层之间提供足够且可靠的间距？

是否能满足热需求？

电介质能否为导线接合和重新设计提供理想的“高”Tg？

是否能承受多层SBU（即焊层浮动、加速热循环、多次回流）的热冲击？

是否会有可靠的电镀微孔？

HDI板的设计

HDI的布线效率取决于叠层、过孔架构、零件放置、BGA扇出和设计规则。HDI布局规划中的最重要部分是考虑布线宽度、过孔尺寸以及BGA元件的布置/迂回布线。

设计过程中，请结合PCB厂家的制程能力以确定以下信息：

使用电路板上最大的BGA元件，或者使用电路板上最大IC的接口+方向数，以确定布线所有信号所需的层数。

联系您的HDI工厂以确定板材，并获取该型板材的电介质数据以创建您的PCB叠层。

根据层数和厚度，确定将用于通过内层布线信号的过孔类型。

如果相关，请执行可靠性评估，以验证材料在装配加工和操作过程中不会因应力互连而断裂。

根据PCB制造商的能力和可靠性要求（泪滴、布线宽度、间隙等需要）确定设计规则，以确保可靠的制造和装配。

叠层创建和设计规则的确定是关键点，因为它们将决定电路板布线的能力和最终产品的可靠性。之后就是在PCB工厂的制程能力基础上确定布线宽度和间距限制。

环孔和纵横比限制，尤其适用于高可靠性设计。

电路板中使用的材料系统可确保所需叠层中的受控阻抗。

所需叠层或层对的阻抗曲线（如有）

HDI线路板的制造

当涉及到HDI PCB的设计和制造时，传统过程与HDI特有的工艺在某些方面有所不同。尽管线路板厂商的限制会影响设计自由度，但通过在设计软件中运用自动化的DFM（设计制造）要求，设计师仍能够以更细的布线、更小的过孔、更多的层数和更小的元件来优化他们的创作。

在构建HDI PCB的过程中，顺序层压技术是至关重要的。这种技术允许以逐层方式构建复杂的层压结构，特别适用于HDI板。过孔的形成及金属镀层也是制造过程中不可忽视的步骤，它们确保了PCB的可靠性和功能性。

最终，HDI PCB的设计不仅需要遵循严格的工程标准，还需要设计师具备前瞻性的思考能力。他们必须考虑到材料的兼容性、镀铜附着力、电介质的可靠性以及热管理等问题。通过Altium Designer的全套设计工具，设计师可以毫无压力地应对这些挑战，从而交付出既小巧又强大的电子产品。

随着技术的不断进步，HDI PCB的设计和制造将继续引领电子封装的未来。设计师们在这个激动人心的时代扮演着至关重要的角色，他们不断地推动着创新的边界，让我们的生活因更智能、更紧凑的电子设备而变得更加丰富多彩。