减少HDI中的串擾和阻抗不連續性電路板設計

高密度互連（HDI）一直是滿足小型設備對更高功能雙重需求的答案。 但是HDI也提出了自己的問題，特別是信號完整性方面的問題，我們將在今天的文章中探討其中的兩個問題：串擾和阻抗不連續性。

相聲

在現代HDI基板佈局、串擾管理是主要的設計重點。 設計師強調HDI基板佈線需要嚴格遵守間距規則。 串擾是一個問題，當一條跡線產生的電磁場干擾另一條跡線時，會降低訊號清晰度，導致雜訊，有時還會產生定時誤差。 定義的細線及其窄間距HDI基板結構也正是新增這些問題的原因。 在現代HDI基板佈局、串擾管理是主要的設計重點。

例如，在5G模塊中，高頻會加劇串擾，即使是輕微的干擾也會扭曲資料傳輸過程並新增較大的錯誤率。 記住要避免這些不可避免地導致串擾的情况：高速訊號的長並行路由、精細間距佈局中的間距不足以及差分對之間缺乏適當的隔離。

阻抗不連續性

工程師與HDI基板知道這些不連續性必須小心地最小化。 受控阻抗是訊號可預測地通過傳輸線傳播的條件。 在HDI基板當幾何或資料特性的突然變化導致訊號反射時，會出現不連續性。

-微孔和堆疊通孔直徑的突然變化會導致局部阻抗失配

-跡線寬度和間距的微小偏差會導致高頻下的放大誤差

-與電介質厚度不一致，甚至在微米級的偏移都會影響阻抗穩定性

-介電常數或損耗因數的變化也會使計算產生偏差

如果不加以解决，這些不連續性表現為反射、插入損耗和扭曲的眼圖。

堆疊策略

計畫周密HDI基板堆疊有助於减少訊號損失和翹曲。 良好的堆疊力求在電力效能和可製造性之間取得平衡：

-保持一致的電介質厚度，以穩定阻抗

-避免不對稱的銅重量，這會導致翹曲和阻抗失真

-用樹脂塗層銅膜構建層，以創建細間距互連

-將這些接地和電源平面放置在適當的位置，遮罩更敏感的訊號，從而减少電磁干擾。

對稱堆疊通常建議用於高級封裝，因為它們提供了更好的機械可靠性，可以减少偏斜。

跟踪路由指南

這些路由規則在密集網絡中尤為重要HDI基板設計。

-業界公認的做法是，對於標準訊號，始終將跡線間距設定為線寬的三倍，對於關鍵訊號，始終設定為線寬五倍。 這些也被稱為3W規則和5W規則

-差分對內的緊密耦合可以保證抗噪性，但與相鄰訊號保持足够的間距同樣重要

-在相鄰的層上，以所謂的正交路由將訊號定向為彼此垂直。 這是為了减少舷側耦合

-高速訊號之間的接地保護跡線也可以减少密集佈線區域的耦合

通過設計

優化過孔HDI基板降低電感並提高整體可靠性。 在製造過程中，穩健的通孔設計實踐至關重要HDI基板用於電信和航空航太應用。HDI基板焊盤中的微孔和通孔設計很重，需要仔細優化，因為通孔本身就是阻抗不連續性的來源：

-通過反向鑽孔去除未使用的短截線，以减少通孔中的反射

-使用樹脂填充的通孔來提高可靠性，並確保元件安裝的平面

-當堆疊的微孔密集時，再次加固它們以提高可靠性

- 使用鍍有襯墊的過孔 ，或 VIPPO ，以降低電感並縮短訊號路徑，從而提高高頻下的效能

資料

選擇先進資料對於穩定至關重要 HDI基板 演出 這種資料的選擇决定了HDI基板在壓力下表現。 我們自己發現標準FR-4不足以滿足高速HDI基板由於其較高的介電損耗，我們推薦以下資料：

-低Dk和低Df層壓板可以提供穩定的阻抗，還可以降低訊號損耗

-聚醯亞胺系統具有高熱穩定性，對航空航太和國防應用非常有價值

-無粘性層壓板還可以最大限度地减少介電厚度的變化，從而提高一致性

-先進的樹脂系統也適用於吸濕性有問題的應用

類比

模擬工具使預測成為可能HDI基板生產前的問題。 從多年前不可用的許多類比工具中獲利，通過這些工具，您可以在進入下一步之前預測問題

-信號完整性或SI類比可以幫助您預測串擾和阻抗失配

-時域反射法（TDR）可以提供精確的阻抗分佈並檢測不連續性

-眼圖分析可以揭示串擾、抖動、反射和其他動作的累積效應

在製造之前利用這些類比工具，然後將其結果與樣品測試相結合，為您的產品準備各種可以想像的情况。

可製造性設計

與製造商保持一致的溝通可確保HDI基板同時滿足成本和效能目標。

• 記得與製造商確認您對最小跟踪和最小空間的要求
• 將微孔縱橫比保持在限制範圍內，以避免鍍層空隙
• 如果公差不現實，密集佈局將不可避免地降低產量

期待，HDI基板將繼續成為小型化和高速功能的覈心推動者。HDI基板是我們時代要求的越來越小的設備的獨特解決方案，但它們的訊號受到串擾阻抗不連續性的雙重威脅。 但是，這些問題可以通過良好的設計來控制，您始終可以參考上述指南來保證項目的安全。