2025-09-17
การเชื่อมต่อระหว่างกันที่มีความหนาแน่นสูง (HDI) PCB เป็นกระดูกสันหลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย-เพิ่มพลังทุกอย่างตั้งแต่สมาร์ทโฟน 5G ไปจนถึงอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์-ขอบคุณความสามารถในการบรรจุส่วนประกอบมากขึ้นลงในพื้นที่ขนาดเล็กโดยใช้ microvias อย่างไรก็ตามช่องว่างระหว่างแรงบันดาลใจการออกแบบ HDI และความสามารถในการผลิตมักจะนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่มีราคาแพง: กำหนดเวลาที่ไม่ได้รับบอร์ดที่มีข้อบกพร่องและวัสดุที่สูญเปล่า การศึกษาแสดงให้เห็นว่า 70% ของปัญหาการผลิต HDI PCB เกิดจากความไม่ตรงระหว่างการออกแบบและการผลิต - แต่ปัญหาเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงได้ด้วยการทำงานร่วมกันในช่วงต้นกฎการออกแบบที่เข้มงวดและการระบุปัญหาเชิงรุก คู่มือนี้แบ่งวิธีลดการแบ่งแยกการออกแบบการออกแบบ, ปัญหาที่สำคัญก่อนที่พวกเขาจะเพิ่มขึ้นและใช้โซลูชันเพื่อให้แน่ใจว่า HDI PCB ที่เชื่อถือได้และประสิทธิภาพสูง
ประเด็นสำคัญ
1. การเชื่อมโยงกับผู้ผลิตก่อน (ก่อนที่จะสรุปเลย์เอาต์) เพื่อจัดตัวเลือกการออกแบบกับความสามารถในการผลิต - ลดต้นทุนการออกแบบใหม่ได้มากถึง 40%
2. การบังคับใช้กฎการออกแบบ HDI ที่เข้มงวด (ความกว้างของการติดตาม, ผ่านขนาด, อัตราส่วนภาพ) และเรียกใช้การออกแบบซ้ำสำหรับการผลิต (DFM) ตรวจสอบเพื่อตรวจสอบปัญหาในทุกขั้นตอน
3. การตรวจสอบไฟล์ Gerber อย่างละเอียดเพื่อแก้ไขความไม่ตรงกันข้อมูลที่ขาดหายไปหรือข้อผิดพลาดในการจัดรูปแบบ - เหล่านี้รับผิดชอบต่อความล่าช้าในการผลิต HDI 30%
4. เครื่องมือขั้นสูงแบบเลเวอเรจ (การวิเคราะห์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI, การจำลอง 3D) และแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของ Microvia เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความสมบูรณ์ของสัญญาณและลดข้อบกพร่อง
5. ใช้ต้นแบบและลูปข้อเสนอแนะ (ระหว่างทีมออกแบบและทีมการผลิต) เพื่อตรวจสอบการออกแบบและแก้ไขปัญหาก่อนการผลิตจำนวนมาก
ความขัดแย้งระหว่างการออกแบบ HDI และการผลิต
HDI PCBS ต้องการความแม่นยำ: ร่องรอยบางถึง 50 ไมครอน, microvias มีขนาดเล็กถึง 6 ล้านและกระบวนการเคลือบตามลำดับที่ต้องการความคลาดเคลื่อนอย่างแน่นหนา เมื่อทีมออกแบบจัดลำดับความสำคัญการทำงานหรือการย่อขนาดโดยไม่ต้องบัญชีสำหรับขีด จำกัด การผลิตความขัดแย้งเกิดขึ้น - นำไปสู่คอขวดการผลิตและบอร์ดที่มีข้อบกพร่อง
สาเหตุของความขัดแย้ง
การแบ่งระหว่างการออกแบบและการผลิตมักเกิดจากความผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงได้รวมถึง:
1. เอกสารไม่ตรงกัน
A. การวาดภาพและไฟล์ gerber ที่ไม่จัดเรียง (เช่นความหนา PCB ที่แตกต่างกันหรือสีหน้ากากประสาน) ผู้ผลิตให้หยุดการผลิตชั่วคราวเพื่อการชี้แจง
B.NC สว่านไฟล์ที่ขัดแย้งกับแผนภูมิการเจาะเชิงกลสร้างความสับสนในขนาดหลุมชะลอการขุดเจาะและเพิ่มความเสี่ยงของความแปรปรวนที่ไม่ตรงแนว
C. บันทึกการผลิตหรือล้าสมัย (เช่นการระบุไม่จำเป็นผ่านการเติม) เพิ่มขั้นตอนและค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น
2. การเรียกใช้วัสดุหรือข้อมูลจำเพาะที่ถูกต้อง
A.mislabeling น้ำหนักทองแดง (เช่นการผสมออนซ์และ MILs) นำไปสู่ข้อบกพร่องการชุบ - ทองแดงเล็กน้อยทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณในขณะที่เกินขีด จำกัด ความหนาของการผลิตมากเกินไป
B. การเลือกวัสดุที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน IPC (เช่นวัสดุอิเล็กทริกที่เข้ากันไม่ได้กับการช็อกความร้อน) ช่วยลดความน่าเชื่อถือของบอร์ดและเพิ่มอัตราความล้มเหลว
3. ความสามารถในการผลิต
a.designing คุณสมบัติที่เกินขีด จำกัด ของอุปกรณ์ของผู้ผลิต: ตัวอย่างเช่นการระบุ microvias 4-mil เมื่อการเจาะเลเซอร์ของโรงงานสามารถจัดการกับหลุม 6-mil เท่านั้น
B. การทำลายกฎ HDI พื้นฐาน (เช่นอัตราส่วนแง่มุม> 1: 1 สำหรับ microvias การเว้นระยะห่าง <3 ล้าน) ทำให้การชุบและการแกะสลักเป็นไปไม่ได้นำไปสู่กางเกงขาสั้นหรือวงจรเปิด
4. ความซับซ้อนของกระบวนการที่มองไม่เห็น
A.HDI PCBs พึ่งพากระบวนการพิเศษเช่นการถ่ายภาพเลเซอร์โดยตรง (LDI) และการแกะสลักพลาสมา การออกแบบที่ไม่ได้คำนึงถึงขั้นตอนเหล่านี้ (เช่นการกวาดล้างไม่เพียงพอสำหรับการจัดตำแหน่ง LDI) ส่งผลให้นิยามคุณสมบัติที่ไม่ดี
B. การเคลือบ b. (ชั้นอาคารทีละครั้ง) ต้องใช้การจัดตำแหน่งเลเยอร์ที่แม่นยำ - การออกแบบด้วยเลเยอร์ที่ไม่ได้ลงทะเบียนทำให้เกิดการเยื้องศูนย์และผ่านความล้มเหลว
เคล็ดลับ: กำหนดการประชุมกำหนดการกับผู้ผลิตของคุณก่อนเริ่มการออกแบบ HDI แบ่งปัน stackup เริ่มต้นของคุณผ่านแผนและรายการส่วนประกอบ - พวกเขาจะตั้งค่าสถานะช่องว่างความสามารถ (เช่น“ เราไม่สามารถทำได้ 0.75: 1 อัตราส่วน Microvias”) ก่อนกำหนดช่วยให้คุณประหยัดจากการออกแบบที่มีราคาแพง
ผลกระทบต่อการผลิต
ความขัดแย้งในการออกแบบการออกแบบที่ไม่ได้รับการแก้ไขทำให้เกิดการผลิตในรูปแบบที่จับต้องได้ส่งผลกระทบต่อต้นทุนคุณภาพและระยะเวลา:
| ผลกระทบ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ความล่าช้า | การตรวจสอบใช้เวลานานกว่า 2–3x ในการแก้ไขเอกสารที่ไม่ตรงกัน การออกแบบใหม่เพิ่ม 1-2 สัปดาห์ในการผลิต |
| อัตราข้อบกพร่องที่สูงขึ้น | ข้อบกพร่องที่พบบ่อย ได้แก่ การแคร็ก (จากอัตราส่วนที่ไม่ดี), ความเหนื่อยล้าร่วมกันของบัดกรี (จากความเครียดจากความร้อน) และวงจรเปิด (จากการละเมิดระยะห่างของการติดตาม) |
| ผลผลิตต่ำกว่า | กระบวนการขั้นสูงเช่น LDI หรือการแกะสลักพลาสมาต้องใช้อินพุตการออกแบบที่แม่นยำ - เลเยอร์ที่ได้รับการจัดตำแหน่งหรือการฝึกปรือที่ไม่ถูกต้องสามารถลดลงจาก 90% เป็น 60% |
| ค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น | การทดสอบเพิ่มเติมบอร์ดที่มีข้อบกพร่องใหม่และวัสดุที่สูญเปล่าเพิ่มค่าใช้จ่ายโครงการทั้งหมด 20-30% |
| กำหนดเวลาที่พลาดไป | การออกแบบใหม่และการจัดสรรการผลิตมักจะนำไปสู่การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ล่าช้าสูญเสียส่วนแบ่งการตลาด |
เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ผู้ผลิตอาจใช้“ วิธีแก้ปัญหา” เช่นการชดเชยลามิเนต (การปรับความหนาของชั้นเพื่อแก้ไขการจัดตำแหน่ง) หรือการชุบเพิ่มเติม-แต่ Band-Aids เหล่านี้จะลดความน่าเชื่อถือของบอร์ด ทางออกระยะยาวเพียงอย่างเดียวคือการออกแบบโดยคำนึงถึงการผลิตตั้งแต่เริ่มต้น
การระบุปัญหา HDI PCB: ประเด็นสำคัญในการตรวจสอบ
การจับปัญหา HDI แต่เนิ่นๆ (ระหว่างการออกแบบไม่ใช่การผลิต) เป็นสิ่งสำคัญ - การแก้ไขปัญหาในรูปแบบมีค่าใช้จ่าย $ 100 แต่การแก้ไขหลังจากการผลิตมีค่าใช้จ่าย $ 10,000+ ด้านล่างนี้เป็นพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงที่สุดสามแห่งที่จะตรวจสอบรวมถึงขั้นตอนที่สามารถดำเนินการได้เพื่อระบุปัญหา
1. ข้อ จำกัด การออกแบบและกฎ: บังคับใช้มาตรฐาน HDI เฉพาะ
HDI PCBs มีกฎที่เข้มงวดกว่า PCB มาตรฐานเนื่องจากคุณสมบัติที่ดี การเพิกเฉยต่อกฎเหล่านี้เป็นสาเหตุอันดับ #1 ของความล้มเหลวในการออกแบบ ด้านล่างนี้เป็นแนวทางที่ไม่สามารถต่อรองได้จัดตำแหน่งกับ IPC-2226 (มาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับ HDI):
| องค์ประกอบการออกแบบ | HDI Rule of Thumb | เหตุผล |
|---|---|---|
| ร่องรอยความกว้าง | 2–4 ล้าน (50–100 ไมครอน) | ร่องรอยทินเนอร์ช่วยประหยัดพื้นที่ แต่การสูญเสียสัญญาณความเสี่ยง ร่องรอยที่หนากว่าเป้าหมายความหนาแน่น |
| ระยะห่าง | 3–5 ล้าน (75–125 ไมครอน) | ป้องกัน crosstalk (สัญญาณรบกวนสัญญาณ) และกางเกงขาสั้นในระหว่างการแกะสลัก |
| ผ่านเส้นผ่าศูนย์กลาง | 6–8 ล้านสำหรับ microvias; 10–12 ล้านสำหรับ vias คนตาบอด | microvias ขนาดเล็กเปิดใช้งานการออกแบบผ่านทางแพด แต่ต้องการการขุดเจาะด้วยเลเซอร์ |
| ระยะห่างผ่านทางผ่าน | 8–10 ล้าน | หลีกเลี่ยงการชุบที่ทับซ้อนกันและสร้างความมั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้าง |
| ขนาดแผ่น | ขั้นต่ำ 10–12 ล้าน | ทำให้มั่นใจได้ว่าการบัดกรีที่เชื่อถือได้สำหรับส่วนประกอบที่ดี (เช่น BGAs) |
| อัตราส่วน Microvia | ≤0.75: 1 (ความลึก: เส้นผ่านศูนย์กลาง) | ป้องกันการชุบช่องว่าง - อัตราส่วนที่สูงขึ้น (เช่น 1: 1) นำไปสู่การชุบบางหรือไม่สม่ำเสมอ |
| การควบคุมความต้านทาน | จับคู่ความกว้างของการติดตาม/ระยะห่างเพื่อความต้านทานเป้าหมาย (เช่น50Ωสำหรับสัญญาณ) | รักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณสำหรับข้อมูลความเร็วสูง (เช่น 4G/5G, PCIe) |
การออกแบบเพิ่มเติมแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด
A.Signal Segregation: แยกดิจิตอล (ความเร็วสูง), อะนาล็อก (เสียงต่ำ) และสัญญาณพลังงานเป็นเลเยอร์ที่แตกต่างกัน-ลด EMI ลง 30% และป้องกันการทุจริตของสัญญาณ
B. การจัดการ Thermal: เพิ่ม Vias ความร้อน (10–12 ล้าน) ภายใต้ส่วนประกอบที่สร้างความร้อน (เช่นโปรเซสเซอร์) เพื่อกระจายความร้อน; จับคู่กับฮีทซิงค์สำหรับอุปกรณ์พลังงานสูง
C.Stackup Optimization: ใช้“ Microvia Lamination Buildup” สำหรับ BGA ที่นับได้สูงซึ่งจะช่วยให้สัญญาณไปยังเส้นทางจาก BGA ไปสู่ชั้นในผ่าน microvias แบบซ้อนกันช่วยประหยัดพื้นที่
D. การบรรเทาความเครียดทางกล: หลีกเลี่ยงการวางส่วนประกอบหรือ vias ใกล้กับขอบ PCB (ทิ้งบัฟเฟอร์ 2 มม.) เพื่อป้องกันการแตกร้าวในระหว่างการประกอบหรือการจัดการ
หมายเหตุสำคัญ: ตรวจสอบกฎ stackup และการออกแบบของคุณเสมอกับผู้ผลิตของคุณ ตัวอย่างเช่นโรงงานอาจต้องใช้ระยะห่างระหว่างการติดตาม 5 ไมล์แทน 3-mil หากกระบวนการแกะสลักของพวกเขามีความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมากขึ้น
2. การตรวจสอบ DFM: ตรวจสอบความสามารถในการผลิตในทุกขั้นตอน
การออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) การตรวจสอบไม่ใช่ขั้นตอนเพียงครั้งเดียว-ควรเรียกใช้ซ้ำ ๆ ในระหว่างการตรวจสอบห้องสมุดการจัดวางส่วนประกอบการกำหนดเส้นทางและการลงชื่อเข้าใช้เลย์เอาต์สุดท้าย เครื่องมือ DFM อัตโนมัติ (เช่นเครื่องวิเคราะห์ DFM ของ Altium Designer, Cadence Allegro's Checker) ปัญหาการตั้งค่าสถานะที่ดวงตาของมนุษย์พลาด แต่พวกเขาทำงานได้ดีที่สุดเมื่อปรับแต่งความสามารถของผู้ผลิตของคุณ
คีย์ DFM ตรวจสอบ HDI PCBS
ตารางด้านล่างโครงร่างต้องดำเนินการตรวจสอบ DFM และผลกระทบต่อการผลิต HDI:
| คุณสมบัติการตรวจสอบ/เครื่องมือ DFM | วัตถุประสงค์ | ผลประโยชน์เฉพาะ HDI |
|---|---|---|
| การตรวจสอบซ้ำ (ไลบรารี→การกำหนดเส้นทาง) | ใช้กฎในแต่ละขั้นตอนการออกแบบ (เช่นตรวจสอบขนาดแผ่นระหว่างการตั้งค่าห้องสมุดระยะห่างระหว่างการติดตามระหว่างการกำหนดเส้นทาง) | จับปัญหา แต่เนิ่นๆ (เช่นแผ่นรองสแต็คที่เข้ากันไม่ได้สำหรับ Microvias) ก่อนที่พวกเขาจะต้องมีการจัดวางรูปแบบเต็มรูปแบบ |
| การตรวจสอบระยะห่าง Backdrill | ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระยะห่างที่เพียงพอระหว่างหมุด backdrill และ vias/traces ที่อยู่ติดกัน | ป้องกันการสะท้อนสัญญาณและกางเกงขาสั้นในการออกแบบ HDI ความเร็วสูง (เช่นเมนบอร์ดเซิร์ฟเวอร์) |
| การตรวจจับหน้ากาก/วางหน้ากาก | ตรวจสอบช่องเปิดของหน้ากากประสานกับแผ่นรอง ตรวจสอบหน้ากากที่หายไป | หลีกเลี่ยงการเชื่อมประสานประสาน (ลัดยัดแผ่นที่อยู่ติดกัน) และทำให้มั่นใจได้ว่าการบัดกรีส่วนประกอบที่เหมาะสม-สำคัญสำหรับ BGA ที่ดี |
| การบังคับใช้ระยะห่างทองแดง | บังคับใช้ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างคุณสมบัติทองแดง (ร่องรอย, แผ่น, vias) | ป้องกันข้อผิดพลาดในการแกะสลัก (เช่นร่องรอยที่ผสาน) ในเลย์เอาต์ที่แน่นหนาของ HDI |
| ชุดข้อ จำกัด ที่กำหนดเอง | สร้างกฎ DFM ที่ปรับให้เหมาะกับกระบวนการของผู้ผลิตของคุณ (เช่น“ ไม่มี VIAS ภายในระยะ 8 ล้านบอร์ด”) | จัดแนวการออกแบบกับความสามารถของโรงงานลดคุณสมบัติ "ไม่สามารถนำไปใช้ได้" |
| เต็นท์ผ่านการยกเว้น | ไม่รวม vias tented (ปกคลุมด้วยหน้ากากประสาน) จากการตรวจสอบบางอย่าง (เช่นการกวาดล้างหน้ากากวาง) | ลดผลบวกที่ผิดพลาดและเพิ่มความเร็วในการตรวจสอบความถูกต้อง - Vias ที่มีความสุขไม่จำเป็นต้องวางหน้ากาก |
| การดัดแปลง Padstack | ปรับขนาดของแผ่น (เช่นเพิ่มขนาดวงแหวนวงแหวน) เพื่อแก้ไขการละเมิดกฎ | เปิดใช้งานการปฏิบัติตามกฎ HDI ที่แน่นหนา (เช่น 6-mil Vias ต้องการวงแหวนวงแหวน 2-mil) โดยไม่ต้องออกแบบเค้าโครงใหม่ |
วิธีเพิ่มประสิทธิภาพ DFM ให้สูงสุด
A.Collaborate เกี่ยวกับกฎ: แบ่งปันข้อ จำกัด DFM ของคุณที่ตั้งค่ากับผู้ผลิตเพื่อตรวจสอบ-พวกเขาจะเพิ่มกฎเฉพาะกระบวนการ (เช่น“ microvias ที่เจาะด้วยเลเซอร์ต้องการแหวนวงแหวน 1 ไมล์”)
B.Run ตรวจสอบหลังจากการเปลี่ยนแปลงทุกครั้ง: แม้แต่การปรับขนาดเล็ก (เช่นการย้ายส่วนประกอบ) สามารถทำลายกฎ DFM - รันการตรวจสอบอย่างรวดเร็วหลังจากแก้ไขเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการเรียงซ้อน
การตรวจสอบอัตโนมัติ C.combine และด้วยตนเอง: เครื่องมืออัตโนมัติพลาดบริบท (เช่น“ ร่องรอยนี้อยู่ใกล้แหล่งความร้อน - มันต้องการระยะห่างเพิ่มเติมหรือไม่”) มีการทบทวนนักออกแบบพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง (ระนาบพลังงาน, กลุ่ม Microvia) ด้วยมือ
เคล็ดลับเครื่องมือ: ใช้คุณสมบัติ“ ลิงก์ผู้ผลิต” ของ Altium Designer เพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับฐานข้อมูล DFM ของโรงงาน PCB ของคุณโดยตรงซึ่งจะดึงกฎล่าสุดลงในซอฟต์แวร์การออกแบบของคุณโดยอัตโนมัติ
3. ปัญหาข้อมูล Gerber: หลีกเลี่ยงความล่าช้าในการผลิตอันดับ 1
ไฟล์ Gerber เป็น "พิมพ์เขียว" สำหรับ HDI PCB - พวกเขามีข้อมูลเลเยอร์ทั้งหมดคำแนะนำการเจาะและรายละเอียดหน้ากากประสาน ข้อผิดพลาดเดียวในไฟล์ Gerber สามารถหยุดการผลิตได้หลายวัน ปัญหาทั่วไป ได้แก่ เลเยอร์ที่ขาดหายไปข้อมูลที่ไม่ถูกต้องและรูปแบบที่ล้าสมัย-และพวกเขามีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับ HDIs โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่แม้กระทั่งการเยื้องศูนย์ 1-mil ทำลาย microvias
ปัญหาทั่วไปของ Gerber และผลกระทบของพวกเขา
| ปัญหาข้อมูล Gerber | คำอธิบาย | ผลกระทบต่อการผลิต HDI |
|---|---|---|
| การออกแบบที่ไม่ตรงกัน | คุณสมบัติการออกแบบ PCB (เช่นผ่านขนาด) เกินขีดความสามารถของผู้ผลิต | ทริกเกอร์การร้องขอการออกแบบใหม่ชะลอการผลิต 1-2 สัปดาห์; เพิ่มของเสียจากวัสดุ |
| การฝึกปรือไม่เพียงพอ | ระยะห่างระหว่างร่องรอยแผ่นรองหรือ VIAS ต่ำกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำ | ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการแกะสลัก (กางเกงขาสั้น) ช่องว่างการชุบและผ่านความล้มเหลว - yields ลดลง 20-30% |
| รูปแบบไฟล์ล้าสมัย | การใช้รูปแบบที่ล้าสมัย (เช่น Gerber 274D) แทน RS-274X/Gerber X2 | ไฟล์ไม่สามารถอ่านได้โดยอุปกรณ์ HDI ที่ทันสมัย (เช่นเครื่อง LDI); การผลิตจะหยุดจนกว่าจะมีการฟอร์แมตใหม่ |
| ชั้นที่ไม่ได้ลงทะเบียน | เลเยอร์ไม่สอดคล้องกับจุดอ้างอิงทั่วไป | สาเหตุที่ไม่ตรงไปตรงมา-Microvias อาจไม่เชื่อมต่อกับเลเยอร์ด้านในซึ่งนำไปสู่วงจรเปิด |
| โครงร่างบอร์ดที่หายไป | ไม่มีขอบเขตขอบที่กำหนดไว้สำหรับ PCB | ผู้ผลิตไม่สามารถตัดบอร์ดให้มีขนาดได้ การผลิตจะถูกระงับไว้จนกว่าจะมีการจัดทำโครงร่าง |
| ไฟล์ที่เสียหาย/ว่างเปล่า | ไฟล์ Gerber มีข้อมูลที่ขาดหายไปหรือได้รับความเสียหายในระหว่างการถ่ายโอน | การผลิตไม่สามารถเริ่มต้นได้ ต้องใช้การส่งออกใหม่และการตรวจสอบใหม่-เพิ่ม 1-2 วันในการกำหนดเวลา |
| การตั้งชื่อไฟล์ที่คลุมเครือ | ชื่อที่ไม่ได้มาตรฐาน (เช่น“ layer1.gbr” แทน“ top_copper_rs274x.gbr”) | สร้างความสับสน (เช่นการผสมชั้นบนและด้านล่าง); นำไปสู่บอร์ดย้อนกลับ |
| ข้อผิดพลาดในการกวาดล้างหน้ากากประสาน | การเปิดหน้ากากบัดกรีมีขนาดเล็กเกินไป/ใหญ่สำหรับแผ่นรอง | ทำให้เกิดทองแดง (ความเสี่ยงในการกัดกร่อน) หรือการเชื่อมประสาน (กางเกงขาสั้น) ในการออกแบบ HDI แบบดีเยี่ยม |
| ตาบอดที่ไม่เหมาะสม/ฝังผ่านการจัดการ | vias ตาบอดอัตราส่วนสูงไม่ได้ถูกตั้งค่าสถานะหรือคู่เลเยอร์ไม่ถูกต้อง | การชุบไม่สม่ำเสมอ (ผนังบาง ๆ ) นำไปสู่การแคร็กในระหว่างการปั่นจักรยานด้วยความร้อน |
วิธีการตรวจสอบไฟล์ gerber สำหรับ HDIs
A. ใช้ผู้ชม Gerber: เครื่องมือเช่น GC-Prevue หรือ ViewMate ให้คุณตรวจสอบเลเยอร์ตรวจสอบการจัดตำแหน่งและตรวจสอบขนาดการเจาะ-ซูมเข้าถึง 1,000% เพื่อระบุปัญหา Microvia หรือการติดตาม
B.Validate การจัดตำแหน่งเลเยอร์: ซ้อนทับเลเยอร์ทั้งหมด (ทองแดงด้านบน, หน้ากากบัดกรี, ไฟล์สว่าน) เพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาเข้าแถว-แม้แต่การเยื้องศูนย์ 1-mil เป็นปัญหาสำหรับ HDIs
C.Check ข้อมูลค่ารูรับแสง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตารางรูรับแสง (การกำหนดแผ่น/รูปทรง) ตรงกับการออกแบบของคุณ - รูรับแสงที่พลาดไม่ได้ทำให้เกิดคุณสมบัติ "ว่าง" (เช่นไม่มีแผ่นสำหรับส่วนประกอบ)
D.Cross-reference กับ BOM/Pick-and-Place: ยืนยันรอยเท้าส่วนประกอบใน Gerbers ตรงกับ Bill of Materials (BOM)-รอยเท้าที่ไม่ตรงกัน (เช่น 0402 เทียบกับ 0201) นำไปสู่ข้อผิดพลาดในการประกอบ
ความเข้ากันได้ของไฟล์ E.test: ส่งตัวอย่าง Gerber ตั้งค่าให้กับผู้ผลิตของคุณเพื่อรับ“ การตรวจสอบล่วงหน้า”-พวกเขาจะยืนยันว่าไฟล์ทำงานกับอุปกรณ์ของพวกเขา
เคล็ดลับ PRO: ส่งออกไฟล์ Gerber ในรูปแบบ RS-274X (พร้อมข้อมูลรูรับแสงแบบฝัง) แทนที่จะเป็น 274D ซึ่งจะกำจัดข้อผิดพลาด“ ขาดรูรับแสง” ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในการผลิต HDI
การแก้ไขและป้องกันความขัดแย้งในการออกแบบการออกแบบ HDI
การแก้ไขปัญหา HDI ไม่ได้เกี่ยวกับการแก้ไขปัญหา - เป็นเรื่องเกี่ยวกับระบบการสร้างที่ป้องกันความขัดแย้งในตอนแรก ด้านล่างนี้เป็นกลยุทธ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการจัดตำแหน่งการออกแบบและการผลิตเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของ HDI และลดข้อบกพร่อง
1. การทำงานร่วมกันในช่วงต้น: การป้องกันอันดับ 1 ต่อความขัดแย้ง
วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการหลีกเลี่ยงปัญหา HDI คือการเกี่ยวข้องกับผู้ผลิตในกระบวนการออกแบบก่อนที่คุณจะทำเลย์เอาต์เสร็จสิ้น การทำงานร่วมกันนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการออกแบบของคุณนั้น“ สร้างได้” ตั้งแต่เริ่มต้นและใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญของโรงงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ
ขั้นตอนการทำงานร่วมกันที่ดำเนินการได้
1. การประชุม Kickoff: กำหนดการประชุมกับทีมวิศวกรรมของผู้ผลิตของคุณเพื่อตรวจสอบ:
A.Stackup (จำนวนเลเยอร์, วัสดุอิเล็กทริก, น้ำหนักทองแดง)
แผน B.VIA (ขนาด Microvia, อัตราส่วนภาพ, ตาบอด/ฝังผ่านคู่เลเยอร์)
รายการ C.COMPONENT (BGA ที่ดี, ชิ้นส่วนที่สร้างความร้อน)
พวกเขาจะตั้งค่าสถานะปัญหาเช่น“ เราไม่สามารถใช้ FR-4 สำหรับ stackup 12 ชั้นของคุณ-ใช้ลามิเนตสูง TG เพื่อความมั่นคงทางความร้อน”
2. การทำซ้ำการออกแบบ: ส่งรูปแบบร่าง (ไม่ใช่แค่ไฟล์สุดท้าย) สำหรับข้อเสนอแนะ - ผู้ผลิตสามารถแนะนำการปรับแต่งขนาดเล็ก (เช่น“ ย้าย Microvia Cluster 2 Mils ที่เหลือเพื่อหลีกเลี่ยงการเจาะเข้าไปในระนาบพลังงาน”) ที่บันทึกอาการปวดหัวใหญ่ในภายหลัง
3. กำหนดบทบาทที่ชัดเจน: กำหนดผู้ประสานงานการออกแบบและการประสานงานการผลิตเพื่อสื่อสารอย่างสม่ำเสมอ - สิ่งนี้หลีกเลี่ยงการสื่อสารผิดพลาด (เช่น“ ทีมออกแบบเปลี่ยนขนาดผ่าน แต่โรงงานไม่ได้บอก”)
4.Align on tolerances: การผลิต HDI ต้องการความคลาดเคลื่อนอย่างแน่นหนา (± 0.1 ล้านสำหรับการขุดเจาะเลเซอร์) ยืนยันความสามารถของผู้ผลิตของคุณ (เช่น“ ความทนทานต่อความกว้างของการติดตามขั้นต่ำของคุณคืออะไร”) และปรับการออกแบบของคุณให้เข้ากัน
กรณีศึกษา: บริษัท อุปกรณ์การแพทย์ลดการออกแบบ HDI ใหม่ 60% โดยเกี่ยวข้องกับผู้ผลิตในการออกแบบ Stackup โรงงานแนะนำให้เปลี่ยนจาก 8-mil เป็น microvias 6-mil (ซึ่งการเจาะเลเซอร์ของพวกเขาจัดการได้ดีกว่า) ขนาดบอร์ดตัด 15% และปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ
2. เครื่องมือการออกแบบขั้นสูง: เพิ่มประสิทธิภาพ HDIs สำหรับประสิทธิภาพและความสามารถในการผลิต
เครื่องมือออกแบบ PCB ที่ทันสมัยถูกสร้างขึ้นสำหรับ HDIs - พวกเขาจัดการกับร่องรอยที่ดี microvias และเลย์เอาต์ 3 มิติที่ซอฟต์แวร์เก่าไม่สามารถทำได้ การลงทุนในเครื่องมือเหล่านี้ช่วยลดข้อผิดพลาดและเพิ่มความเร็วในการออกแบบในขณะที่คุณสมบัติการจำลองช่วยให้คุณทดสอบประสิทธิภาพก่อนการผลิต
เครื่องมือที่ต้องมีสำหรับการออกแบบ HDI
| หมวดหมู่เครื่องมือ | ตัวอย่าง | กรณีการใช้งานเฉพาะ HDI |
|---|---|---|
| เครื่องมือออกแบบและสแต็ค 3 มิติ | Altium Designer (Layer Stack Manager), Cadence Allegro (Editor Cross-Section) | การออกแบบที่ซับซ้อน HDI stackups (เช่น 16 ชั้นพร้อม microvias เรียงซ้อน) และตรวจสอบความหนาของอิเล็กทริกสำหรับการควบคุมอิมพีแดนซ์ |
| การจำลองความสมบูรณ์ของสัญญาณ | โฆษณา Keysight, Ansys Siwave | ทดสอบสัญญาณความเร็วสูง (เช่น 10Gbps Ethernet) สำหรับ crosstalk และการสะท้อน-ที่สำคัญสำหรับระยะห่างของการติดตามที่แน่นหนาของ HDI |
| เครื่องมือวิเคราะห์ EMI | Ansys HFSS, Cadence Clarity 3D Solver | วางระนาบภาคพื้นดินและเลเยอร์ป้องกันเพื่อลด EMI - ขนาดเล็กของ HDI ทำให้มีแนวโน้มที่จะรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า |
| เครื่องมือการกำหนดเส้นทางแบบโต้ตอบ | Altium Activeroute, Cadence Sigrity เราเตอร์ | การติดตาม BGA แบบเร่ร่อนอัตโนมัติ (เช่นระยะห่าง 0.4 มม.) ในขณะที่บังคับใช้กฎ HDI (เช่นไม่มีการเลี้ยวมุมขวา) |
| แพลตฟอร์มการออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วย AI | Cadence Allegro X, Siemens Xpedition Enterprise | ใช้ AI เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดวางไมโครเวียลดความยาวการติดตาม (มากถึง 20%) และทำนายปัญหาสัญญาณก่อนที่จะเกิดขึ้น |
วิธีการใช้ประโยชน์จากเครื่องมือเพื่อความสำเร็จของ HDI
A.Simulate ก่อนกำหนด: เรียกใช้การจำลองความสมบูรณ์ของสัญญาณก่อนการกำหนดเส้นทาง - ระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้น (เช่น“ ร่องรอยนี้จะมี crosstalk 15%”) และช่วยให้คุณปรับเลเยอร์ stackup หรือระยะห่างจากการติดตาม
B.USE 3D การสร้างภาพข้อมูล: HDI PCBs มีคุณสมบัติที่ซ่อนอยู่ (Blind Vias, ชั้นใน) ที่ 2D Views พลาด เครื่องมือ 3 มิติให้คุณตรวจสอบการชนของเลเยอร์ (เช่น“ ตาบอดผ่านจากเลเยอร์ 1 ถึง 3 กระทบระนาบพลังงานบนเลเยอร์ 2”)
C.AUTOMATE งานประจำ: ใช้การกำหนดเส้นทาง AI ที่ขับเคลื่อนด้วยเพื่อจัดการงานซ้ำ ๆ (เช่นการกำหนดเส้นทาง 100 BGA PIN) ในขณะที่คุณมุ่งเน้นไปที่พื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง (การกระจายพลังงานการจัดการความร้อน)
เคล็ดลับเครื่องมือ:“ HDI Wizard” ของ Siemens XPEDITION ทำให้การออกแบบ Microvia Stackup โดยอัตโนมัติ - เพิ่มจำนวนส่วนประกอบและจำนวนเลเยอร์ของคุณและสร้างการผลิตผ่านแผน
3. แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดของ Microvia: หลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง #1 HDI
Microvias เป็นหัวใจสำคัญของ HDI PCB-พวกเขาเปิดใช้งานความหนาแน่นสูงโดยการเชื่อมต่อเลเยอร์โดยไม่ต้องใช้ผ่านรู แต่พวกเขาก็เป็นจุดล้มเหลวที่พบบ่อยที่สุด: 40% ของข้อบกพร่อง HDI นั้นเกี่ยวข้องกับ microvia (การแคร็กการชุบการเชื่อมต่อที่ไม่ดี) ด้านล่างนี้เป็นกฎเพื่อให้แน่ใจว่า microvias ที่เชื่อถือได้
กฎการออกแบบ Microvia ที่สำคัญ
อัตราส่วน A.Aspect: รักษาอัตราส่วน Microvia (ความลึก: เส้นผ่านศูนย์กลาง) ≤0.75: 1 - อัตราส่วนแสง (เช่น 0.5: 1) ตรวจสอบให้แน่ใจ ตัวอย่างเช่น Microvia เส้นผ่าศูนย์กลาง 6-mil ไม่ควรลึกกว่า 4.5 ล้าน (เชื่อมต่อ 2 ชั้นที่อยู่ติดกัน)
วิธีการ B.Drilling: ใช้การขุดเจาะเลเซอร์สำหรับ microvias ≤8 mils - การฝึกซ้อมเชิงกลไกไม่สามารถบรรลุความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับ HDI การขุดเจาะด้วยเลเซอร์ยังสร้างผนังรูที่สะอาดขึ้นลดช่องว่างการชุบ
C.Clearance: รักษาระยะห่างระหว่าง microvias และทองแดง 7-8 ล้านมิลลิเมตร (ร่องรอยแผ่น) - สิ่งนี้จะป้องกันการลัดวง
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา
