2025-09-17
High-Density Interconnect (HDI) PCBs are the backbone of modern electronics—powering everything from 5G smartphones to medical imaging devices—thanks to their ability to pack more components into smaller spaces using microviasहालांकि, एचडीआई डिजाइन आकांक्षाओं और विनिर्माण क्षमताओं के बीच अंतर अक्सर महंगी त्रुटियों का कारण बनता हैः चूक समय सीमा, दोषपूर्ण बोर्ड,और अपशिष्ट सामग्रीअध्ययनों से पता चलता है कि एचडीआई पीसीबी उत्पादन के 70% मुद्दे डिजाइन और विनिर्माण के बीच असंगतता से उत्पन्न होते हैं, लेकिन इन समस्याओं को प्रारंभिक सहयोग, सख्त डिजाइन नियमों के साथ टाला जा सकता है,और सक्रिय मुद्दे की पहचानयह मार्गदर्शिका डिजाइन-निर्माण विभाजन को पूरा करने, महत्वपूर्ण मुद्दों को बढ़ने से पहले पहचानने और विश्वसनीय, उच्च प्रदर्शन वाले एचडीआई पीसीबी सुनिश्चित करने के लिए समाधानों को लागू करने के तरीके को तोड़ती है।
महत्वपूर्ण बातें
1.डिजाइन विकल्पों को उत्पादन क्षमताओं के साथ संरेखित करने के लिए निर्माताओं के साथ जल्दी से (लेआउट को अंतिम रूप देने से पहले) सहयोग करें। इससे रीडिजाइन लागत में 40% तक की कटौती होती है।
2एचडीआई डिजाइन के सख्त नियम लागू करें (ट्रेस चौड़ाई, आकार, पहलू अनुपात के माध्यम से) और हर चरण में समस्याओं को पकड़ने के लिए विनिर्माण क्षमता के लिए डिजाइन (डीएफएम) की पुनरावर्ती जांच करें।
3ऑडिट गेर्बर फाइलें असंगति, गायब डेटा या प्रारूप त्रुटि को ठीक करने के लिए पूरी तरह से फाइल करती हैं।
4उन्नत उपकरणों (एआई-संचालित विश्लेषण, 3 डी सिमुलेशन) और माइक्रोविया सर्वोत्तम प्रथाओं का लाभ उठाने के लिए सिग्नल अखंडता को अनुकूलित करने और दोषों को कम करने के लिए।
5प्रोटोटाइप और फीडबैक लूप (डिजाइन और विनिर्माण टीमों के बीच) का उपयोग डिजाइन को मान्य करने और बड़े पैमाने पर उत्पादन से पहले समस्याओं को हल करने के लिए करें।
एचडीआई डिजाइन और विनिर्माण के बीच संघर्ष
एचडीआई पीसीबी को सटीकता की आवश्यकता होती है: 50 माइक्रोन के रूप में पतले निशान, 6 मिली के रूप में छोटे माइक्रोविया, और अनुक्रमिक टुकड़े टुकड़े प्रक्रियाओं के लिए सख्त सहिष्णुता की आवश्यकता होती है।जब डिजाइन टीम विनिर्माण सीमाओं को ध्यान में रखे बिना कार्यक्षमता या लघुकरण को प्राथमिकता देती है, संघर्ष उत्पन्न होते हैं जिससे उत्पादन की बाधाएं और दोषपूर्ण बोर्ड होते हैं।
संघर्ष के कारण
डिजाइन और विनिर्माण के बीच का अंतर अक्सर गलत कदमों से उत्पन्न होता है जिनसे बचा जा सकता है, जिनमें शामिल हैंः
1दस्तावेजों में असंगति
a.निर्माण चित्र और गेरबर फ़ाइलें जो संरेखित नहीं होती हैं (उदाहरण के लिए, विभिन्न पीसीबी मोटाई या सोल्डर मास्क रंग) निर्माताओं को स्पष्टीकरण के लिए उत्पादन को रोकने के लिए मजबूर करती हैं।
b.NC ड्रिल फाइलें जो यांत्रिक ड्रिल चार्ट के साथ संघर्ष करती हैं, छेद के आकार पर भ्रम पैदा करती हैं, ड्रिलिंग को धीमा कर देती हैं और गलत वायस के जोखिम को बढ़ाती हैं।
कॉपी या पुराना विनिर्माण नोट्स (जैसे, भरने के माध्यम से अनावश्यक निर्दिष्ट करना) अनावश्यक कदम और लागत जोड़ता है।
2गलत सामग्री या विनिर्देश कॉल
a.कापर वजन को गलत तरीके से चिह्नित करना (उदाहरण के लिए, औंस और मिलों को मिलाकर) कोटिंग दोषों का कारण बनता है। बहुत कम तांबा संकेत हानि का कारण बनता है, जबकि बहुत अधिक विनिर्माण मोटाई सीमाओं से अधिक है।
बी.आईपीसी मानकों को पूरा नहीं करने वाली सामग्रियों का चयन (उदाहरण के लिए, थर्मल सदमे के साथ असंगत डाईलेक्ट्रिक सामग्री) बोर्ड की विश्वसनीयता को कम करता है और विफलता दर को बढ़ाता है।
3विनिर्माण क्षमताओं की अनदेखी
a.निर्माता द्वारा निर्धारित उपकरणों की सीमाओं को पार करने वाली विशेषताओं का डिजाइन करना: उदाहरण के लिए, 4 मिलीमीटर के माइक्रोविया का निर्दिष्ट करना जब फैक्ट्री का लेजर ड्रिल केवल 6 मिलीमीटर के छेद को संभाल सकता है।
b.HDI के बुनियादी नियमों को तोड़ना (जैसे, माइक्रोविया के लिए पहलू अनुपात > 1: 1, निशान अंतर <3 मिली) प्लेटिंग और एटिंग असंभव बनाता है, जिससे शॉर्ट्स या खुले सर्किट होते हैं।
4प्रक्रिया जटिलता को नजरअंदाज करना
एचडीआई पीसीबी विशेष प्रक्रियाओं जैसे लेजर डायरेक्ट इमेजिंग (एलडीआई) और प्लाज्मा ईटिंग पर निर्भर करते हैं।एलडीआई संरेखण के लिए अपर्याप्त रिक्ति) खराब विशेषता परिभाषा का परिणाम.
b. अनुक्रमिक टुकड़े टुकड़े (एक बार में एक इमारत परत) को सटीक परत संरेखण की आवश्यकता होती है। पंजीकृत परतों के साथ डिजाइन गलत संरेखण और विफलता के कारण होते हैं।
टिपः एचडीआई डिजाइन शुरू करने से पहले अपने निर्माता के साथ एक किक-ऑफ मीटिंग शेड्यूल करें। योजना और घटक सूची के माध्यम से अपने प्रारंभिक स्टैकअप को साझा करें (उदाहरण के लिए, वे क्षमताओं के अंतराल को चिह्नित करेंगे)75(१ आयाम अनुपात माइक्रोविया) जल्दी, आपको महंगे रीडिज़ाइन से बचाता है।
उत्पादन पर प्रभाव
अनसुलझे डिजाइन-निर्माण संघर्ष लागत, गुणवत्ता और समयरेखा को प्रभावित करते हुए उत्पादन को ठोस तरीकों से पटरी से उतार देते हैंः
| प्रभाव | विवरण |
|---|---|
| देरी | दस्तावेजों के असंगतता को हल करने के लिए निरीक्षण में 2×3 गुना अधिक समय लगता है; पुनः डिजाइन उत्पादन में 1×2 सप्ताह जोड़ता है। |
| उच्च दोष दर | सामान्य दोषों में क्रैकिंग (खराब पहलू अनुपात से), सोल्डर संयुक्त थकान (थर्मल तनाव से) और खुले सर्किट (ट्रेस स्पेसिंग उल्लंघन से) शामिल हैं। |
| कम उपज | एलडीआई या प्लाज्मा उत्कीर्णन जैसी उन्नत प्रक्रियाओं के लिए सटीक डिजाइन इनपुट की आवश्यकता होती है। गलत रूप से संरेखित परतें या गलत क्लीयरेंस से उपज 90% से 60% तक गिर सकती है। |
| बढ़ी हुई लागतें | अतिरिक्त परीक्षण, दोषपूर्ण बोर्डों का पुनर्मिलन और बर्बाद सामग्री कुल परियोजना लागत में 20-30% जोड़ती है। |
| समय सीमा में चूक | पुनः डिजाइन और उत्पादन में रुकावट अक्सर देर से उत्पाद लॉन्च करने के लिए, बाजार हिस्सेदारी खोने के लिए होती है। |
इन जोखिमों को कम करने के लिए, निर्माता लेमिनेट क्षतिपूर्ति (संरेखण को ठीक करने के लिए परत की मोटाई को समायोजित करना) या अतिरिक्त प्लेटिंग जैसे काम कर सकते हैं, लेकिन ये पट्टी सहायक बोर्ड की विश्वसनीयता को कम करते हैं।.एकमात्र दीर्घकालिक समाधान शुरू से ही विनिर्माण को ध्यान में रखकर डिजाइन करना है।
एचडीआई पीसीबी के मुद्दों की पहचान करनाः लेखा परीक्षा के लिए प्रमुख क्षेत्र
एचडीआई के मुद्दों को जल्दी से (डिजाइन के दौरान, उत्पादन के दौरान नहीं) पहचानना महत्वपूर्ण है। लेआउट में समस्या को ठीक करने की लागत $100 है, लेकिन निर्माण के बाद इसे ठीक करने की लागत $10,000+ है।नीचे निरीक्षण करने के लिए तीन सबसे अधिक जोखिम वाले क्षेत्र हैं, साथ ही मुद्दों को पहचानने के लिए कार्रवाई योग्य कदम।
1डिजाइन प्रतिबंध और नियम: एचडीआई-विशिष्ट मानकों को लागू करना
एचडीआई पीसीबी के पास अपनी बारीक विशेषताओं के कारण मानक पीसीबी की तुलना में बहुत सख्त नियम हैं। इन नियमों की अनदेखी डिजाइन विफलता का नंबर 1 कारण है। नीचे गैर-वार्तालाप योग्य दिशानिर्देश हैं,आईपीसी-2226 (एचडीआई के लिए उद्योग मानक) के अनुरूप:
| डिजाइन तत्व | एचडीआई का सामान्य नियम | तर्क |
|---|---|---|
| निशान चौड़ाई | 2°4 मिली (50°100 माइक्रोन) | पतले निशान स्थान बचाते हैं लेकिन संकेत हानि का जोखिम उठाते हैं; मोटे निशान घनत्व लक्ष्यों से अधिक होते हैं। |
| ट्रेस स्पेस | 3 ¢ 5 मिली (75 ¢ 125 माइक्रोन) | उत्कीर्णन के दौरान क्रॉसस्टॉक (सिग्नल हस्तक्षेप) और शॉर्ट्स को रोकता है। |
| व्यास | माइक्रोविया के लिए 6 8 मिली; अंधेविया के लिए 10 12 मिली | छोटे माइक्रोविया के माध्यम से-इन-पैड डिजाइन की अनुमति देते हैं लेकिन लेजर ड्रिलिंग की आवश्यकता होती है। |
| वाया-टू-वाया स्पेसिंग | ८१० मिली | ओवरलैपिंग को रोकता है और संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करता है। |
| पैड का आकार | न्यूनतम 10~12 मिली | ठीक पिच घटकों (जैसे, बीजीए) के लिए विश्वसनीय मिलाप सुनिश्चित करता है। |
| माइक्रोवा आस्पेक्ट रेशियो | ≤0.75:1 (गहराईः व्यास) | कोटिंग खोखलेपन को रोकता है ∙ उच्च अनुपात (उदाहरण के लिए, 1: 1) पतले या असमान कोटिंग का कारण बनता है। |
| प्रतिबाधा नियंत्रण | लक्ष्य प्रतिबाधा के साथ मेल खाने वाली निशान चौड़ाई/अंतर (जैसे, संकेतों के लिए 50Ω) | उच्च गति डेटा (जैसे, 4G/5G, PCIe) के लिए सिग्नल अखंडता बनाए रखता है। |
अतिरिक्त डिजाइन सर्वोत्तम प्रथाएं
a.सिग्नल पृथक्करणः डिजिटल (उच्च गति), एनालॉग (कम शोर) और पावर सिग्नल को अलग-अलग परतों में अलग करें_ इससे ईएमआई में 30% की कमी आती है और सिग्नल के बिगड़ने से बचा जाता है।
b. थर्मल मैनेजमेंटः गर्मी फैलाने के लिए गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों (जैसे प्रोसेसर) के नीचे थर्मल वाय (10-12 मिली) जोड़ें; उच्च शक्ति वाले उपकरणों के लिए हीटसिंक के साथ जोड़ा।
सी.स्टैकअप अनुकूलन: उच्च पिन-गति वाले बीजीए के लिए ′′माइक्रोविया लेमिनेशन निर्माण ′′ का उपयोग करें ′′यह बीजीए से आंतरिक परतों तक स्टैक किए गए माइक्रोविया के माध्यम से संकेतों को रूट करने की अनुमति देता है, जिससे स्थान की बचत होती है।
घ.मैकेनिकल तनाव राहतः असेंबली या हैंडलिंग के दौरान दरार को रोकने के लिए पीसीबी किनारों के पास घटकों या वायस को रखने से बचें (एक 2 मिमी बफर छोड़ दें) ।
महत्वपूर्ण नोटः हमेशा अपने निर्माता के साथ अपने स्टैकअप और डिजाइन नियमों को मान्य करें. उदाहरण के लिए,एक कारखाने को 3 मिलीलीटर के बजाय 5 मिलीलीटर के निशान की दूरी की आवश्यकता हो सकती है यदि उनकी उत्कीर्णन प्रक्रिया में सख्त सहिष्णुता है.
2डीएफएम जांचः हर चरण में विनिर्माण क्षमता को मान्य करें
विनिर्माण के लिए डिजाइन (डीएफएम) जांच एक बार का कदम नहीं है, उन्हें पुस्तकालय की समीक्षा, घटक प्लेसमेंट, रूटिंग और अंतिम लेआउट साइन-ऑफ के दौरान पुनरावर्ती रूप से चलाया जाना चाहिए।.g., Altium Designer® DFM Analyzer, Cadence Allegro® DFM Checker) चिह्न समस्याएं हैं जो मानव आंखों को याद आती हैं, लेकिन वे आपके निर्माता की क्षमताओं के अनुकूलित होने पर सबसे अच्छा काम करते हैं।
एचडीआई पीसीबी के लिए प्रमुख डीएफएम जांच
नीचे दी गई तालिका में डीएफएम जांच और एचडीआई उत्पादन पर उनके प्रभाव को रेखांकित किया गया है:
| डीएफएम जांच/उपकरण विशेषता | उद्देश्य | एचडीआई-विशिष्ट लाभ |
|---|---|---|
| पुनरावर्ती जाँच (पुस्तकालय → रूटिंग) | प्रत्येक डिजाइन चरण में नियम लागू करें (उदाहरण के लिए, लाइब्रेरी सेटअप के दौरान चेक पैड आकार, रूटिंग के दौरान निशान अंतर) । | समस्याओं को जल्दी पकड़ता है (उदाहरण के लिए, माइक्रोविया के लिए असंगत पैडस्टैक) इससे पहले कि उन्हें पूर्ण लेआउट रीवर्क की आवश्यकता हो। |
| बैकड्रिल अंतर सत्यापन | बैकड्रिल पिन और आसन्न वाइस/ट्रैस के बीच पर्याप्त दूरी सुनिश्चित करें। | उच्च गति HDI डिजाइन (जैसे, सर्वर मदरबोर्ड) में सिग्नल प्रतिबिंब और शॉर्ट्स को रोकता है। |
| सोल्डर मास्क/पेस्ट मास्क का पता लगाना | पट्टा मास्क के उद्घाटन को पैड के साथ संरेखित करें; लापता मास्क की जांच करें। | यह लोडर ब्रिजिंग (पड़ोसी पैड को छोटा करना) से बचता है और ठीक से घटक लोडिंग सुनिश्चित करता है जो ठीक-ठीक बीजीए के लिए महत्वपूर्ण है। |
| तांबे के अंतर को लागू करना | तांबे की संरचनाओं (चिह्न, पैड, वायस) के बीच न्यूनतम दूरी लागू करें। | एचडीआई के तंग लेआउट में उत्कीर्णन त्रुटियों (जैसे, विलय किए गए निशान) को रोकता है। |
| कस्टम प्रतिबंध सेट | अपने निर्माता की प्रक्रियाओं के अनुरूप डीएफएम नियम बनाएं (उदाहरण के लिए, बोर्ड के किनारे के 8 मिली के भीतर कोई माध्यम नहीं) । | कारखाने की क्षमताओं के साथ डिजाइन को संरेखित करता है, "निर्माण योग्य" सुविधाओं को कम करता है। |
| बहिष्करण के द्वारा डेरा डाला गया | कुछ जांचों (जैसे पेस्ट मास्क क्लीयरेंस) से टेंट किए गए विआस (सोल्डर मास्क से ढके) को बाहर रखा जाए। | झूठी सकारात्मकता को कम करता है और सत्यापन को तेज करता है। |
| पैडस्टैक संशोधन | नियम उल्लंघन को ठीक करने के लिए पैड आयामों को समायोजित करें (उदाहरण के लिए, अंगूठी के छल्ले का आकार बढ़ाएं) । | लेआउट को फिर से डिजाइन किए बिना सख्त एचडीआई नियमों का अनुपालन (उदाहरण के लिए, 6 मिलीलीटर के वायस को 2 मिलीलीटर के रिंग की आवश्यकता होती है) को सक्षम करता है। |
डीएफएम की प्रभावशीलता को अधिकतम कैसे करें
a.नियमों पर सहयोग करेंः समीक्षा के लिए अपने डीएफएम बाधा सेट को निर्माता के साथ साझा करें वे प्रक्रिया-विशिष्ट नियम जोड़ेंगे (उदाहरण के लिए, लेजर-ड्रिल किए गए माइक्रोविया को 1-मिल रिंग की आवश्यकता होती है) ।
b.प्रत्येक परिवर्तन के बाद जाँच करेंः यहां तक कि छोटे समायोजन (जैसे, एक घटक को स्थानांतरित करना) डीएफएम नियमों को तोड़ सकते हैं।
c.ऑटोमेटेड और मैनुअल चेक को मिलाएंः स्वचालित उपकरण संदर्भ से चूक जाते हैं (उदाहरण के लिए, ¢यह निशान गर्मी स्रोत के पास है ¢क्या इसे अतिरिक्त दूरी की आवश्यकता है? ¢) एक डिजाइनर को उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों (पावर प्लेन,माइक्रोविया क्लस्टर).
टूल टिपः अपने पीसीबी कारखाने के डीएफएम डेटाबेस से सीधे कनेक्ट करने के लिए अल्टियम डिजाइनर की निर्माता लिंक सुविधा का उपयोग करें। यह स्वचालित रूप से आपके डिजाइन सॉफ्टवेयर में नवीनतम नियमों को खींचता है।
3. गेरबर डेटा समस्याएं: विनिर्माण में देरी से बचें
गेरबर फाइलें एचडीआई पीसीबी के लिए "नीले निशान" हैं। उनमें सभी परत डेटा, ड्रिल निर्देश और सोल्डर मास्क विवरण होते हैं। गेरबर फाइलों में एक भी त्रुटि कई दिनों तक उत्पादन को रोक सकती है।सामान्य मुद्दों में लापता परतें शामिल हैं, असंगत डेटा, और अप्रचलित प्रारूप हैं और वे एचडीआई के लिए विशेष रूप से महंगे हैं, जहां 1 मिलीलीटर का असंगत भी माइक्रोविया को तोड़ देता है।
सामान्य गर्बर समस्याएँ और उनका प्रभाव
| गेरबर डेटा समस्या | विवरण | एचडीआई विनिर्माण पर प्रभाव |
|---|---|---|
| डिजाइन-निर्माण असंगति | पीसीबी डिजाइन विशेषताएं (उदाहरण के लिए, आकार के माध्यम से) निर्माता की क्षमताओं से अधिक हैं। | पुनः डिजाइन अनुरोधों को ट्रिगर करता है, उत्पादन में 1-2 सप्ताह की देरी करता है; सामग्री अपशिष्ट को बढ़ाता है। |
| अपर्याप्त मंजूरी | निशानों, पैडों या वाइसों के बीच की दूरी न्यूनतम आवश्यकताओं से कम है। | उत्कीर्णन त्रुटियों (शॉर्ट्स), प्लेटिंग रिक्तियों का कारण बनता है, और विफलता के माध्यम से 20-30% की उपज गिर जाती है। |
| अप्रचलित फ़ाइल स्वरूप | RS-274X/Gerber X2 के बजाय पुराने प्रारूपों (जैसे, Gerber 274D) का उपयोग करना। | फ़ाइलें आधुनिक एचडीआई उपकरण (जैसे, एलडीआई मशीन) द्वारा अपठनीय हैं; पुनः स्वरूपण तक उत्पादन बंद हो जाता है। |
| अपंजीकृत परतें | परतें एक सामान्य संदर्भ बिंदु पर संरेखित नहीं हैं। | ट्रेस-टू-ट्रैक असमानता के कारण माइक्रोविया आंतरिक परतों से नहीं जुड़ सकते हैं, जिससे खुले सर्किट हो सकते हैं। |
| लापता बोर्ड स्केच | पीसीबी के लिए कोई परिभाषित किनारा सीमा नहीं। | निर्माता बोर्ड को आकार पर नहीं काट सकते हैं; जब तक रूपरेखा उपलब्ध नहीं हो जाती तब तक उत्पादन रोक दिया जाता है। |
| भ्रष्ट/खाली फ़ाइलें | गेर्बर फ़ाइलों में डेटा गायब है या स्थानांतरण के दौरान क्षतिग्रस्त है। | उत्पादन शुरू नहीं हो सकता; फ़ाइलों के पुनः निर्यात और पुनः जांच की आवश्यकता होती है। |
| अस्पष्ट फ़ाइल नामकरण | गैर-मानक नाम (उदाहरण के लिए, Layer1.GBR के स्थान पर Layer1.GBR) । | भ्रम पैदा करता है (उदाहरण के लिए, ऊपरी और निचली परतों को मिलाकर); उल्टे बोर्डों की ओर जाता है। |
| सोल्डर मास्क क्लीयरेंस त्रुटियां | सोल्डर मास्क के उद्घाटन पैड के लिए बहुत छोटे/बड़े हैं। | सूक्ष्म-पीच एचडीआई डिजाइनों में उजागर तांबे (जंग का खतरा) या सोल्डर ब्रिजिंग (शॉर्ट्स) का कारण बनता है। |
| अनुचित अंधा/भौंरा हुआ | उच्च आस्पेक्ट अनुपात वाले अंधे वायस को चिह्नित नहीं किया गया है, या परत जोड़े गलत हैं। | आवरण असमान है (पतली दीवारें), जिससे थर्मल साइकिलिंग के दौरान दरारें होती हैं। |
एचडीआई के लिए गेरबर फाइलों का ऑडिट कैसे करें
a.जर्बर व्यूअर का उपयोग करें: जीसी-प्रिव्यू या व्यूमेट जैसे उपकरण आपको परतों का निरीक्षण करने, संरेखण की जांच करने और माइक्रोविया या ट्रेस मुद्दों को खोजने के लिए 1000% तक ज़ूम इन करने के लिए ड्रिल आकारों की पुष्टि करने की अनुमति देते हैं।
बी.स्तर संरेखण सत्यापित करें: सभी परतों (शीर्ष तांबा, मिलाप मुखौटा, ड्रिल फाइल) को ओवरले करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे संरेखित हों। एचडीआई के लिए 1 मिलीमीटर की असंगति भी एक समस्या है।
c.अपर्चर डेटा की जाँच करें: सुनिश्चित करें कि एपर्चर तालिकाएं (परिभाषित पैड/आकारों के माध्यम से) आपके डिजाइन से मेल खाती हैं।
d.BOM/Pick-and-Place के साथ क्रॉस-रेफरेंसः Gerbers में घटकों के पदचिह्नों की पुष्टि करें जो बिल ऑफ मटेरियल (BOM) से मेल खाते हैं।
टेस्ट फ़ाइल संगतताः अपने निर्माता को एक नमूना गेरबर सेट भेजें, ताकि वे जांच कर सकें कि फाइलें उनके उपकरण के साथ काम करती हैं।
प्रो टिपः 274D के बजाय RS-274X प्रारूप (इम्बेडेड एपर्चर डेटा के साथ) में गेरबर फ़ाइलों का निर्यात करें। यह एचडीआई उत्पादन में आम हैं, जो कि त्रुटि को समाप्त करता है।
एचडीआई डिजाइन-निर्माण संघर्षों का समाधान और रोकथाम
एचडीआई के मुद्दों को ठीक करने के बारे में सिर्फ समस्या निवारण नहीं है, बल्कि निर्माण प्रणालियों के बारे में है जो पहले स्थान पर संघर्षों को रोकते हैं। नीचे डिजाइन और विनिर्माण को संरेखित करने के लिए सिद्ध रणनीतियां हैं,एचडीआई प्रदर्शन को अनुकूलित करना, और दोषों को कम करें।
1प्रारंभिक सहयोग: संघर्षों के खिलाफ # 1 रक्षा
एचडीआई समस्याओं से बचने का सबसे प्रभावी तरीका है कि आप लेआउट को अंतिम रूप देने से पहले डिजाइन प्रक्रिया में निर्माताओं को शामिल करें।यह सहयोग यह सुनिश्चित करता है कि आपका डिजाइन शुरू से ही ′′निर्माण योग्य ′′ हो और प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए कारखाने की विशेषज्ञता का लाभ उठाता है.
सहयोग के लिए कार्रवाई योग्य कदम
1.किकऑफ मीटिंगः अपने निर्माता की इंजीनियरिंग टीम के साथ एक बैठक निर्धारित करेंः
a. स्टैकअप (स्तरों की संख्या, डायलेक्ट्रिक सामग्री, तांबा वजन) ।
b. पथ योजना (माइक्रोविया आकार, पहलू अनुपात, अंधा/स्तर जोड़े के माध्यम से दफन) ।
घटक सूची (फाइन-पिच बीजीए, गर्मी उत्पन्न करने वाले भाग)
वे इस तरह के मुद्दों को चिह्नित करेंगे कि हम अपने 12-परत स्टैकअप के लिए FR-4 का उपयोग नहीं कर सकते थर्मल स्थिरता के लिए उच्च-Tg लेमिनेट का उपयोग करें।
2डिजाइन पुनरावृत्ति साझा करेंः प्रतिक्रिया के लिए मसौदा लेआउट (सिर्फ अंतिम फाइलें नहीं) भेजेंइस माइक्रोविया क्लस्टर को दो मील बाईं ओर ले जाएं ताकि पावर प्लेन में ड्रिलिंग से बचा जा सके) जो बाद में बड़े सिरदर्द को बचाए.
3स्पष्ट भूमिकाओं को परिभाषित करेंः नियमित रूप से संवाद करने के लिए एक डिजाइन लिंकेज और विनिर्माण लिंकेज को असाइन करें।लेकिन कारखाने को नहीं बताया गया था).
4सहिष्णुता पर संरेखित करें: एचडीआई विनिर्माण के लिए तंग सहिष्णुता की आवश्यकता होती है (लेजर ड्रिलिंग के लिए ± 0.1 मिलीलीटर) अपने निर्माता की क्षमताओं की पुष्टि करें (उदाहरण के लिए, आपका न्यूनतम निशान चौड़ाई सहिष्णुता क्या है?और अपने डिजाइन को अनुकूलित करें.
केस स्टडीः एक मेडिकल डिवाइस कंपनी ने स्टैकअप डिजाइन में अपने निर्माता को शामिल करके एचडीआई के रीडिजाइन को 60% तक कम कर दिया।कारखाने ने 8 मिलीलीटर से 6 मिलीलीटर के माइक्रोविया (जो उनके लेजर ड्रिल ने बेहतर तरीके से संभाला) को बदलने की सलाह दी, बोर्ड के आकार में 15% की कटौती और सिग्नल अखंडता में सुधार।
2उन्नत डिजाइन उपकरणः प्रदर्शन और विनिर्माण के लिए एचडीआई का अनुकूलन करें
आधुनिक पीसीबी डिजाइन उपकरण एचडीआई के लिए बनाए गए हैं वे ठीक निशान, माइक्रोविया और 3 डी लेआउट को संभालते हैं जो पुराने सॉफ्टवेयर नहीं कर सकते हैं। इन उपकरणों में निवेश करने से त्रुटियों में कमी आती है और डिजाइन में तेजी आती है,जबकि सिमुलेशन सुविधाओं आप उत्पादन से पहले प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए अनुमति देते हैं.
एचडीआई डिजाइन के लिए जरूरी उपकरण
| उपकरण श्रेणी | उदाहरण | एचडीआई-विशिष्ट उपयोग मामला |
|---|---|---|
| थ्रीडी डिजाइन और स्टैकअप उपकरण | अल्टियम डिजाइनर (लेयर स्टैक प्रबंधक), कैडेंस एलेग्रो (क्रॉस-सेक्शन संपादक) | जटिल एचडीआई स्टैकअप (जैसे, स्टैक किए गए माइक्रोविया के साथ 16-परत) डिजाइन करें और प्रतिबाधा नियंत्रण के लिए डाइलेक्ट्रिक मोटाई सत्यापित करें। |
| सिग्नल अखंडता सिमुलेशन | कीसाइट एडीएस, Ansys SIwave | उच्च गति संकेतों (जैसे, 10Gbps ईथरनेट) का परीक्षण क्रॉसस्टॉक और प्रतिबिंब के लिए HDI के तंग निशान अंतर के लिए महत्वपूर्ण है। |
| ईएमआई विश्लेषण उपकरण | Ansys HFSS, कैडेंस क्लैरिटी 3D सॉल्वर | ईएमआईएचडीआई के छोटे आकार को कम करने के लिए ग्राउंड प्लेन और परिरक्षण परतें रखें जिससे यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए प्रवण हो। |
| इंटरैक्टिव रूटिंग उपकरण | अल्टियम एक्टिव रूट, कैडेंस सिग्रिटी राउटर | एचडीआई नियमों को लागू करते हुए ऑटो-रूट फाइन-पिच बीजीए निशान (जैसे, 0.4 मिमी पिच) (जैसे, कोई राइट-एंगल वक्र नहीं) । |
| एआई-संचालित डिजाइन प्लेटफार्म | कैडेंस एलेग्रो एक्स, सीमेंस एक्सपीडिशन एंटरप्राइज | माइक्रोविया प्लेसमेंट को अनुकूलित करने के लिए एआई का उपयोग करें, ट्रेस लंबाई (20% तक) को कम करें, और सिग्नल की समस्याओं को होने से पहले भविष्यवाणी करें। |
एचडीआई सफलता के लिए साधनों का लाभ कैसे उठाएं
a. Simulate Early: Routing से पहले सिग्नल अखंडता सिमुलेशन चलाएं (यह संभावित समस्याओं की पहचान करता है (उदाहरण के लिए, इस ट्रैक में 15% क्रॉसस्टॉक होगा) और आपको परत स्टैकअप या ट्रैक स्पेसिंग को समायोजित करने देता है।
b. 3D विज़ुअलाइज़ेशन का उपयोग करें: HDI पीसीबी में छिपी हुई विशेषताएं होती हैं (अंधे वायस, आंतरिक परतें) जिन्हें 2D व्यू मिस करते हैं। 3D टूल आपको परत टकराव की जांच करने की अनुमति देते हैं (जैसे,(एक अंधा परत 1 से 3 के माध्यम से परत 2 पर एक शक्ति विमान हिट).
c.आटोमेटिक रूटीन कार्यः उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों (ऊर्जा वितरण, थर्मल प्रबंधन) पर ध्यान केंद्रित करते हुए दोहराए जाने वाले कार्य (जैसे, 100 बीजीए पिन को रूट करना) को संभालने के लिए एआई-संचालित रूटिंग का उपयोग करें।
टूल टिप: Siemens Xpedition® का HDI Wizard® माइक्रोविया स्टैकअप डिज़ाइन को स्वचालित करता है, आपके घटक पिच और परतों की संख्या दर्ज करता है, और यह योजना के माध्यम से एक विनिर्माण उत्पन्न करता है।
3माइक्रोविया सर्वोत्तम प्रथाएं: एचडीआई दोष नंबर 1 से बचें
माइक्रोविया एचडीआई पीसीबी के दिल हैं_ वे छेद के उपयोग के बिना परतों को जोड़कर उच्च घनत्व को सक्षम करते हैं_ लेकिन वे सबसे आम विफलता बिंदु भी हैंःएचडीआई दोषों में से 40% माइक्रोविया (क्रैकिंग) से संबंधित हैं।नीचे विश्वसनीय माइक्रोविया सुनिश्चित करने के लिए नियम दिए गए हैं।
महत्वपूर्ण माइक्रोवा डिजाइन नियम
a. पहलू अनुपातः माइक्रोविया पहलू अनुपात (गहराईः व्यास) ≤ 0 रखें।75निम्न अनुपात (जैसे, 0.5उदाहरण के लिए, 6 मिलीमीटर व्यास के माइक्रोविया की गहराई 4.5 मिलीमीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए (दो आसन्न परतों को जोड़ना) ।
ड्रिलिंग विधिः माइक्रोवियास ≤8 मिलीमीटर के लिए लेजर ड्रिलिंग का उपयोग करें मैकेनिकल ड्रिल HDI के लिए आवश्यक सटीकता प्राप्त नहीं कर
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