PCB技術 - ANYLAYER技術の特徴

ここ数年来、いくつかのハイエンド消費型電子製品の小型化の需要を満たすために、チップの集積度はますます高くなり、BGAピンピッチはますます近くなり（0.4 pitch以下）、PCBの配置もますますコンパクトになり、引き廻し密度もますます大きくなり、設計の布通率を高め、信号完全性などの性能に影響を与えないために、ANYLAYER（任意階）技術の応用によって生まれ、これが任意のビアリング技術（ALIVH-Any Layer IVH Structure Multilayer Printed Wiring Board）です。

ANYLAYER技術の特徴

ANYLAYERビア技術とHDI技術の特徴を比較すると、ALIVHの利点は設計の自由度が大幅に増加し、PCB層間で勝手に穴を開けることができるが、hdi技術はそれができないことです。一般的に国内メーカーは複雑な構造、つまりhdiの設計限界は三次hdi板で、hdiはレーザードリルを完全に採用しているわけではなく、内層の埋め込み穴に機械穴を採用しているため、穴皿の要求はレーザー穴よりずっと大きく、機械穴は通過するレベルの空間を占有しています。だから一般的にHDIという構造は、ALIVH技術の任意のパンチングよりも、内層コアプレートの孔径も0.2 mmの微細孔で利用できるかには大きな差があります。だからALIVH板の引き廻し空間はhdiよりおおよそ大きく向上しています。同時に、ALIVHのコストと加工難易度もHDIプロセスより高いです。図1に示すように、ALIVHの模式図です。

 図１ALIVHの模式図

埋込み抵抗、埋込みコンデンサ設計

埋め込み抵抗は埋め込み抵抗または薄膜抵抗とも呼ばれ、特殊な抵抗材料を絶縁基材に圧着し、その後印刷、エッチングなどのプロセスを通じて、必要な抵抗値を得て、それから他のPCB板層と一緒に圧着して、平面抵抗層を形成します。一般的なのはPTFE埋め込み抵抗多層プリント基板の製造技術で、必要な抵抗を達成することができます。

埋め込み容量は、高い容量密度を持つ材料を利用して、同時に層間の距離を減らして、十分に大きい平板間容量を形成して、電源給電システムのデカップリングとフィルタリングの役割を果たして、それによってプレート上に必要な個別容量を減らして、しかもより良い高周波フィルタリング特性を達成することができます。埋込容量は寄生インダクタンスが非常に小さいため、共振周波数点は通常容量または低ESL容量よりも効果的です。

技術と技術の成熟および高速設計による電源供給システムへの需要により、埋込みコンデンサの技術応用はますます多くなります。その計算公式は下記のようになります。

Cとは埋込コンデンサの電気容量を指します。

AはPCBの面積で、大部分の設計は構造が確定した場合、平板間面積の増大が困難です。

DKはPCB間誘電体の誘電率で、PCB間電気容量と誘電率は比例します。

Kは真空誘電率（Vacuum permittivity）で、真空容量率とも呼ばれ、物理定数で、値は8.854 187818× 10-12ファラ/メートル（F/m）です。

HはPCB間の厚さで、平板間の電気容量と厚さは反比例するので、私たちは大きな電気容量を得るためには、層間の厚さを減らす必要があり、3 MのC-ply埋容材料は0.56 milの層間媒体の厚さを実現することができ、16の誘電率を加えると、PCB間の電気容量を大幅に増加させることができます。

計算により、3 MのC-ply埋蔵材料は、平方インチ当たりの面積において、6.42 nFのPCB間電気容量を実現することができます。

同時に、PIシミュレーションツールを用いてPDN目標インピーダンスのシミュレーションを行い、それによって単板の容量設計方案を確定し、埋込み容量とディスクリート容量の冗長設計を避ける必要があります。