高速HDI电路板设计过程的考虑

　　摘  要：高密度互连（HDI）印制电路板现今正逐步得到广泛应用。传统的HDI电路板应用于便携式产品和半导体封装两类产品中。该文将专注于HDI快速成长的第三类应用：高速工业系统应用，这类应用于电信、计算机系统的印制电路板不同于前述两类的地方在于：PCB板面尺寸大、关注重点是电气性能，而且导线的挑战在于非常复杂的PBGA和CCGA的封装。
　　对设计人员而言，首先要注意的是不顾设计最好的意图而设计高速系统，需要了解在系统中如何使用材料来满足物理器件的性能指标。PCB的材质选择、层叠结构和设计规则将影响电气性能（比如：特性阻抗、串扰和信号调节）。器件密度也将显示出PCB布线规则、设计规范、材质选用和微孔结构选择的功能。埋、盲孔对那些复杂的、多次积层的电路板而言是简单的结构。相比材质的稳定性、板面处理和设计规则而言，组装过程的问题会在电路测试中得到确认。
　　关键词：高密度互连 特性阻抗 串扰 设计规则 埋孔 盲孔  背胶铜箔 低压差分信号 突破模式 信号完整性
　　1 .引言： HDI的三类典型应用平台
　　HDI产品的分类是由于近期HDI的发展及其产品的强劲需求而决定。移动通信公司以及他们的供应商在这个领域扮演了先锋作用并确定了许多标准。相应的，产品的需求也促使批量生产的技术局限发生改变，价格也变的更实惠。日本的消费类产业已经在HDI产品方面走在了前面。计算机与网络界还没有感受到HDI技术脚步走近的强大压力，但由于元件密度的增长，很快他们将面临这样的压力并启用HDI技术。鉴于不断缩小的间距和不断增长的I/O数，在倒装芯片封装上使用HDI基板的优点是非常明显的。
　　HDI技术可分为几种技术类型。HDI产品的主要驱动力是来自移动通信产品，高端的计算机产品和封装用基板。这几类产品在技术上的需求是完全不同的，因此HDI技术不是一种，而是有数种，具体分类如下：
　　小型化用HDI产品
　　高密度基板和细分功能用HDI产品
　　高层数HDI产品
　　1.1 小型化HDI产品
　　HDI产品小型化最初是指成品尺寸和重量的缩减，这是通过自身的布线密度设计以及使用新的诸如uBGAs这样的高密度器件来实现。在大多数情况下，即使产品价格保持稳定或下滑，其功能却不断增强。内部互连采用埋孔工艺结构的主要是6层或者8层板。产品其它特性则包括如下一些：采用10mil的焊盘，3-5mil的过孔，大部分采用4mil 的线宽/线距，板厚也控制在40mil以内，采用FR4或具有高的Tg.（160 ℃）的FR4 基材。图1-1描述HDI的基本结构和主要设计规则。
　　该技术是在HDI技术中处于领先地位。密度设计提供了较小尺寸和较高的密度，其中就包括了uBGA或倒装芯片的引脚。