高速HDI電路板

《高速HDI電路板》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、《高速HDI電路板設(shè)計(jì)過程的考慮》摘要：高密度互連(HDI)印制電路板現(xiàn)今正逐步得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的HDI電路板應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品和半導(dǎo)體封裝兩類產(chǎn)品中。該文將專注于HDI快速成長(zhǎng)的第三類應(yīng)用：高速工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用，這類應(yīng)用于電信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的印制電路板不同于前述兩類的地方在于PCB板面尺寸大、關(guān)注重點(diǎn)是電氣性能，而且導(dǎo)線的挑戰(zhàn)在于非常復(fù)雜的PBGA和CCGA的封裝。對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，首先要注意的是不顧設(shè)計(jì)最好的意圖而設(shè)計(jì)高速系統(tǒng)，需要了解在系統(tǒng)中如何使用材料來滿足物理器件的性能指標(biāo)。PCB的材質(zhì)選擇、層疊結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)

2、規(guī)則將影響電氣性能（比如：特性阻抗、串?dāng)_和信號(hào)調(diào)節(jié)）。器件密度也將顯示出PCB布線規(guī)則、設(shè)計(jì)規(guī)范、材質(zhì)選用和微孔結(jié)構(gòu)選擇的功能。埋、盲孔對(duì)那些復(fù)雜的、多次積層的電路板而言是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。相比材質(zhì)的穩(wěn)定性、板面處理和設(shè)計(jì)規(guī)則而言，組裝過程的問題會(huì)在電路測(cè)試中得到確認(rèn)。關(guān)鍵詞：高密度互連特性阻抗串?dāng)_設(shè)計(jì)規(guī)則埋孔盲孔背膠銅箔低壓差分信號(hào)突破模式信號(hào)完整性1．引言：HDI的三類典型應(yīng)用平臺(tái)HDI產(chǎn)品的分類是由于近期HDI的發(fā)展及其產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求而決定。移動(dòng)通信公司以及他們的供應(yīng)商在這個(gè)領(lǐng)域扮演了先鋒作用并確定了許多標(biāo)準(zhǔn)

3、。相應(yīng)的，產(chǎn)品的需求也促使批量生產(chǎn)的技術(shù)局限發(fā)生改變，價(jià)格也變的更實(shí)惠。日本的消費(fèi)類產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在HDI產(chǎn)品方面走在了前面。計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)界還沒有感受到HDI技術(shù)腳步走近的強(qiáng)大壓力，但由于元件密度的增長(zhǎng)，很快他們將面臨這樣的壓力并啟用HDI技術(shù)。鑒于不斷縮小的間距和不斷增長(zhǎng)的I/O數(shù)，在倒裝芯片封裝上使用HDI基板的優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。HDI技術(shù)可分為幾種技術(shù)類型。HDI產(chǎn)品的主要驅(qū)動(dòng)力是來自移動(dòng)通信產(chǎn)品，高端的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品和封裝用基板。這幾類產(chǎn)品在技術(shù)上的需求是完全不同的，因此HDI技術(shù)不是一種，而是有數(shù)種，具體分類

4、如下：小型化用HDI產(chǎn)品高密度基板和細(xì)分功能用HDI產(chǎn)品高層數(shù)HDI產(chǎn)品1.1小型化HDI產(chǎn)品HDI產(chǎn)品小型化最初是指成品尺寸和重量的縮減，這是通過自身的布線密度設(shè)計(jì)以及使用新的諸如uBGAs這樣的高密度器件來實(shí)現(xiàn)。在大多數(shù)情況下，即使產(chǎn)品價(jià)格保持穩(wěn)定或下滑，其功能卻不斷增強(qiáng)。內(nèi)部互連采用埋孔工藝結(jié)構(gòu)的主要是6層或者8層板。產(chǎn)品其它特性則包括如下一些：采用10mil的焊盤，3-5mil的過孔，大部分采用4mil的線寬/線距，板厚也控制在40mil以內(nèi)，采用FR4或具有高的Tg.（160℃）的FR4基材。該技術(shù)

5、是在HDI技術(shù)中處于領(lǐng)先地位。密度設(shè)計(jì)提供了較小尺寸和較高的密度，其中就包括了uBGA或倒裝芯片的引腳。screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;"border=0>Fig1-1消費(fèi)類產(chǎn)品的小型化。1.2高密度基板HDI產(chǎn)品高密度基板的HDI板主要集中在4層或6層板，層間以埋孔實(shí)現(xiàn)互連，其中至少兩層有微孔。其目的是滿足倒裝芯片高密度I/O數(shù)增加的需求。該技術(shù)很快將會(huì)與HDI融合從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化。該技術(shù)適用于倒裝芯片或者邦定用基板，微孔工藝為高密度倒

6、裝芯片提供了足夠的間距，即使2+2結(jié)構(gòu)的HDI產(chǎn)品也需要用到該技術(shù)。1.3高層數(shù)HDI產(chǎn)品高層數(shù)HDI板通常是第1層到第2層或第1層到第3層有激光鉆孔的傳統(tǒng)多層板。采用必須的順序疊層工藝，在玻璃增強(qiáng)材料上進(jìn)行微孔加工是另一特點(diǎn)。該技術(shù)的目的是預(yù)留足夠的元件空間以確保要求的阻抗水平。該技術(shù)適用于擁有高I/O數(shù)或細(xì)間距元件的高層數(shù)HDI板，埋孔工藝在該類產(chǎn)品中并非是必要工藝，微孔工藝的目的僅僅在于形成高密度器件（如高I/O元件、uBGA）間的間距，HDI產(chǎn)品的介電材料可以是背膠銅箔（RCF）或者半固化片（prep

7、reg）。2.高性能產(chǎn)品平臺(tái)高性能HDI產(chǎn)品的發(fā)展有5個(gè)主要驅(qū)動(dòng)因素必須予以考慮，這幾個(gè)因素相互交替作用。這些因素分別是：電路（信號(hào)完整性）元件基材疊層與設(shè)計(jì)規(guī)則組裝過程的考慮設(shè)計(jì)這種帶微孔的印制電路板是非常復(fù)雜的任務(wù)，雖然電路由于考慮了信號(hào)完整性顯得極為重要的，但是成本的因素也不容忽視。基于此，實(shí)際操作中必須考慮折中的方案。2.1電路（信號(hào)完整性）考慮實(shí)際電路的性能因信號(hào)上升時(shí)間的不同而有所差別，由于這些面積較大、性能要求較高的HDI板處理的是高速的計(jì)算機(jī)總線或電信信號(hào)，它們對(duì)于噪聲和信號(hào)反射非常敏感。以下

8、5個(gè)最本質(zhì)的特性可描述出信號(hào)的敏感度：特性阻抗低壓差分信號(hào)（LVDS）信號(hào)衰減噪音敏感度串音干擾信號(hào)完整性因素單端的微帶線、帶狀線、共面和差分信號(hào)的特性阻抗是由基材的介電常數(shù)、板厚、層疊結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)規(guī)則共同決定的。信號(hào)的衰減是材料的介電損耗、設(shè)計(jì)規(guī)則和線路長(zhǎng)度共同作用的結(jié)果。包括串?dāng)_在內(nèi)的各種噪音如：地平面反彈噪聲（groundbounce），開關(guān)噪聲（switchingnoise），電源峰值噪聲（P