在PCB设计软件中设置HDI PCB布局和布线

在PCB 设计软件中设置HDI PCB布局和布线

更高级的 PCB 在更小的空间内封装了更多的功能，通常使用定制的 IC/SoC、更高的层数和更小的走线。要正确设置这些设计的布局，需要一套强大的规则驱动设计工具。这些工具可以在创建 PCB 时根据设计规则检查布线和布局。如果您使用的是第一个 HDI 布局，在开始 PCB 布局时可能很难看出需要设置哪些设计规则。

在本文中，我们将研究在准备 HDI PCB 布局时要设置的关键设计规则，以及一些提高效率的技术。 Altium designer 包括一个方便的界面，使这些规则易于访问和编辑，但此处显示的规则通常适用于任何设计平台。

设置 HDI PCB 布局

对于 HDI PCB，除了组件和布线密度外，这些产品与标准 PCB 几乎没有区别。我见过设计师指出 HDI 板是指任何具有 1000 万个或更小的过孔、600 万个或更小的布线或 0.5 毫米或更小的引脚间距的电路板。你的制造商会告诉你，HDI PCB 使用大约 8 密尔或更小的盲孔，而较小的盲孔是用激光钻的。

在某些方面，它们是正确的，因为HDI PCB布局的组成没有特定的门槛。大家可以认同，一旦设计中含有微孔，就是HDI板。在设计方面，您需要在接触布局之前设置一些设计规则。在建立设计规则之前，您应该收集制造商的能力。完成这个操作后，还需要设置设计规则和一些布局函数

布线宽度和通孔尺寸。走线的宽度及其阻抗和布线宽度将决定您何时进入 HDI 系统。一旦布线宽度变得足够小，通孔就会变得非常小，以至于必须将其制作成微型通孔。

图层过渡。通孔应根据纵横比仔细设计，这也取决于所需的层厚度。应尽早定义层转换，以便在布线期间快速放置它们。

HDI PCB

清除。迹线必须彼此分开，并与不属于网络的其他对象（焊盘、组件、平面等）分开。这里的目标是确保符合 HDI DFM 规则并防止过度串扰。

其他的走线限制，例如走线长度的调整，走线时的最大走线长度和允许的阻抗偏差等也很重要，但会适用于HDI板以外的地方。这里，最重要的两点是通孔尺寸和布线宽度。可以通过多种方式（例如模拟）或遵循标准经验法则来确定差距。小心后者，因为这可能导致过度的内部串扰或布线密度不足。

叠片和通孔

HDI 堆栈可以从几层到几十层不等，以适应所需的布线密度。具有高引脚数细间距 BGA 的电路板每个象限可以有数百个连接，因此在为 HDI PCB 布局创建层堆栈时需要设置过孔。

如果你在PCB设计软件中查看层堆栈管理器，你可能无法明确定义具体的层变换为微孔。没问题; 您仍然可以设置层过渡，然后在设计规则中设置通孔尺寸限制。在 Altium Designer 中，您可以在层堆栈管理器中创建过渡，并在特性面板中将它们标记为空洞。

一旦您设置了设计规则并创建了模板，这种调用微通道的能力就非常有用。要设置通过过孔布线的设计规则，您可以定义仅适用于孔的设计规则。这允许您根据焊盘尺寸和孔径设置特定的间隙限制。

请注意，此处定义的通孔宽度和焊盘尺寸源自早期项目的制造商能力。在开始设置设计规则之前，您应该向制造商咨询它们的特性。然后，需要在设计规则中设置走线宽度，保证走线阻抗控制在需要的值。在其他情况下，不需要进行阻抗控制，您可能仍希望限制HDI板上的布线宽度以保持较高的布线密度。

布线宽度

您可以通过多种方式确定所需的布线宽度。首先，对于阻抗控制布线，您需要以下工具之一：

一支笔和一张纸来计算所需的走线尺寸（困难的方法）

在线计算器（快速方法）

集成到您的设计和布局工具中的场解算器（最准确的方法）

本文讨论了使用在线计算器计算布线阻抗的缺点，同样的观点也适用于调整HDI PCB布局的布线尺寸。

要设置布线宽度，您可以在设计规则编辑器中将其定义为约束，就像您对通孔尺寸所做的那样。如果您不担心阻抗控制，您可以设置任意宽度。否则，您需要确定 PCB 堆叠的阻抗曲线，并将此特定宽度输入为设计规则。

由于走线宽度对于过孔焊盘的尺寸不能过大，需要仔细平衡操作。如果阻抗控制的走线宽度过大，则应减小层压板的厚度，因为这会迫使走线宽度减小，或者可以增加焊盘的尺寸。只要平台的尺寸超过IPC标准所列的数值，从可靠性的角度来说就OK了。

确定阻抗控制所需的宽度后，只需将此值设置为设计规则即可。您可以使用集成的场解算器来定义阻抗曲线，然后使用它来强制执行设计规则中所需的宽度。

清除

完成上面显示的两个关键任务后，您需要确定合适的迹线间隙。不幸的是，迹线之间的间距不应默认为 3W 或 3H 经验法则，因为这些规则不正确地应用于具有高速信号的高级电路板。相反，最好对建议的走线宽度进行串扰仿真，检查是否会出现过大的串扰。 PCB加工厂说明：HDI PCB布局布线在PCB设计软件中设置。