HDI PCB가 귀사의 요구를 충족할 수 있을까요? 전문가 인사이트

최근 IoT와 4G 네트워크 같은 신기술을 가능하게 하는 강력한 계산 능력을 가진 더 정교한 전자 장치에 대한 극적인 수요가 있었습니다. HDI PCB는 기존 PCB 기술과 동일하거나 더 적은 면적을 활용하면서 강력하면서도 작은 전자 장치를 제공하는 중요한 인에이블러 중 하나입니다.

이 기사에서는 이 환상적인 PCB 기술에 대해 더 탐구해 보겠습니다. HDI PCB가 무엇을 의미하는지, 어떻게 설계하고 제조하는지 정의하는 것으로 시작합니다. 또한 HDI PCB 재료, 제조사 선택, 국제 시장에서의 HDI PCB 전망과 같은 중요한 요소를 설명합니다.

1. HDI PCB란 무엇인가요?

더 가볍고, 얇고, 작은 설계를 가진 전자 장치는 PCB가 더 진보하도록 보증하여 고밀도 상호 연결(HDI) PCB가 생겨나 업계에서 자리를 잡게 되었습니다. HDI PCB와 기존 것의 주요 차이점은 마이크로비아 레이어를 사용하기 때문에 고밀도를 제공한다는 것입니다.

다양한 회로 기판 제작의 기초가 되는 상호 연결. 기존 PCB 라우팅 방식으로는 이를 달성할 수 없습니다. HDI를 사용하면 PCB 레이어는 각각 50~150μm의 작은 직경과 깊이를 가진 마이크로비아 레이어가 됩니다. 이들은 향상된 능력을 가진 작은 전자 장치를 제조할 수 있는 작고 얇은 HDI PCB를 허용합니다.

일반적으로 이러한 마이크로비아 레이어는 기본 PCB 보드 위에 구축되며, 이는 예를 들어 단일 또는 다층 PCB 보드일 수 있습니다. 이러한 레이어는 기본 보드의 양쪽에 생성할 수 있습니다. 일반적으로 기본 보드와 다른 빌드업 레이어 간의 전기적 연결은 마이크로비아를 통해 구현됩니다.

마이크로비아 패드 치수가 매우 작기 때문에 보드 크기와 무게를 크게 줄일 수 있으며, 이는 전자 제품의 전체 크기 감소로 이어집니다. 마이크로비아 사용은 전기적 성능도 향상시킵니다.

HDI PCB의 장점:

• 크기 축소
• 경량화
• 더 나은 전기적 성능
• 비용 효율적
• 더 빠른 제조 시간
• 열 전달 감소
• 효율적인 전력 소비로 배터리 수명 연장
• 높은 신호 전송 속도와 더 나은 신호 품질 허용

2. HDI PCB 설계

시장에서 사용 가능한 대다수의 패키징 공정 기술은 HDI 공정에 의존합니다. 안정적인 산업 수율을 위해 최소 라인 폭/간격 100um이 필요합니다. HDI PCB에서 사용하는 빌드업 기술은 레이저 드릴링, 플라즈마 드릴링 또는 포토이미저블 유전체를 사용하여 블라인드 비아를 형성함으로써 플립칩 어레이를 팬아웃하는 데 필요한 고밀도를 달성합니다.

많은 경우, 장치에 한두 개의 플립칩만 필요할 때, 보드의 나머지 부분에서는 HDI 기술을 충분히 활용하지 못합니다. IPC-2221A 및 IPC-2222 PCB 설계 규칙 범용 표준에 따르면, 관통 홀 비아의 종횡비를 최소 6:1에서 최대 8:1로 제한합니다.

마찬가지로, 일반적인 1.60mm PCB 폭에 대해 0.25mm의 드릴 직경을 제안합니다. 이러한 제약은 제작에 완전히 적절하며 WellPCB도 권장합니다. IPC 3등급의 경우 이러한 일관성 매개변수가 필수적이라는 점을 언급하는 것이 중요합니다.

신뢰성 이유로 비아 패드 치수와 홀 직경을 줄일 수 없습니다. IPC 2221A 범용 표준에서 제안한 대로 패드 크기를 0.55~0.60mm로 제한합니다.

3. HDI PCB 제조 공정의 중요한 핵심 사항

개구부(아페르처)

HDI PCB 제작 공정에서 고려되는 핵심 매개변수 중 하나는 개구부 비율입니다. 이 비율은 관통 홀과 블라인드 홀을 설계할 때 고려해야 합니다. 일반적으로 구식 기계식 드릴러를 사용할 때 관통 홀 개구부는 약 0.15mm이며, PCB 보드 두께와 개구부 비율은 최소 8:1이어야 합니다. 그러나 레이저 드릴러를 사용할 때는 레이저 홀 개구부를 3~6mm 사이로 설정하고 최대 1:1의 개구부 비율을 권장합니다.

스택(적층)

온도 및 압력과 같은 다양한 요인이 스택업 공정 중에 PCB 보드에 영향을 미칩니다. 스택업 공정의 출력 보드가 대칭적이지 않아 보드에 응력이 고르게 분배되지 않으면, 한쪽에서 휨(warpage)이 나타나 보드 수율을 감소시킵니다. 그 결과, 설계자는 비대칭 스택업 공정 설계와 구멍의 불균등한 분배를 고려해야 합니다.

공정 흐름

HDI PCB와 일반 PCB 간의 공정 흐름에 관해 많은 유사점을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 6레이어 2스택 HDI PCB의 공정 흐름은 드릴링 홀 순서를 제외하면 일반 PCB와 동일합니다. 레이저 드릴링 공정에서 고온에서 홀 벽을 태워 블라인드 홀을 HDI PCB 보드에 형성합니다. 2레이어 HDI PCB의 경우 블라인드 홀을 전문적으로 도금하고 채우므로 공정이 비쌉니다.

4. HDI PCB에 적합한 재료 선택 방법

PCB에 사용하는 더 얇은 재료가 최종 제품이 될 수 있습니다. 재료가 중요한 요소가 될 수 있기 때문입니다. 최종 제품의 요구 사양에 따라 HDI PCB 제조에서 다양한 재료를 다룰 수 있습니다.

사용하는 필수 재료는 만들고자 하는 제품 유형에 따라 FR4, 금속, 유리 섬유 등이 될 수 있습니다. HDI PCB 표면 마감으로는 ENIG, HASL, 침지 주석, 침지 은, 금 중에서 선택할 수 있습니다. 매끄러움과 유연한 납땜성 때문에 ENIG를 권장합니다.

5. HDI PCB 제조사에서 찾아야 할 것

복잡한 보드를 고품질로 제작하는 데 필요한 모든 요구 사항을 충족할 수 있는 HDI PCB 제조사를 선택하는 것이 필수적입니다. HDI PCB 제작은 복잡한 공정이며, 고품질 제품 제공에 전념하는 고다층 기술을 보유한 제조사를 항상 찾아야 합니다.

WellPCB는 HDI PCB 제조에서 경쟁 우위를 제공합니다. 귀사의 HDI PCB에 대해 빠르고 신뢰할 수 있는 견적을 신속하게 제공합니다. 오랜 평판을 가진 경험 많은 HDI PCB 제조사로서, 설계 단계부터 공정의 최종 단계까지 혁신적인 제안을 제공합니다. WellPCB에서 우리 엔지니어링 팀은 최소한의 결함을 가진 고품질 PCB로 뛰어난 최종 제품을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사의 PCB 제조 서비스에 대해 더 알아보세요.

6. 글로벌 HDI PCB 시장 전망

PCB 제조사들은 수년간 HDI PCB에 상당한 노력을 기울여 왔으며, 2017년에 9,500백만 달러의 시장 가치를 보고했습니다. 전문가들은 2025년까지 22,000백만 달러에 도달할 것으로 예상하며, CAGR은 11%입니다.

스마트폰과 초소형 기능의 모바일 미디어 장비의 등장으로, 반도체 장치는 폼 팩터가 줄어들면서 핀 카운트를 지속적으로 늘리고 있습니다. 생산 연도 2020년까지 고속 I/O 단자 핀아웃의 수는 플립칩당 4,000핀아웃을 초과할 것이며, 이에 따라 어레이 영역에서 초미세 피치가 필요합니다. 그러나 대부분의 중국 PCB 공급업체는 ITRI가 정의한 패키징 로드맵을 제공할 것입니다. 운송 업체에 직접 연락하세요.

이러한 핀아웃 숫자는 IC 트렌드가 무어의 법칙을 계속 따름에 따라 더욱 증가할 것입니다. 이러한 칩의 패키징은 비용과 제품 성능 측면에서 도전이 될 것입니다.

현재 시장에서 사용 가능한 대부분의 패키징 공정 기술은 HDI 공정에 의존하며, 안정적인 제조 수율을 위해 최소 라인 폭/간격 100um이 보장됩니다.

결론

기판 또는 PCB의 상호 연결 밀도를 높이는 가장 일반적인 관행은 금속 레이어 수를 늘리고 유전체 재료와 금속화의 총 두께를 제어하여 최종 제품의 더 작은 크기를 얻는 것입니다. HDI PCB는 작은 치수의 PCB에 구현해야 하는 복잡한 회로에 가장 적합한 선택입니다.