什麼是 HDI 佈線
HDI (High Density Interconnects，高密度互連) 佈線是指運用最新的設計策略和製造技術，在不影響電路功能的情況下實現更密集的設計。換句話說，HDI 涉及到使用多個佈線層、尺寸更小的走線、過孔、焊盤和更薄的基板，從而在以前不可能實現的占位面積內安裝複雜且通常是高速的電路。
隨著製造技術的發展，HDI 佈線開始見於很多設計，如主機板、圖形控制器、智慧手機和其他空間受限的設備。如果實施得當，HDI 佈線不僅能大大減少設計空間，而且還減少了 PCB 上的 EMI 問題。降低成本是公司的一個重要目標，而 HDI 佈線恰好可以實現這一點。
HDI 佈線和微過孔
瞭解 HDI 佈線比典型多層佈線策略更為複雜十分重要。我們可能設計過 8 層或 16 層 PCB，但是仍需要學習 HDI 佈線中涉及的一些全新概念。
在典型的 PCB 設計中，實際的印刷電路板被視為一個單一的實體，並被劃分為多個層。然而，HDI 佈線要求設計工程師從將 PCB 的多個超薄層整合成一個單一功能 PCB 的角度來思考。
可以說，實現 HDI 佈線的關鍵推動力是過孔技術的發展。過孔不再是在 PCB 各個層上鑽出的鍍銅孔。傳統的過孔機制減少了未被信號線使用的 PCB 層中的佈線區域。
傳統的過孔在 HDI 佈線中沒有用武之地
在 HDI 佈線中，微過孔是發揮推動作用的焦點，負責將多層密集佈線整合在一起。為了便於理解，可以認為微過孔由盲孔或埋孔組成，但具有不同的結構方法。傳統的過孔是將各層組合在一起後用鑽頭鑽出的。然而，微過孔是在各層堆疊之前，用雷射在各層上鑽出的。雷射鑽出的微過孔允許以最小的孔徑和焊盤尺寸在各層之間進行互連。這有利於實現 BGA 部件的扇出佈局，其中引腳以網格形式排列。
HDI 佈線策略
隨著微過孔的使用，PCB 設計工程師能夠在 PCB 的任何層實現複雜的佈線。這種方法被稱為任意層 HDI 或每層互連。由於有了節省空間的微過孔，兩個外層都可以放置密佈的元件，因為大部分的佈線都在內層完成。
低阻抗接地平面對 HDI 佈線至關重要
然而，多層設計中元件和走線更密集，也會增加產生 EMI 輻射和磁化率的風險。當我們在進行 HDI 設計時，確保 PCB 疊層具有恰當的結構非常重要。我們需要有足夠的接地平面以獲得低阻抗的返回路徑。
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要把內部佈線層置於接地層或電源層之間，以減少交叉耦合或串擾的情況。讓高速信號的路徑盡可能短，包括返回路徑。正確規劃和使用微過孔有助於把信號路徑限制在一個很小範圍內，並減少 EMI 的風險。
當然，為了安全起見，使用合適的軟體類比 HDI PCB 也會有所幫助。OrCAD 和Allegro PCB 設計工具能夠透過智慧型網路系統、DRC 和簡單的生產檔，使您的 Layout 挑戰迎刃而解。
譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
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