在PCB設計軟件中設置HDI PCB布局和布線

更高級的 PCB 在更小的空間內封裝了更多的功能，通常使用定制的 IC/SoC、更高的層數和更小的走線。 要正確設置這些設計的布局，需要一套強大的規則驅動設計工具。 這些工具可以在創建 PCB 時根據設計規則檢查布線和布局。 如果您使用的是第一個 HDI 布局，在開始 PCB 布局時可能很難看出需要設置哪些設計規則。

在本文中，我們將研究在準備 HDI PCB 布局時要設置的關鍵設計規則，以及一些提高效率的技術。 Altium designer 包括一個方便的界面，使這些規則易于訪問和編輯，但此處顯示的規則通常適用于任何設計平臺。

設置 HDI PCB 布局

對于 HDI PCB，除了組件和布線密度外，這些產品與標準 PCB 幾乎沒有區別。 我見過設計師指出 HDI 板是指任何具有 1000 萬個或更小的過孔、600 萬個或更小的布線或 0.5 毫米或更小的引腳間距的電路板。 你的制造商會告訴你，HDI PCB 使用大約 8 密爾或更小的盲孔，而較小的盲孔是用激光鉆的。

在某些方面，它們是正確的，因為HDI PCB布局的組成沒有特定的門檻。 大家可以認同，一旦設計中含有微孔，就是HDI板。 在設計方面，您需要在接觸布局之前設置一些設計規則。 在建立設計規則之前，您應該收集制造商的能力。 完成這個操作后，還需要設置設計規則和一些布局函數

布線寬度和通孔尺寸。 走線的寬度及其阻抗和布線寬度將決定您何時進入 HDI 系統。 一旦布線寬度變得足夠小，通孔就會變得非常小，以至于必須將其制作成微型通孔。

圖層過渡。 通孔應根據縱橫比仔細設計，這也取決于所需的層厚度。 應盡早定義層轉換，以便在布線期間快速放置它們。

清除。 跡線必須彼此分開，并與不屬于網絡的其他對象（焊盤、組件、平面等）分開。 這里的目標是確保符合 HDI DFM 規則并防止過度串擾。

其他的走線限制，例如走線長度的調整，走線時的最大走線長度和允許的阻抗偏差等也很重要，但會適用于HDI板以外的地方。 這里，最重要的兩點是通孔尺寸和布線寬度。 可以通過多種方式（例如模擬）或遵循標準經驗法則來確定差距。 小心后者，因為這可能導致過度的內部串擾或布線密度不足。

疊片和通孔

HDI 堆棧可以從幾層到幾十層不等，以適應所需的布線密度。 具有高引腳數細間距 BGA 的電路板每個象限可以有數百個連接，因此在為 HDI PCB 布局創建層堆棧時需要設置過孔。

如果你在PCB設計軟件中查看層堆棧管理器，你可能無法明確定義具體的層變換為微孔。 沒問題; 您仍然可以設置層過渡，然后在設計規則中設置通孔尺寸限制。 在 Altium Designer 中，您可以在層堆棧管理器中創建過渡，并在特性面板中將它們標記為空洞。

一旦您設置了設計規則并創建了模板，這種調用微通道的能力就非常有用。 要設置通過過孔布線的設計規則，您可以定義僅適用于孔的設計規則。 這允許您根據焊盤尺寸和孔徑設置特定的間隙限制。

請注意，此處定義的通孔寬度和焊盤尺寸源自早期項目的制造商能力。 在開始設置設計規則之前，您應該向制造商咨詢它們的特性。 然后，需要在設計規則中設置走線寬度，保證走線阻抗控制在需要的值。 在其他情況下，不需要進行阻抗控制，您可能仍希望限制HDI板上的布線寬度以保持較高的布線密度。

布線寬度

您可以通過多種方式確定所需的布線寬度。 首先，對于阻抗控制布線，您需要以下工具之一：

一支筆和一張紙來計算所需的走線尺寸（困難的方法）

在線計算器（快速方法）

集成到您的設計和布局工具中的場解算器（最準確的方法）

本文討論了使用在線計算器計算布線阻抗的缺點，同樣的觀點也適用于調整HDI PCB布局的布線尺寸。

要設置布線寬度，您可以在設計規則編輯器中將其定義為約束，就像您對通孔尺寸所做的那樣。 如果您不擔心阻抗控制，您可以設置任意寬度。 否則，您需要確定 PCB 堆疊的阻抗曲線，并將此特定寬度輸入為設計規則。

由于走線寬度對于過孔焊盤的尺寸不能過大，需要仔細平衡操作。 如果阻抗控制的走線寬度過大，則應減小層壓板的厚度，因為這會迫使走線寬度減小，或者可以增加焊盤的尺寸。 只要平臺的尺寸超過IPC標準所列的數值，從可靠性的角度來說就OK了。

確定阻抗控制所需的寬度后，只需將此值設置為設計規則即可。 您可以使用集成的場解算器來定義阻抗曲線，然后使用它來強制執行設計規則中所需的寬度。

清除

完成上面顯示的兩個關鍵任務后，您需要確定合適的跡線間隙。 不幸的是，跡線之間的間距不應默認為 3W 或 3H 經驗法則，因為這些規則不正確地應用于具有高速信號的高級電路板。 相反，最好對建議的走線寬度進行串擾仿真，檢查是否會出現過大的串擾。 PCB加工廠說明：HDI PCB布局布線在PCB設計軟件中設置。