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1、word谈小型化设计的实现与应用-1 摘要：电子产品功能越来越强大的同时，对便携的要求也越来越高，小型化设计成为很多电子设计公司的研究课题。本文以小型化设计的方法、挑战和趋势为主线，结合Cadence SPB16.5在小型化设计方面的强大功能，全面剖析小型化设计的工程实现。主要包括以下内容：小型化设计的现状和趋势，以与现在主流的HDI加工工艺，介绍最新的ANYLAYER任意阶技术的设计方法以与工艺实现，介绍埋阻、埋容的应用，埋入式元器件的设计方法以与工艺实现。同时介绍Cadence SPB16.5软件对小型化设计的支持。最后介绍HDI设计在高速中的应用以与仿真方法，HDI在通信系统类产品中的应
2、用，HDI和背钻的比拟等。 关键词：小型化设计，HDI，ANYLAYER任意阶技术，埋入式器件，信号完整性 1.引 言 产品小型化的好处是显而易见的，从而带动了小型化设计技术的开展。这些技术主要有： 1、传统意义上的HDI技术，经过多年的开展，现在国内厂家可以做到3+n+3，也就是3阶盲埋孔设计已经开始逐步成熟了。 2、ANYLAYER任意阶技术，又叫任意过孔技术(ALIVH-Any Layer IVH Structure Multilayer Printed Wiring Board)，随着苹果的iPhone 4与iPad采用了ANYLAYER HDI，任意阶技术也因此越来越被广阔智能手机等
3、厂家所关注 3、埋阻、埋容和埋入式元器件，不少厂家研究埋阻、埋容技术多年，埋容也已经能实现量产，埋入式元器件早些年大量用于航空航天和军事领域，这些年因为SiP的普与，在普通电子产品领域也开始火起来，算是比拟新的技术，多用于封装载板。 小型化技术的推广，除了对生产工艺带来巨大的挑战之外，还对设计方法、观念、工具等都带来深远的影响。传统的设计工具效率低下，并且因为不具备相应的约束规如此而需要大量人工干预检查，比拟容易出错，设计工程师需要全新的支持小型化设计技术的工具。Cadence SPB16.5全面加强了对小型化设计的支持，增加了埋入式元器件的设计方法，同时进一步优化增强了对HDI以与ANYLA
4、YER技术的支持。 HDI：High Density Interconnect，高密度互连。传统的PCB板的钻孔由于受到钻刀影响，当钻孔孔径达到0.15mm时，本钱已经非常高，且很难再次改良。而HDI板的钻孔不再依赖于传统的机械钻孔，而是利用激光钻孔和机械钻孔的结合应用。HDI也就是通常我们所说的盲埋孔技术。HDI技术的出现，适应并推进了PCB行业的开展。使得在PCB板内可以排列上更加密集的BGA、QFP等。 2.1 HDI的分类 IPC-2315上对HDI的分类有详细说明，这里我们按照激光孔深度的不同分为以下几种：一阶HDI， 二阶HDI 三阶HDI，如图一所示。 图一HDI的分类 一阶的H
5、DI技术是指盲孔仅仅连通表层与与其相邻的次外层的成孔技术。通常激光孔和盘采用4/12mil5/12mil，当然，现在也可以采用更小盘如4/10mil了应对密度较高的布线.内层的盲孔我们一般采用普通孔。而二阶的HDI技术是在1阶的HDI技术上的改良和提高，它包含激光盲孔直接由表层钻到第三层2+N+2，和表层钻到第二层再由第二层钻到第三层两种形式 1+1+N+1+1，其加工难度远远大于1阶的HDI技术。三阶HDI板的加工制作工艺与二阶根本相似，就是多了几种类型的孔。目前国内的二阶HDI设计和加工已经非常成熟了。2.2 HDI板设计上的挑战 阶HDI的设计，需要一个灵活强大的约束管理器，能识别微孔和
6、普通机械孔，能设置微孔与其他元素的间距约束。同名网络的约束关系变得复杂，需要支持各种情况下的同名网络间距约束检查。需要能清晰的显示不同类型的过孔信息，方便设计工程师进展管理。Allegro的3D结构视图可以帮助我们更加了解不同孔的结构。Cadence的 SPB16.X平台，具有强大的HDI设计功能。首先是Micro Via属性，使得HDI工艺实现的微孔彻底和传统机械实现的盲埋孔区分开来，单独进展约束设置；结合单独区分出来的同名网络设计约束、盘中孔设计约束等，实现了灵活强大的约束驱动的HDI设计。Via Labels功能，可以让设计者更加方便的查看了解微孔所连接的层，进展设计规划；同时结合基于O
7、penGL的3D过孔结构现实功能，从平面到立体，帮助工程师实现复杂的多阶过孔结构管理。一博电路.pcbdoc. 无盘设计功能可以自动根据走线层来实现通孔焊盘的存在与去除，实现了设计之初就因为去除焊盘来实现更加优化的布线空间利用率；与之相匹配的功能是增加了Hole和其他元素的间距约束设置。其他功能包括：DRC Modes里面的Via in Pad约束设置，过孔类型的结构示例图形，强大的Fan out功能和BGA出线功能等我们采用Cadence强大的小型化设计工具，结合自身HDI的设计和加工能力，完美完成了多个密度极高的小型化产品设计任务。一博科技.edadoc. 图二 3阶HDI的案例图二是一个3阶HDI的案例，我们将借助Cadence的设计平台以与在HDI设计领域多年的经验，完美的完成了设计。同时由于密度原因，设计的最小线宽和间距达到了2.4mil ，挑战了业内的极限。 /
