상호 연결 결함 - 파편 기반 및 구리 본드 실패

회로 기판과 관련하여 가질 수 있는 한 가지 우려 사항은 상호 연결 결함 또는 ICD에 관한 것입니다. 인터커넥트 결함은 정확히 무엇이며 이에 대해 무엇을 할 수 있습니까? 다음은 이 번거로운 문제와 관련하여 알아야 할 기본 정보입니다.

상호 연결 결함(ICD)이란 무엇입니까?

상호 연결 결함은 회로 고장으로 이어질 수 있는 인쇄 회로 기판의 문제입니다. 인쇄 회로 기판에는 일반적으로 비아라고 하는 내부 연결이 있으며, 이 연결에서 제조업체는 내부 레이어 회로를 뚫습니다. 제조사는 PCB를 가공할 때 드릴 구멍에 구리를 넣어 내층 회로를 서로 연결하고 인쇄 회로 기판 표면에 연결합니다. 이를 통해 보드 표면에 커넥터 또는 구성 요소를 배치할 수 있으며 회로가 레이어 간에 연결될 수 있습니다.

제조업체가 PCB 설계를 제대로 제조하지 못하여 도금 및 내층 구리 근처에 결함이 발생하면 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 상호 연결 결함의 결과는 개방 회로 또는 고온에서 간헐적 결함일 수 있습니다. 따라서 상호 연결 결함으로 인해 궁극적으로 회로가 고장날 수 있습니다.

인쇄 회로 기판에서 상호 연결 결함의 문제 중 하나는 PCB를 구축하는 동안 이상을 감지하지 못할 수 있다는 것입니다. 보드는 테스트 중에는 잘 작동하지만 조립 또는 사용 중에 문제가 드러날 수 있으며 실제로 시스템에 심각한 손상을 줄 수 있습니다.

상호 연결 결함은 너무 늦을 때까지 감지하기 어려울 수 있기 때문에 PCB 제조업체와 공급업체 사이에서 점점 더 큰 관심사가 되고 있습니다. 이 문제는 최근 몇 년 동안 점점 더 많이 발생하고 있습니다.

인터커넥트 결함에는 파편 기반 ICD와 구리 본드 실패 ICDS의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 각자는 문제 해결을 위한 각자의 관심사와 접근 방식을 가지고 있습니다.

잔해 기반 ICD

부스러기 기반 ICD는 구멍 드릴링 공정에서 나온 부스러기가 상호 연결 구멍으로 들어갈 때 발생합니다. 제조 공정의 일부로 제조업체가 회로 기판에 구멍을 뚫은 후 모든 파편을 제거한다고 가정하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 때때로 드릴 잔해, 드릴 얼룩, 무기 충전제 또는 유리 섬유가 간과됩니다. 그런 다음 내부 레이어 구리 표면에 내장되어 상호 연결 결함이 발생할 수 있습니다.

모든 PCB 제조업체가 회로 기판에 구멍을 뚫을 때 잔해를 남기는 것과 관련된 문제를 알고 있어야 하는 경우 잔해 기반 ICD가 발생하는 이유는 무엇입니까? 무기 충전재 유형을 사용하는 낮은 DK/낮은 DF 소재를 사용하는 제조업체가 더 많기 때문일 수 있습니다. 이러한 재료는 어떤 면에서는 더 비용 효율적일 수 있지만 드릴링 시 더 많은 파편을 생성할 수 있으며 표준 FR-4 에폭시 재료와 달리 화학적 내성이 더 강한 경우가 많습니다. 청소 노력에 저항하는 잔해가 많을수록 자연스럽게 잔해가 남아 결함이 발생할 가능성이 높아집니다.

구리 본드 실패 ICD

구리 본드 실패 ICD에서 약한 구리 본드와 함께 조립 프로세스 또는 PCB 사용 중 높은 응력으로 인해 구리 연결이 물리적으로 끊어집니다. 당연히 구리 결합이 약할수록 끊어지는 데 필요한 응력이 줄어듭니다. HDI 마이크로비아와 표준 인쇄 회로 기판에서 구리 본드 실패 ICD를 찾을 수 있습니다.

구리 본드 실패 상호 연결 결함의 비율이 증가하는 이유는 무엇입니까? 더 많은 제조업체가 현대에 더 높은 무연 납땜 온도와 더 두꺼운 인쇄 회로 기판을 사용하고 있습니다. 더 큰 구멍 크기, 더 두꺼운 인쇄 회로 기판 및 웨이브 솔더링은 모두 구리 본드 실패 ICD로 이어질 수 있는 식별 가능한 요소입니다.

구리 연결 실패 ICD는 구리 연결이 끊어지면 발생합니다. 이는 조립 또는 사용 중 높은 응력, 구리 결합이 약하거나 결합하여 발생합니다. 이 고장 모드는 설계와 관련이 있습니다. 증가된 구멍 크기, PCB 두께 및 웨이브 솔더링은 모두 구리 본드 ICD의 위험을 높이는 경향이 있습니다. 이 ICD 유형의 비율이 더 높으며 이는 지난 10년 동안 증가된 보드 두께 및 더 높은 무연 솔더링 온도와 관련이 있습니다.

신뢰성 테스트에서 구리 본드 실패 ICD가 중요한 문제임을 발견했습니다. 파편 기반 ICD는 신뢰성과 관련하여 연구에서 의미를 나타내지 않았지만 여전히 비용이 많이 드는 문제일 수 있으며 인쇄 회로 기판의 모든 사용자가 주의해야 할 문제입니다.

레이어 분리의 원인은 무엇입니까?

ICD에는 두 가지 일반적인 원인이 있습니다. 구리 본드 실패와 과도한 파편입니다. 일부 전문가는 원인에 따라 ICD를 분류하지만 이 기사에서는 결함 위치에 따라 유형을 사용합니다. 이러한 범주에 대해 자세히 알아보려면 다음 섹션으로 건너뛰십시오. 지금은 ICD의 두 가지 주요 원인에 중점을 둘 것입니다.

• 잔해 기반 ICD: 드릴링 과정에서 이물질이 상호 연결 구멍으로 들어갈 수 있습니다. 유리 및 무기 충전재의 드릴 얼룩과 입자도 이러한 구멍에 쌓일 수 있습니다. 이러한 물질을 제거하는 것은 제조 공정의 표준 부분이지만 때때로 이 단계가 올바르게 수행되지 않거나 간과됩니다. 찌꺼기는 무기 충전재가 특징인 저손실 재료에서 ICD를 일으키는 경우가 가장 많습니다.
• 구리 본드 실패 ICD: 다른 경우에는 ICD가 파편 막힘으로 인해 발생하지 않습니다. 대신 내부 구리 층이 연결되지 않거나 끊어집니다. 이것은 본드가 높은 스트레스를 받거나 본드가 충분히 강하지 않을 때 발생할 수 있습니다. 더 두꺼운 PCB와 더 큰 구멍은 구리 본드 실패 ICD가 발생할 위험을 높입니다. 제조업체는 최근 몇 년 동안 보드 두께와 같은 기술의 변화로 인해 이러한 유형의 ICD를 더 자주 보게 되었습니다. PCB 설계가 발전함에 따라 이러한 유형의 오류가 덜 자주 발생하기를 바랍니다.

높은 수준의 수지, 적은 양의 구리 및 낮은 온도 저항을 가진 재료의 사용과 같은 요인은 ICD의 위험을 증가시킵니다. 경화되지 않은 보드는 레이어 분리에 매우 취약합니다.

분리 유형

PCB의 위치별로 분류할 때 ICD는 세 가지 범주 중 하나로 분류될 수 있습니다.

• 유형 I: 내부 레이어 구리 및 무전해 구리 인터페이스에서 발생
• 유형 II: 무전해 구리 및 전해 구리 인터페이스에서 발견
• 유형 III: 무전해 구리 층 내에 위치

유형 I 및 유형 III ICD는 일반적으로 무전해 구리 공정(구리 본드 실패) 중 제어 불량으로 인해 발생하는 반면 유형 II ICD는 오염(잔해 기반)으로 인해 발생합니다. ICD의 위치를 ​​결정하기 위해 제조업체는 기판의 보기 쉬운 단면을 얻기 위해 미세절단 기술과 표면 에칭을 사용합니다. Type III ICD는 정밀 검사가 필요하므로 ICD 검사에 주의를 기울이는 것이 중요합니다.

인쇄 회로 기판의 상호 연결 결함 문제 해결 팁

대부분의 인쇄 회로 기판 문제와 마찬가지로 ICD 문제를 피하는 것은 견고한 PCB 설계로 귀결됩니다. 신뢰할 수 있는 설계와 일관되고 사려 깊은 제조 프로세스는 결함이 없는 회로 기판을 만드는 데 큰 도움이 될 수 있습니다. 드릴 비트 가열 및 무기 충전재 사용은 피할 수 있는 파편 기반 ICD로 이어지는 요인입니다. 올바른 재료를 사용하고 디스미어링 프로세스를 보다 적극적으로 수행하면 파편 기반 상호 연결 결함의 인스턴스를 크게 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

잠재적인 구리 결합 실패 ICD와 관련하여 강력한 결합이 형성될 수 있도록 내부 층 구리 표면을 청소하는 것이 중요합니다. 무전해 구리 증착에 적합한 두께와 입자 구조를 갖고 있는지 확인하여 필요한 강도를 갖는 것도 구리 결합 불량 ICD를 방지하는 좋은 방법입니다.

위에 추가하여 구멍 크기와 기판 두께를 제어하면 상호 연결 결함을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 한 가지 효과적인 솔루션은 납땜된 스루홀 커넥터를 제거하는 것입니다.

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