1, Pregled HDI ploče s ukopanom rupom
HDItiskane ploče postižu čvršće i učinkovitije veze između unutarnjih i vanjskih krugova kroz tehnologije slijepih i ukopanih rupa. Slijepa rupa se odnosi na rupu koja se proteže od površine tiskane ploče do određene dubine unutra, bez prodiranja u cijelu tiskanu ploču; Ukopane rupe su rupe koje se nalaze u unutarnjem sloju tiskane ploče i povezuju različite krugove unutarnjeg sloja. Ova jedinstvena struktura rupa uvelike povećava prostor za ožičenje i poboljšava integraciju tiskane ploče. Međutim, postojanje slijepih ukopanih rupa također donosi mnoge izazove za kontrolu impedancije.
2, Ključni tehnički parametri
(1) Karakteristična impedancija
Karakteristična impedancija odnosi se na impedanciju sastavljenu od otpora, induktiviteta, kapaciteta i vodljivosti po jedinici duljine na beskonačno dugom dalekovodu. Za HDI sklopne ploče sa slijepim ukopanim rupama, njihova karakteristična impedancija obično se mora kontrolirati unutar određenog raspona, kao što je 50 Ω ili 75 Ω. Veličina karakteristične impedancije uglavnom ovisi o geometrijskoj strukturi tiskane ploče, uključujući čimbenike kao što su širina linije, razmak između linija i debljina dielektrika.
Širina linije: Što je širina linije veća, to je niža karakteristična impedancija. Prilikom projektiranja HDI ploča sa slijepim ukopanim rupama, potrebno je točno izračunati širinu linije na temelju ciljane karakteristične vrijednosti impedancije. Na primjer, za zahtjev karakteristične impedancije od 50 Ω, pod specifičnim dielektričnim materijalom i uvjetima debljine, širinu linije treba održavati na određenoj vrijednosti izračunatoj formulom, au stvarnom procesu proizvodnje, toleranciju širine linije treba kontrolirati unutar ± 5 μm kako bi se osigurala točnost karakteristične impedancije.
Razmak između linija: Povećanje razmaka između linija rezultirat će povećanjem karakteristične impedancije. U HDI slijepim ukopanim pločama s visoko{1}}gustoćom ožičenja, razumna postavka razmaka linija ne bi trebala uzeti u obzir samo ispunjavanje zahtjeva karakteristične impedancije, već također uzeti u obzir gustoću ožičenja. Minimalna vrijednost razmaka linija obično je ograničena kapacitetom proizvodnog procesa, obično između 20 μm-30 μm. Istodobno je potrebno osigurati ujednačenost razmaka linija kako bi se izbjegle fluktuacije lokalne karakteristične impedancije.
Debljina dielektrika: Debljina dielektrika je u pozitivnoj korelaciji s karakterističnom impedancijom. Deblji sloj dielektrika će povećati karakterističnu impedanciju. Konzistentnost debljine dielektrika u svakom sloju ključna je za ukupnu kontrolu impedancije u više-slojnim HDI sklopnim pločama sa slijepim ukopanim rupama. Na primjer, upotrebom visoko{4}}precizne tehnologije laminiranja kako bi se osiguralo da se tolerancija debljine svakog sloja dielektrika kontrolira unutar ± 10 μm kako bi se održala stabilna karakteristična impedancija.
(2) Usklađivanje impedancije
Usklađivanje impedancije odnosi se na uzajamnu prilagodbu impedancije između izvora signala, prijenosne linije i opterećenja kako bi se postigao maksimalni prijenos snage i minimalna refleksija signala. U dizajnu HDI sklopnih ploča sa slijepim ukopanim rupama, nije potrebno samo kontrolirati karakterističnu impedanciju dalekovoda, već i osigurati usklađivanje impedancije sa povezanim čipovima, konektorima i drugim komponentama.
Usklađivanje impedancije između čipa i tiskane ploče: ulazna i izlazna impedancija čipa je fiksna. Prilikom projektiranja tiskane ploče, potrebno je podesiti karakterističnu impedanciju strujne ploče i dodati odgovarajuće otpornike, kondenzatore i druge komponente kako bi odgovarale impedanciji strujne ploče i čipa. Na primjer, za neke -brze digitalne čipove s izlaznom impedancijom od 33 Ω, kako bi se postiglo dobro podudaranje impedancije, otpornik od 17 Ω mora biti spojen u seriju na putu prijenosa signala sklopne ploče, tako da ukupna impedancija dosegne 50 Ω i odgovara karakterističnoj impedanciji sklopne ploče.
Usklađivanje impedancije između konektora i tiskanih ploča: Kao sučelje između tiskane ploče i vanjskih uređaja, karakteristike impedancije konektora ne mogu se zanemariti. Visokokvalitetni konektori obično imaju jasne specifikacije impedancije, kao što je 50 Ω. Prilikom lemljenja konektora na HDI slijepo ukopane ploče, važno je osigurati dobar proces lemljenja kako bi se izbjegao diskontinuitet impedancije uzrokovan greškama lemljenja. U međuvremenu, na spoju između konektora i tiskane ploče, posebni dizajni ožičenja kao što su gradijent širine linije i povećani uzemljeni vias mogu se koristiti za postizanje glatkih prijelaza impedancije i smanjenje refleksije signala.
(3) Jednolikost impedancije
Ujednačenost impedancije odnosi se na dosljednost karakteristične impedancije kroz cijeli put prijenosa signala HDI pločice sa slijepim otvorom. Zbog prisutnosti slijepih rupa, ukopanih rupa, otvora i različitih područja ožičenja na tiskanoj ploči, ove strukturne razlike mogu dovesti do nejednake impedancije.
Utjecaj i kontrola slijepih ukopanih rupa na impedanciju: Prisutnost slijepih i ukopanih rupa može promijeniti karakteristike lokalnog kapaciteta i induktiviteta prijenosnih vodova, čime utječe na impedanciju. Kako bi se smanjio ovaj utjecaj, prilikom projektiranja slijepih ukopanih rupa, veličinu malih rupa treba smanjiti što je više moguće, a strukturu rupa treba optimizirati. Na primjer, korištenjem mikroporozne tehnologije, promjer slijepih rupa može se kontrolirati ispod 100 μm, dok se povećava debljina metalizacije stijenke rupe kako bi se smanjio parazitski kapacitet i induktivnost rupe. Osim toga, putem razumnog rasporeda rupa, slijepo ukopane rupe su ravnomjerno raspoređene na putu prijenosa signala kako bi se izbjegle koncentrirane promjene impedancije.
Utjecaj i kontrola via na impedanciju: Via je ključna struktura za povezivanje različitih slojeva krugova, ali također može uvesti dodatni induktivitet i kapacitet, utječući na jednolikost impedancije. Kako bi se poboljšale karakteristike impedancije otvora, tehnologija povratnog bušenja može se koristiti za uklanjanje viška dijela na dnu otvora i smanjenje parazitske induktivnosti otvora. U isto vrijeme dodajte otvore za uzemljenje oko otvora za formiranje dobrog štita za uzemljenje, smanjite smetnje prolaza na signale i održate jednolikost impedancije.