2+N+2 структура многослойной печатной платы для HDI плат

Как и в случае с любой другой передовой печатной платой, успех в проектировании HDI достигается за счет правильного выбора структуры слоев. Это важно не только с точки зрения целостности сигнала и питания, но и для производства; структура слоев HDI печатной платы должна соответствовать стандартному набору процессов, необходимых для ее создания. Согласно стандартам IPC-2226 для печатных плат HDI, существует несколько типов стандартизированных структур слоев HDI, которые

Одна из распространенных структур слоев HDI, используемая для маршрутизации в компоненты BGA с умеренным количеством контактов и высокой плотностью, - это структура слоев печатной платы 2+N+2 для плат HDI. Эта структура использует последовательное ламинирование с несколькими слоями HDI и традиционным внутренним слоем для формирования стека слоев. В этой статье мы подробнее рассмотрим эту структуру, а также то, как она связана с другими передовыми структурами, используемыми в печатных платах HDI.

О структуре слоев 2+N+2 для HDI

Структура стека слоев печатной платы 2+N+2 определена в стандартах IPC-2226 (известных как Тип III); данная структура представлена ниже. Эта диаграмма является развернутым видом стека слоев для демонстрации количества последовательных ламинирований в верхней/нижней частях стека, а также процесса наращивания для этого стека печатной платы. Верхние слои - это слои маршрутизации HDI, где микровиасы используются на тонких диэлектриках для доступа к внутренним слоям в стеке. "2" в 2+N+2 означает, что в стеке печатной платы необходимо два последовательных шага ламинирования, чтобы два верхних слоя HDI могли быть наслоены на внутренний секцию слоев.

i+N+i Стеки печатных плат

В более общем смысле, эта структура известна как стек с расположением i+N+i, где внешние секции состоят из i последовательно ламинированных слоев, соединенных микровиасами. Внутренняя часть стека слоев соединяется с внешними секциями на верхнем и нижнем концах с помощью закрытого переходного отверстия, и закрытая часть переходного отверстия (называемая основным переходом) также соединяется с другими внутренними слоями. В теории, вы можете использовать любое количество последовательно ламинированных слоев снаружи стека, при условии, что его можно произвести на вашем производстве. Например, стеки слоев 3+N+3 и 4+N+4 также являются распространенными вариантами, предлагаемыми производителями HDI печатных плат.

Также технически нет предела для N в теории, хотя на практике это будет ограничено в зависимости от толщины внешних слоев и общего количества слоев. Проблемы надежности (о которых будет подробнее рассказано ниже), обнаруженные в стеках микровиас, отсутствуют в этом внутреннем слое, поскольку для соединения внутренних слоев перед ламинированием с внешними слоями используется механически просверленное сквозное отверстие. Это формирует закрытое переходное отверстие после того, как весь стек слоев будет построен. После построения стека слоев, сквозные отверстия также могут быть размещены в готовом стеке слоев, проходя через все слои с использованием стандартных процессов сверления и металлизации.

Последовательное ламинирование (или наращивание)

Стандартный процесс, используемый для создания стека HDI печатной платы, - это последовательное ламинирование. Фактически, стек формируется путем индивидуального создания каждого слоя, а затем весь стек 2+N+2 формируется с помощью окончательного этапа ламинирования. Наиболее распространенные типы материалов, используемых в последовательном ламинировании для стеков HDI, - это медь, покрытая смолой (RCC), в частности металлизированный полиимид, чистый полиимид и литой полиимид. Также в стеках слоев HDI используются ламинаты PTFE и FR4.

Некоторые производственные предприятия скажут вам, что вы не можете использовать стопки переходных отверстий в стеке, созданном с помощью последовательного ламинирования, но я думаю, что здесь есть некоторое недопонимание. Структура 2+N+2 может поддерживать стопки переходных отверстий, включая ядро переходного отверстия, которое может выходить в один из последовательно ламинированных слоев. Я думаю, путаница возникает при реализации стопки переходного отверстия для соединения двух слоев, как определено в стеке HDI типа I (см. ниже). Вместо этого мы бы использовали пропускные переходные отверстия для маршрутизации с поверхностного слоя во внутренний слой, и этот парный слой был бы ламинирован на слой с ядровым переходным отверстием.

• Узнайте больше о процессе изготовления HDI в этой статье.

Другие стандартизированные стеки HDI

Стек 2+N+2, вероятно, является самым популярным стеком HDI, который поддерживает BGA с высоким количеством контактов, но существуют и другие стеки, определенные в стандартах IPC-2226. Они обозначаются как Тип I до Типа VI с постепенно возрастающей сложностью. Эти типы стеков показаны ниже:

Надъядерный (Тип IV) включает в себя нанесение диэлектрика на внутренний ядерный слой и встречается реже среди стеков HDI. Самым сложным является Тип V/VI, более известный как соединение каждого слоя (ELIC), где микровиа, расположенные стопкой/смещенно, размещаются по всему стеку.

• Узнайте больше об ELIC в этой статье.

Среди них наиболее распространены Тип I до Типа III (2+N+2). Однако обратите внимание, что некоторые производители рекомендуют избегать превышения стеков 2+N+2 или 3+N+3 из-за проблем с возможностями или выходом. Они скажут вам вместо этого сосредоточиться на стратегии разветвления, чтобы вместить все необходимые дорожки в каждый слой и соединить BGA с высоким количеством контактов. Я согласен с этим, но если бы потребовался стек 4+N+4, я бы искал производственное предприятие, которое поддерживает ELIC.

Когда вы будете готовы запрограммировать вашу структуру 2+N+2 в ваши инструменты ECAD, используйте Менеджер стека слоёв в Altium Designer® для определения вашего HDI-стека и создания правил трассировки. Вы и ваша команда сможете оставаться продуктивными и эффективно сотрудничать над сложными электронными проектами через платформу Altium 365™. Всё, что вам нужно для проектирования и производства сложной электроники, можно найти в одном программном пакете.

Мы только коснулись поверхности того, что возможно сделать с Altium Designer на Altium 365. Начните вашу бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.