就像任何其他高级PCB一样,HDI设计的成功来自于设计正确的堆叠顺序。虽然这在信号和电源完整性方面确实很重要,但对于制造来说也同样重要;你使用的HDI PCB堆叠顺序必须符合一系列标准的加工步骤,这些步骤是构建电路板所必需的。根据IPC-2226 HDI PCB标准,有几种标准化的HDI PCB堆叠顺序
一个常用的HDI堆叠顺序,用于支持进入中等引脚数、高密度BGA组件的布线是2+N+2 PCB层堆叠顺序,用于HDI板。这种堆叠顺序使用顺序层压,结合多个HDI层和一个传统的内层来构建层堆叠。我们将在本文中进一步探讨这种堆叠顺序,以及它与HDI PCB中使用的其他高级堆叠顺序的关系。
2+N+2 PCB层叠结构的构造在IPC-2226标准中定义(被称为类型III);该结构如下所示。这个图是层叠结构的爆炸视图,用以展示顶部/底部部分的层叠次序数量,以及这个PCB层叠的构建过程。顶层是HDI布线层,在这里通过在薄介电材料上使用微通孔来访问层叠中的内部层。2+N+2中的“2”指的是PCB层叠中需要两个顺序的层压步骤,以便两个上层HDI层可以堆叠在内层部分上。
更一般地,这种结构被称为i+N+i堆叠,其中外部部分由i个顺序层压层组成,通过微通孔连接。层堆叠的内部部分在顶部和底部与外部部分通过埋藏通孔连接,埋藏通孔部分(称为核心通孔)也与其他内层连接。只要你的制造厂能够生产,你理论上可以在堆叠的外部使用任意数量的顺序层压层。例如,3+N+3和4+N+4层堆叠也是HDI PCB制造厂提供的常见选项。
此外,理论上N没有限制,尽管实际上这将取决于外层厚度和总层数。在微通孔堆叠中发现的可靠性问题(下面将更多讨论)在这个内层上不存在,因为在与外层层压之前使用机械钻孔来连接内层。这在整个堆叠建立后形成一个埋藏通孔。一旦堆叠建立,也可以在完成的层堆叠中放置穿透所有层的通孔,使用标准的钻孔和电镀工艺。
构建HDI PCB堆叠的标准过程是顺序层压。实际上,通过单独形成每一层,然后通过最后的层压步骤形成整个2+N+2堆叠。在HDI堆叠的顺序层压中使用的最常见材料类型是树脂涂覆铜(RCC),特别是金属化聚酰亚胺、纯聚酰亚胺和铸造聚酰亚胺。PTFE和FR4层压板也用于HDI层堆叠。
一些制造厂会告诉你,在用顺序层压创建的堆叠中不能使用堆叠过孔,但我认为这一点上有些混淆。2+N+2结构可以支持堆叠过孔,包括核心过孔可能延伸到其中一个顺序层压层。我认为混淆来自于实现一个堆叠过孔跨越两层,如在类型I HDI堆叠中定义(见下文)。相反,我们会使用跳过孔从表面层路由到内层,这对层会被层压到核心过孔层上。
2+N+2 堆叠可能是最受欢迎的支持高引脚数BGA的HDI堆叠,但在IPC-2226标准中定义了其他堆叠。这些被标记为类型I至类型VI,随着复杂性逐渐增加。这些类型的堆叠如下所示:
核心上方(类型IV)涉及在内部核心层上沉积介电材料,这在HDI堆叠中较为少见。最复杂的是类型V/VI,更广为人知的是每层互连(ELIC),其中堆叠/交错的微通孔贯穿整个堆叠。
在这些中,类型I至类型III(2+N+2)最为常见。但请注意,一些制造商会建议你避免超过2+N+2或3+N+3的堆叠,这可能是由于能力或产量问题。他们会告诉你,应该专注于采用扇出策略,将你需要的所有走线放入每一层,并接触高引脚数的BGA。我同意这个观点,但如果需要4+N+4堆叠,我会寻找一个支持ELIC的制造厂。
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