PCB技術 - HDI PCBを効率よく製造するための5つの設計テクニック

HDI PCBは、表面コンポーネント密度を最大限に高めるために設計され、大量の緊密な間隔を持つピンまたはパッドのICにブレークスルー方式を提供し、および/または高周波信号を伝播する回路基板である。小さなパッケージでより大きな機能を提供することを目的としています。この目標を達成するには、HDI PCB電子製造を実現するために必要な専門化に必要な設備と専門知識を持つ契約メーカー（CM）を選択する必要があります。HDI設計の製造を最適化するためには、設計意図とCMの機能を組み合わせた明確なパスまたは設計技法に従う必要があります。

図１　HDI　PCB分類

HDI PCB電子製造の設計技術

PCBレイアウト設計は非常に複雑である可能性があるため、設計者は最も重要性を割り当てる仕様について難しい決定を下すことが求められている。航空宇宙、医療機器、自動車、自動車製造などの重要なシステム業界を対象に設計されている場合、このプロセスはさらに複雑になります。軍事的、または高性能IoT（IoT）やHDIを得るため。基板設計のタイプにかかわらず、設計者がPCB開発の収益を製造設計（DFM）を使用してCM機能と調整するための戦略を組み合わせる場合。

DFMは汎用ではありません。これは、アセンブリ設計（DFA）やテスト可能設計（DFT）など、特定の製造段階に対する規則とガイドラインのセットです。DFMはまた、HDIなどの特定のボードデザインタイプに集中することができる。HDI PCB電子製品の製造を最適化するための重要な設計技術をいくつか見てみましょう。

ヒント1：プロセスの複雑さを最小限に抑えるために貫通穴タイプを選択する。

スルーホールの選択は、必要な設備や製造工程を決定するだけでなく、処理時間や追加コストにも影響を与える重要な決定です。盲孔または埋孔式微孔の使用は層数と材料コストの削減に役立つ、しかし、使用するかどうかの選択パッド内では、犬骨状または近パッドのビアリングがプロセスの複雑さに影響します。

ヒント2：HDIを適用するために最小数のコンポーネントを選択する。

コンポーネントの選択は常に重要です。しかし、コンポーネント選択の最適化はHDIボードにとってより重要である。HDI設計のコンポーネントは、ドリル穴とスタックの引き廻し幅、位置、タイプ、サイズを決定します。明らかに、性能は第一の考慮要素であるが、包装、トレーサビリティ、可用性も考慮すべきである。コンポーネントを置き換える必要があるか、レイアウトを再設計する必要があると、追加の製造時間と材料コストが急増します。

ヒント3：空間コンポーネントは応力とEMIを最小限に抑えることができる。

素子を配置して貫通孔位置を非対称に分布させると、板に不均一な応力が加わる可能性があり、反りを引き起こす可能性があります。これは、パネルごとに使用できる板の数が良率に大きく影響します。コンポーネントが高出力コンポーネントから離れている場合、信号はトラックに電磁干渉（EMI）を導入し、信号品質に影響を与える可能性があります。さらに、近傍ピンまたはパッドの寄生容量および／またはインダクタンスが信号品質に影響を与える可能性がある。そこで、設計中にEMIモデリングを含めて寄生効果を抽出することをお勧めします。

ヒント4：信号整合性の問題を最小限に抑えるためにルーティングを引き廻す。

HDIPCBの利点の1つは、より小さな引き廻し幅を用いた信号伝播が可能であることである。引き廻し幅は減少するが、最適な幅信号完全性を達成するように設計されなければならない。これには、最短の引き廻し長さ、一貫した経路インピーダンス、十分な接地層、デジタル、アナログ、電源信号分離を使用することが含まれます。

ヒント5：材料コストを最小限に抑えるためにスタックを選択する。

スルーホールの選択に加えて、PCB積層の選択もHDI PCB電子製品の製造コストに重大な影響を与える。材料タイプの層数と層数は、必要な積層とドリルサイクル数に直接影響します。これらの決定を下す際には、コストは決定要因の1つであるべきです。