HDI PCB의 제조 가능성: PCB 재료 및 사양

장점 HDI PCB

영향을 자세히 살펴보겠습니다. 패키지 밀도를 높이면 구성 요소 간의 전기 경로를 줄일 수 있습니다. HDI를 사용하여 PCB 내부 레이어의 배선 채널 수를 늘려 설계에 필요한 총 레이어 수를 줄였습니다. 레이어 수를 줄이면 동일한 보드에 더 많은 연결을 배치하고 부품 배치, 배선 및 연결을 개선할 수 있습니다. From there, we can focus on a technique called interconnect per Layer (ELIC), which helps design teams move from thicker boards to thinner flexible ones to maintain strength while allowing the HDI to see functional density.

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HDI PCB rely on lasers rather than mechanical drilling. In turn, the HDI PCB design results in a smaller aperture and smaller pad size. 조리개를 줄임으로써 디자인 팀은 보드 영역의 레이아웃을 늘릴 수 있었습니다. 전기 경로를 줄이고 더 집중적인 배선을 가능하게 하면 설계의 신호 무결성이 향상되고 신호 처리 속도가 빨라집니다. 인덕턴스 및 커패시턴스 문제의 가능성을 줄이기 때문에 밀도 측면에서 추가적인 이점을 얻습니다.

HDI PCB 설계는 관통 구멍을 사용하지 않고 블라인드 및 매립 구멍을 사용합니다. 매설 및 막힌 구멍을 엇갈리고 정확하게 배치하면 플레이트에 가해지는 기계적 압력이 감소하고 뒤틀림 가능성이 방지됩니다. 또한 스택형 스루홀을 사용하여 상호 연결 지점을 향상하고 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 패드를 사용하면 교차 지연을 줄이고 기생 효과를 줄임으로써 신호 손실을 줄일 수도 있습니다.

HDI 제조에는 팀워크가 필요합니다.

제조 가능성 설계(DFM)에는 사려 깊고 정확한 PCB 설계 접근 방식과 제조업체 및 제조업체와의 일관된 커뮤니케이션이 필요합니다. DFM 포트폴리오에 HDI를 추가함에 따라 설계, 제조 및 제조 수준에서 세부 사항에 대한 관심이 더욱 중요해졌고 조립 및 테스트 문제를 해결해야 했습니다. 요컨대, HDI PCBS의 설계, 프로토타이핑 및 제조 프로세스에는 프로젝트에 적용할 수 있는 특정 DFM 규칙과 긴밀한 팀워크가 필요합니다.

HDI 설계(레이저 드릴 사용)의 기본 측면 중 하나는 제조업체, 조립업체 또는 제조업체의 능력을 넘어서는 것일 수 있으며 필요한 드릴링 시스템의 유형과 정확성에 대한 방향성 커뮤니케이션이 필요합니다. HDI PCBS의 낮은 개방률과 높은 레이아웃 밀도로 인해 설계 팀은 제조업체와 제조업체가 HDI 설계의 조립, 재작업 및 용접 요구 사항을 충족할 수 있도록 해야 했습니다. 따라서 HDI PCB 설계를 작업하는 설계 팀은 기판 생산에 사용되는 복잡한 기술에 능숙해야 합니다.

회로 기판 재료 및 사양 파악

HDI 생산은 다양한 유형의 레이저 드릴링 프로세스를 사용하기 때문에 설계 팀, 제조업체 및 제조업체 간의 대화는 드릴링 프로세스를 논의할 때 보드의 재료 유형에 중점을 두어야 합니다. 디자인 프로세스를 유도하는 제품 애플리케이션에는 대화를 한 방향으로 또는 다른 방향으로 이동시키는 크기와 무게 요구 사항이 있을 수 있습니다. 고주파 응용 분야에는 표준 FR4 이외의 재료가 필요할 수 있습니다. 또한 FR4 재료 유형에 대한 결정은 드릴링 시스템 또는 기타 제조 자원 선택에 대한 결정에 영향을 미칩니다. 일부 시스템은 구리를 쉽게 관통하지만 다른 시스템은 지속적으로 유리 섬유를 관통하지 않습니다.

올바른 재료 유형을 선택하는 것 외에도 설계 팀은 제조업체와 제조업체가 올바른 판 두께와 도금 기술을 사용할 수 있는지 확인해야 합니다. 레이저 드릴링을 사용하면 개구율이 감소하고 도금 충전에 사용되는 구멍의 깊이 비율이 감소합니다. 두꺼운 판은 더 작은 구멍을 허용하지만 프로젝트의 기계적 요구 사항은 특정 환경 조건에서 실패하기 쉬운 더 얇은 판을 지정할 수 있습니다. 설계 팀은 제조업체가 “상호 연결 레이어” 기술을 사용하고 정확한 깊이로 구멍을 뚫을 수 있는지 확인하고 전기 도금에 사용된 화학 용액이 구멍을 채울 수 있는지 확인해야 했습니다.

ELIC 기술 사용

ELIC 기술을 기반으로 하는 HDI PCBS의 설계를 통해 설계 팀은 패드에 적층된 구리로 채워진 여러 층의 마이크로홀을 포함하는 보다 발전된 PCBS를 개발할 수 있었습니다. ELIC의 결과로 PCB 설계는 고속 회로에 필요한 조밀하고 복잡한 상호 연결을 활용할 수 있습니다. ELIC는 상호 연결을 위해 적층된 구리로 채워진 마이크로홀을 사용하기 때문에 회로 기판을 약화시키지 않고 두 레이어 사이에 연결할 수 있습니다.

구성 요소 선택이 레이아웃에 영향을 미칩니다.

HDI 설계와 관련하여 제조업체 및 제조업체와 논의할 때는 고밀도 구성요소의 정확한 레이아웃에 초점을 맞춰야 합니다. 구성 요소 선택은 배선 너비, 위치, 스택 및 구멍 크기에 영향을 줍니다. 예를 들어, HDI PCB 설계에는 일반적으로 조밀한 BGA(Ball Grid Array)와 핀 탈출이 필요한 미세한 간격의 BGA가 포함됩니다. 이러한 장치를 사용할 때 보드의 물리적 무결성뿐만 아니라 전원 공급 장치 및 신호 무결성을 손상시키는 요소를 인식해야 합니다. 이러한 요소에는 상호 누화를 줄이고 내부 신호 레이어 간의 EMI를 제어하기 위해 상단 및 하단 레이어 간의 적절한 격리를 달성하는 것이 포함됩니다.대칭적으로 이격된 구성 요소는 PCB의 고르지 않은 응력을 방지하는 데 도움이 됩니다.

신호, 전력 ​​및 물리적 무결성에 주의

신호 무결성을 향상시키는 것 외에도 전원 무결성을 향상시킬 수 있습니다. HDI PCB는 접지층을 표면에 더 가깝게 이동시키기 때문에 전력 무결성이 향상됩니다. 기판의 최상층에는 접지층과 전원층이 있는데 블라인드 홀이나 마이크로홀을 통해 접지층과 연결될 수 있어 평면 홀의 수를 줄인다.

HDI PCB는 보드의 내부 레이어를 통해 관통 구멍의 수를 줄입니다. 결과적으로 파워 플레인의 천공 수를 줄이면 세 가지 주요 이점이 있습니다.

더 큰 구리 영역은 AC 및 DC 전류를 칩 전원 핀에 공급합니다.

전류 경로에서 L 저항 감소

L 낮은 인덕턴스로 인해 올바른 스위칭 전류가 전원 핀을 읽을 수 있습니다.

논의의 또 다른 요점은 최소 선 너비, 안전한 간격 및 트랙 균일성을 유지하는 것입니다. 후자의 경우 설계 과정에서 구리 두께와 배선 균일성을 균일하게 만들기 시작하여 제조 및 제조 과정을 진행합니다.

안전한 간격이 없으면 내부 드라이 필름 공정 중에 과도한 필름 잔여물이 생겨 단락이 발생할 수 있습니다. 또한 최소 선폭 이하에서는 흡수력이 약하고 개방회로로 인해 코팅 공정에서 문제가 발생할 수 있습니다. 설계 팀과 제조업체는 신호 라인 임피던스를 제어하는 ​​수단으로 트랙 균일성을 유지하는 것도 고려해야 합니다.

특정 설계 규칙 수립 및 적용

고밀도 레이아웃에는 더 작은 외부 치수, 더 미세한 배선 및 더 좁은 구성 요소 간격이 필요하므로 다른 설계 프로세스가 필요합니다. HDI PCB 제조 프로세스는 레이저 드릴링, CAD 및 CAM 소프트웨어, 레이저 직접 이미징 프로세스, 특수 제조 장비 및 작업자 전문 지식에 의존합니다. 전체 프로세스의 성공 여부는 임피던스 요구 사항, 도체 너비, 구멍 크기 및 레이아웃에 영향을 미치는 기타 요소를 식별하는 설계 규칙에 부분적으로 달려 있습니다. Developing detailed design rules helps select the right manufacturer or manufacturer for your board and lays the foundation for communication between teams.