為HDI設(shè)計(jì)選擇較小的封裝

使用 HDI 技術(shù)的主要目的是在更小的電路板上封裝更多的組件。為 HDI 選擇更小的封裝可增加電路板功能和組件密度。

因此，雖然設(shè)計(jì)高密度互連板有許多問(wèn)題需要解決。使用占用空間較小的組件可以實(shí)現(xiàn)密集的住宿。在本文中，我們將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：

目錄

1什么是 HDI 布局？

2高密度互連的元件選擇

2.1正確放置元件的重要性

3什么是 HDI PCB 封裝？

4用于 HDI 的 SMD 封裝尺寸更小

4.1占用空間更少的標(biāo)準(zhǔn) IC 封裝

4.1.1小外形封裝 (SOP)

4.1.2BGA

4.1.3QFP

4.1.4QFN

HDI 布局可在有限的電路板空間內(nèi)容納更多組件。這種設(shè)計(jì)面臨以下挑戰(zhàn)：

• 董事會(huì)工作區(qū)有限

• 使用占用空間較小的組件

• 組件和其他物理特征之間的密集間距

• 電路板兩側(cè)的元件數(shù)量增加

• 更長(zhǎng)的軌跡會(huì)增加信號(hào)傳播延遲

• 電路板將需要更多的走線

帶有封裝的 HDI PCB 布局

這過(guò)孔類型的選擇顯著影響高密度布局。關(guān)于 HDI 板中使用的過(guò)孔類型沒(méi)有硬性規(guī)定。設(shè)計(jì)人員可以選擇從盲/埋微孔到傳統(tǒng)的通孔微孔。

盲/埋微孔可以交錯(cuò)或堆疊排列，根據(jù)電路板設(shè)計(jì)要求. 過(guò)孔的選擇將決定工藝持續(xù)時(shí)間、步驟和成本。因此，應(yīng)考慮這些因素以優(yōu)化成本和制造復(fù)雜性。

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HDI的組件選擇

組件選擇是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程HDI設(shè)計(jì). 安裝在電路板上的元件將決定走線寬度、布線要求、鉆孔尺寸和疊起. PCB 上有限的可用區(qū)域限制了元件封裝的尺寸。同時(shí)，細(xì)間距元件會(huì)增加正確布線所需的層數(shù)。因此，這兩個(gè)因素之間的優(yōu)化將提供理想的組件尺寸。

性能、包裝或土地格局、可追溯性和可用性是決定 HDI 組件選擇的四個(gè)因素。

這組件的放置影響董事會(huì)的運(yùn)作和效率。談到 HDI，組件將比傳統(tǒng)布局更接近。即使組件彼此靠近，也不會(huì)電磁干擾應(yīng)該發(fā)生。這將降低走線的信號(hào)效率。還，寄生電容或電感不應(yīng)出現(xiàn)在相鄰的引腳或焊盤(pán)之間。因此，有可能信號(hào)完整性改進(jìn)在將元件放置在 PCB 上之前，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)难芯俊?/span>

過(guò)孔位置還取決于元件放置。因此，如果過(guò)孔位置不對(duì)稱，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路板上的應(yīng)力不均勻。這樣一來(lái)，董事會(huì)的實(shí)力就會(huì)受到影響。

查看我們的教程如何在 KiCad 中放置組件.

元件封裝是圖案電路板布局表示將在此期間焊接的組件的位置電路板組裝. 沒(méi)有專門(mén)為高密度互連板設(shè)計(jì)的特定類型的封裝。設(shè)計(jì)人員試圖使組件占用空間更小，以減少占用的空間。根據(jù) IPC-7351，封裝一般分為三類。

封裝的IPC分類

• 密度等級(jí)A：這種封裝分類適用于低密度產(chǎn)品應(yīng)用。波峰焊最適合密度級(jí)別 A 的組件。與其他兩個(gè)相比，這些封裝占用更多的電路板面積。

• 密度等級(jí) B：本部分適用于具有中等元件密度的電路板的元件封裝。在回流焊接的情況下，密度級(jí)別 B 的封裝提供了強(qiáng)大的焊接連接條件。這些足跡是標(biāo)稱尺寸。

• 密度等級(jí) C：這些封裝適用于 HDI 等高密度板。與 A 級(jí)和 B 級(jí)相比，這些足跡的大小將更小。

現(xiàn)在，我們已經(jīng)意識(shí)到密度級(jí)別 C 的占用面積是最小的，最適合高密度互連板。但是在我們決定使用哪個(gè)之前，這些足跡應(yīng)該滿足工控機(jī)-7351標(biāo)準(zhǔn)。它們還應(yīng)符合供應(yīng)商的制造和組裝能力。

HDI PCB 填充了小型 SMD 封裝

占用空間較小的 SMD 封裝最適合 HDI 板。一些例子是0402、0201、001005等。這些封裝的尺寸如下所示。

電阻器和電容器通常可用于這些微型SMT封裝. 表面貼裝電感器采用 0805 (2.0 x 1.3 mm) 和 0603 (1.5 x 0.8 mm) 封裝。還有其他組件，如變壓器、石英晶體諧振器、陶瓷諧振器、濾波器等，在這些極小的封裝樣式中不可用。但我們必須確保這些組件緊湊且與取放機(jī)械，與組件包樣式無(wú)關(guān)。

說(shuō)到 IC 封裝，下面列出了較小的版本：

• TSOP：隨附的薄型小輪廓包0.5mm引腳間距。

• SSOP：收縮小外形封裝，引腳間距為0.635mm.

• QSOP：四分之一小輪廓包帶0.635mm引腳間距。

• VSOP：非常小的輪廓包0.4、0.5 或 0.65 毫米引腳間距。

BGA 元件焊盤(pán)圖案

BGA封裝常用于HDI板。這些組件的精細(xì)間距和實(shí)現(xiàn)過(guò)孔焊盤(pán)技術(shù)有助于滿足這些類型的電路板所需的緊湊性。由于引腳位于組件表面下方，因此這些組件的空間消耗甚至減少了。可提供間距小至 0.4mm、0.5mm 等的 BGA 組件。

請(qǐng)參閱我們的文章以了解如何突破0.4mm BGA和如何突破0.5mm BGA。

一個(gè) TQFP32 封裝

四方扁平封裝還提供了一些非常適用于高密度應(yīng)用的變體。

• LQFP：薄型四方扁平封裝采用薄型，可提供不同的引腳間距。高度保持在1.4mm.

• TQFP：薄四方扁平封裝是普通 QFP 的更薄版本，具有更小的外形尺寸。

典型的 QFN 焊盤(pán)圖案

四方扁平無(wú)引線封裝由于其占用空間小、周邊有輸入-輸出焊盤(pán)和熱焊盤(pán)，因此適用于 HDI。因此，當(dāng)布線擁擠且布局密集時(shí)，這些封裝很容易散熱。微型引線框架 QFN 封裝是微型變體的一個(gè)示例，其平均高度介于0.35mm 至 1.45mm.

因此，從上面討論的所有主題中，我們可以總結(jié)有關(guān) HDI 中組件封裝的以下幾個(gè)方面：

• HDI 板每平方英寸的元件密度總是大于常規(guī)板。

• 使用高引腳數(shù)和低間距組件。

• 較小的占地面積使組件彼此更接近，從而縮****號(hào)路徑長(zhǎng)度，從而提高信號(hào)質(zhì)量。

• 組件封裝應(yīng)始終遵循 IPC-7351 標(biāo)準(zhǔn)以及DFM 要求制造商的。

• 使用via-in-pads 布線組件。