Layout-Tipps – HDI-Leiterplatten

Notwendigkeit

• Die in der Elektronik eingesetzten Bauteile werden immer kleiner, die Größe der Anschlußstruturen sinkt, die durch Leiterplatten zu verwirklichenden Baugruppen werden immer komplexer.
• In vielen Fällen müssen aufgrund der eingesetzten immer höheren Frequenzen die elektrischen Eigenschaften der Leiterplatten (Kapazitäten, Induktivitäten Laufzeiten,…) berücksichtigt werden.
• Zudem müssen immer häufiger thermische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Die genannten Faktoren führen zwangsläufig zu veränderten Anforderungen an Leiterplatten-Layouts.
• Eine Entflechtung ohne den Einsatz von Multilayern ist oft nicht mehr möglich.
• In einem klassischen Leiterplatten-Layout blockieren Vias in nicht unerheblichem Maß Platz in allen verwendeten Ebenen, der dann nicht zur Leiterbahnführung oder zur Anordnung der Pads von SMD-Teilen genutzt werden kann. Die Anordnung der konventionellen Vias in SMD-Pads ist aus fertigungstechnischen Gründen in vielen Fällen inakzeptabel. Einen Ausweg bietet der Einsatz von Microvias.
• Buried Vias bzw. Blind Vias benötigen jeweils nur in einem Teil der Layer Platz, der in den anderen Layern anderweitig genutzt werden kann.
• Hochpolige BGA-Bauteile lassen sich mit konventionellen Multilayern nicht mehr entflechten.

Der Einsatz der genannten Technologien muß in enger Abstimmung mit dem Leiterplattenfertiger erfolgen, da diese in im Zusammenhang mit der Fertigungstechnologie geplant werden müssen.

HDI

Von HDI-Platinen spricht man im Allgemeinen bei Leiterbahnbreiten / Leiterbahnabständen unter 150 µm, beim Einsatz von Blind- / Burried Vias bzw. beim Einsatz von Microvias.

Microvias

Bohrdurchmesser z.B. 100 µm, Verbindung der äußeren Lage mit der darunter liegenden durch eine Isolationsschicht von typischerweise 100 µm. Microvias können auch für das Wärme-Management eingesetzt werden, indem sie die Wärme von den Außenlagen zum Wärmetransport in die Innenlagen ableiten.

Microvias können in SMD-Pads eingebracht werden, ohne die Sicherheit des Lötprozesses zu gefährden.

Buried Vias

von außen nicht sichtbare (verdeckte) Bohrungen, die eine elektrische Verbindung zwischen Innenlagen ermöglichen.

Blind Vias

Durchkontaktierungen, die eine äußere Lage mit einer inneren Lage verbinden.

Sequentieller Lagenaufbau

Der Multilayer wird aus verschiedenen vorgefertigten Komponenten verpresst. Mehrere Bohrdurchgänge und Durchkontaktiereungsprozesse werden notwendig.  Unter Umständen sind auch mehrere Preßvorgänge erforderlich.