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HDI 플렉스-리지드 PCB에서 베리드/블라인드 비아 필수 가이드

1980년대 고신뢰성 군사 장비 최초 사용 이후 플렉스-리지드 PCB는 하이테크 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 현재 플렉스-리지드 보드는 PCB 업계 연구 핫스팟 중 하나가 되었습니다. 리지드 보드 지지 기능과 플렉스 보드 고밀도 및 유연성 기능을 결합하여 플렉스-리지드 보드는 다양한 조립 조건 하에서 3D 조립을 완료할 수 있으며 전자 제품 경량화, 박형화, 소형화 요구사항을 충족합니다. 따라서 플렉스-리지드 보드는 넓은 적용 분야를 누립니다.

대부분 플렉스-리지드 보드에는 베리드 비아(buried via)와 블라인드 비아(blind via)가 있습니다. PCB 유형 선택 시 베리드/블라인드 비아 포함 플렉스-리지드 보드 선택 기회가 많으므로 견적 전 이에 대해 아는 것이 필요합니다.

플렉스-리지드 보드 장점과 이점

요즘 플렉스-리지드 PCB는 휴대용, 의료, 군사 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 모든 PCB 유형 중 플렉스-리지드 PCB가 가혹한 적용 환경에 가장 강한 내성을 가지므로 적용 분야가 더 넓어질 것입니다. 유연성 덕분에 3D 적용으로 공간 크기와 시스템 무게를 최소화할 수 있습니다.

플렉스-리지드 보드 설계 측면에서 블라인드/베리드 비아와 고밀도 상호 연결(HDI) 요구가 주요 트렌드가 되었습니다. 플렉스-리지드 PCB 유형이 많으므로 다음 내용은 6층 비대칭 플렉스-리지드 보드를 예로 들어 설명합니다.

정교한 재료 준비

6층 비대칭 플렉스-리지드 보드 제1층은 플렉스 보드이고 나머지 5개 레이어는 리지드 보드입니다. 라인 폭 간격 0.1mm이며 리지드 및 플렉스-리지드 영역에 많은 블라인드/베리드 비아 존재합니다. 기본 재료는 표 1과 같습니다:

레이어 3, 4 레이어 2, 5, 6 구리 박막 레이어 1(플렉스)
FR-4 양면 구리 내층 구리 박막(단면 브라우닝) 캘린더링 PI 단면 구리 클래드 플레이트

플렉스-리지드 보드 박리(delamination) 쉬운 발생 때문에 플렉스-리지드 연관 부분 프리프레그(prepreg)로 아크릴산 접착제를 선택하여 점착성 요구사항 충족해야 합니다. 리지드 레이어에는 노플로 본딩 프리프레그(no-flow bonding prepreg) 선택합니다. 표 2는 노플로 본딩 프리프레그 특성을 보여줍니다.

시험 항목 단위 동작 조건 성능 지수
표준값 보호값
수지 흐름량% / mmTPC TM650 2.3.17.23.0 미만 / 1.0 미만3.0 미만 / 2.0 미만
유리 전이 온도°CDSC / TMA160 / 140160 초과 / 155 초과
CTE x축 / y축 / z축10⁻⁶/°C상온~Tg15 / 13 / 6020 미만 / 15 미만 / 80 미만
z축 팽창%5°C~260°C4.54.0 미만
난연성UL94 / (C-96/20/65)+(C-96/40/90)V-0 / 0.010-0.015V-0 / 0.025 미만
솔더 플로트(260°C)sA180 초과120 초과
박리 강도kgf/cmA1.4-1.61.43 초과
굴곡 강도kgf/mm²A40-5032.7 미만
수분 흡수%A0.01-0.140.20 미만

블라인드/베리드 비아 기술

적층 방법(Lamination Method)

두 가지 적층 방법 유형이 있습니다: 원스텝 적층(one-step lamination)과 스텝바이스텝 적층(step-by-step lamination). 원스텝 적층은 모든 내층을 한 번에 적층하는 과정을 의미합니다. PCB 제조 시간 단축과 저비용이 이 방법 장점입니다. 그러나 적층 과정에서 커버 플레이어 위치 잡기 어렵고 적층 결함, 박리, 내층 변형이 PCB 에칭 전까지 발견되지 않습니다. 반대로 스텝바이스텝 적층은 각각 플렉스 레이어 적층과 리지드 레이어 적층을 의미하며 커버 레이어 위치 잡기 어려움과 내층 그래프 오프셋 감소시키고 적층 결함 적시 발견 가능하여 리지드와 플렉스 보드 재료 특성 최대한 활용합니다. 그러나 원스텝 적층 대비 스텝바이스텝 적층은 더 많은 작업 절차, 시간 소모, 보조 재료 필요로 비용 증가합니다.

재료(Material)

블라인드/베리드 비아 포함 플렉스-리지드 보드에는 품질 보장과 높은 정렬 정확성을 위해 스텝바이스텝 적층 사용 권장됩니다. 내층 적층 먼저 진행하고 내외층 적층 진행합니다. 실리콘 고무를 적층 재료로, PET 이형 필름을 몰드 클리너로 두 적층 모두에 사용합니다.

드릴 기술(Drill Technique)

이 유형 6층 비대칭 플렉스-리지드 보드에 NC 드릴링과 레이저 드릴링 각각 두 번 필요하며 블라인드 비아 드릴링에 UV 드릴링 사용됩니다. UV 드릴링은 비교적 복잡한 조작의 첨단 기술이므로 PCB 업체에서 추가 합리적 비용 보통 요구합니다.

플라즈마 세정(PLASMA Cleaning)

플라즈마 세정은 플렉스-리지드 보드 비아 벽 오염물 제거에 사용됩니다. 플라즈마 세정은 고활성 상태 플라즈마가 아크릴산, 폴리이미드, 에폭시, 유리 섬유와 기체-고체 반응 생성하는 과정을 따릅니다. 생성된 가스와 반응하지 않은 플라즈마는 에어 펌프로 제거됩니다. 이는 복잡한 물리화학 반응입니다. 요약하자면, HDI 플렉스-리지드 PCB 베리드/블라인드 비아 관련 이 모든 것들을 견적 전 알아야 하는 이유는 이 모든 것들이 비용, 시간 소모, 제품 성능과 밀접하게 연결되어 있기 때문입니다.

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산업기술

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