HDI設計マスター：高密度エレクトロニクスのためのエキスパートヒント

高密度インターコネクト（HDI）は、PCB製造で最も成長が早いセグメントであり続けています。基板をより効率的にし、より高速な伝送を可能にするからです。従来のPCB基板と比較して、HDI PCBは単位面積あたりの配線密度が高く、より微細なスペースとライン、微小ビア、キャプチャパッド、より高い接続パッド密度が特徴です。これらのPCBは、従来のPCBとは主にインターコネクションの作り方で異なる設計がなされます。HDI PCBでは、インターコネクションはスルーホールではなく、ブラインドホールとベアードホールを通じて作られます。同様に、HDI設計をエレクトロニクスで最適化する設計ヒントが多数あります。HDI設計を最適化するだけでなく、高コストな落とし穴を回避するのに役立ついくつかを紹介します。

HDI設計では、標準PCB実装では不可能なほど、基板の両面により多くのコンポーネントを確保できます。HDI PCB実装の成功は、基板上のコンポーネントスペースの配置方法と、設計者が信号線のスペースをどう分配するかにかかっています。以下の設計ヒントも念頭に置くことで、高性能HDI PCBを保証できます。

• ビアタイプの選択：

  ビアタイプの選択は、HDI基板の全体性能を大きく左右します。マイクロビア（ブラインドまたはベアード）の使用は、層数削減と材料コスト最小化により、製造プロセスの複雑さを軽減できることに注意してください。

• コンポーネントを賢く選ぶ：

  HDI基板の実装では、基板に搭載するコンポーネント選定に最大限の注意を払う必要があります。トレース幅、位置、ドリル穴タイプとサイズ、スタックアップを考慮してから、HDI設計用コンポーネントを選定してください。コンポーネントを賢く使用することは、HDI設計最適化だけでなく、追加製造時間と材料コストの最小化にもつながります。

• スタックアップ：

  HDI PCB層スタックアップは、1-HDI（ベアードホール付き）、非スタック2-HDI（ベアードホール付き）、スタックだが非樹脂充填2-HDI、スタックかつ樹脂充填2-HDIなど、いくつかの方法で設計可能です。設計者は、片面反り防止と基板歩留まり向上のため、最も適切なスタック設計を選択しなければなりません。

• コンポーネントを賢く配置する：

  不適切なコンポーネント配置は、トレースへの電磁干渉（EMI）導入、寄生容量/インダクタンスの発生を招き、信号品質と全体性能に影響します。ストレスとEMIを最小化しつつ、容易な実装、PCB修理・リワークサービス、はんだ付けを可能にするようコンポーネントを配置してください。

上記に加え、HDI PCB設計者は以下の設計ヒントも考慮すべきです：

• 信号インテグリティ問題を最小化するようトレースをルーティングする
• 適切なアパーチャ比を維持する
• 極めて小さな直径のマイクロビアを組み込む
• 小型コンポーネントを互いに近接配置する
• ベアードホールとブラインドホールを圧力分散するよう配置する
• デカップリングコンデンサではなく、ベアードプレーナー容量を使用する

デバイスの電気的性能向上に大きく寄与するHDI PCBは、さまざまな業界で広く応用されています。恩恵を受けるデバイスには、コンピュータ、スマートフォン、医療機器などがあります。しかし、HDI設計の設計・実装・最適化には、CAD/CAMソフトウェア、レーザーダイレクトイメージングプロセス、特殊製造装置、オペレーター専門知識が必要です。メーカーの経験とケイパビリティがHDI PCB設計の成功を大きく左右します。したがって、Creative Hi-Techのように、お客様要件に合わせた独自で高性能、コスト効率の良いHDI PCB実装の豊富な専門知識を持つメーカーと提携することが重要です。Creative Hi-Techは、エレクトロニクスにおけるHDI設計最適化のための多様な設計ヒントに精通した、知識豊富で経験豊富、才能あるプロフェッショナルチームを擁しています。