2+N+2 PCB 스택업 디자인을 위한 HDI 보드

HDI 설계에서 다른 고급 PCB와 마찬가지로 성공은 올바른 스택업 설계에서 비롯됩니다. 이것은 신호 및 전력 무결성 측면에서 분명히 사실이지만, 제조 측면에서도 중요합니다; 사용하는 HDI PCB 스택업은 보드를 구축하기 위해 필요한 일련의 표준 처리 단계에 부합해야 합니다. IPC-2226 HDI PCB 표준에 따르면, 여러 종류의 표준화된 HDI PCB 스택업이 있습니다.

중간 핀 수, 고밀도 BGA 구성 요소로 라우팅을 지원하는 데 사용되는 일반적인 HDI 스택업은 HDI 보드용 2+N+2 PCB 레이어 스택입니다. 이 스택업은 여러 HDI 레이어와 전통적인 내부 레이어를 사용하여 레이어 스택을 구축하기 위해 순차적인 적층을 사용합니다. 이 글에서는 이 스택업에 대해 더 탐구할 것이며, HDI PCB에서 사용되는 다른 고급 스택업과 어떻게 관련되어 있는지도 살펴볼 것입니다.

HDI용 2+N+2 PCB 스택업에 대하여

IPC-2226 표준(타입 III로 알려짐)에 정의된 2+N+2 PCB 층 구조는 아래와 같습니다. 이 다이어그램은 스택업의 상단/하단 부분에서 순차적인 적층 수와 이 PCB 스택업의 구축 과정을 보여주기 위해 층 스택의 폭발도입니다. 상단 층은 HDI 라우팅 층으로, 스택업 내부 층에 접근하기 위해 얇은 유전체에 마이크로비아를 사용합니다. 2+N+2에서 "2"는 PCB 스택업에서 두 개의 상단 HDI 층을 내부 층 섹션에 적층하기 위해 두 번의 순차적 적층 단계가 필요함을 의미합니다.

i+N+i PCB 스택업

일반적으로, 이 구조는 외부 섹션이 순차적으로 적층된 i개의 레이어로 구성되어 있고 마이크로비아로 연결된 i+N+i 스택업으로 알려져 있습니다. 레이어 스택의 내부 부분은 상단과 하단에서 외부 섹션과 매립 비아로 연결되며, 매립 비아 부분(코어 비아라고 함)은 다른 내부 레이어와도 연결됩니다. 스택업의 외부에 순차적으로 적층된 레이어의 수는 제작소에서 생산할 수 있는 한 어느 정도든 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 3+N+3 및 4+N+4 레이어 스택도 HDI PCB 제작소에서 제공하는 일반적인 옵션입니다.

또한, 이론적으로 N에는 기술적으로 제한이 없지만, 실제로는 외부 레이어의 두께와 총 레이어 수에 따라 제한될 것입니다. 마이크로비아 스택에서 발견되는 신뢰성 문제(아래에서 더 자세히 논의될 예정)는 외부 레이어와 적층하기 전에 내부 레이어를 연결하는 기계적으로 드릴링된 관통 홀을 사용하기 때문에 이 내부 레이어에는 존재하지 않습니다. 이것은 전체 스택업이 구축되면 매립 비아를 형성합니다. 스택업이 구축되면, 표준 드릴링 및 도금 공정을 사용하여 모든 레이어 사이를 가로지르는 관통 홀도 완성된 레이어 스택에 배치할 수 있습니다.

순차적 적층(또는 빌드업)

HDI PCB의 스택업을 구축하는 데 사용되는 표준 공정은 순차적 적층입니다. 효과적으로, 스택업은 각 레이어를 개별적으로 형성한 다음, 최종 적층 단계로 전체 2+N+2 스택업이 형성됩니다. HDI 스택업의 순차적 적층에 사용되는 가장 일반적인 재료 유형은 수지 코팅된 구리(RCC), 특히 금속화된 폴리이미드, 순수 폴리이미드, 주조 폴리이미드입니다. PTFE 및 FR4 라미네이트도 HDI 레이어 스택업에 사용됩니다.

일부 제작소는 순차적 적층으로 생성된 스택업에서 스택된 비아를 사용할 수 없다고 말할 것입니다만, 이 점에 대해 일부 혼란이 있는 것 같습니다. 2+N+2 구조는 코어 비아가 순차적으로 적층된 레이어 중 하나로 확장될 수 있을 정도로 스택된 비아를 지원할 수 있습니다. 혼란은 Type I HDI 스택업(아래 참조)에서 정의된 두 레이어를 걸쳐 스택된 비아를 구현하는 것에서 비롯된 것 같습니다. 대신, 우리는 표면 레이어에서 내부 레이어로 라우팅하기 위해 스킵 비아를 사용하고, 이 레이어 쌍은 코어 비아 레이어에 라미네이트될 것입니다.

• 이 기사에서 HDI 제작 공정에 대해 자세히 알아보세요.

기타 표준화된 HDI 스택업

2+N+2 스택업은 고핀도 핀 수 BGA를 지원하는 가장 인기 있는 HDI 스택업일 수 있지만, IPC-2226 표준에서 정의한 다른 스택업도 있습니다. 이들은 Type I부터 Type VI까지 점차 복잡성이 증가하는 순으로 라벨링됩니다. 이러한 유형의 스택업은 아래에 나와 있습니다:

코어 위(Over-core, Type IV)는 내부 코어 레이어 위에 유전체를 증착하는 것을 포함하며 HDI 스택업 중에서는 덜 흔합니다. 가장 복잡한 것은 Type V/VI로, 모든 레이어 상호연결(Every Layer Interconnect, ELIC)로 더 잘 알려져 있으며, 스택업 전체에 걸쳐 적층/교차된 마이크로비아가 배치됩니다.

• 이 기사에서 ELIC에 대해 더 알아보세요.

이 중에서 Type I부터 Type III(2+N+2)이 가장 흔합니다. 그러나 일부 제조업체는 능력이나 수율 문제로 인해 2+N+2나 3+N+3 스택업을 초과하는 것을 피하도록 권장할 것입니다. 그들은 대신 각 레이어에 필요한 모든 트레이스를 맞추고 고핀도 핀 수 BGA에 접근하기 위한 팬아웃 전략에 집중할 것을 권장할 것입니다. 저는 이에 동의하지만, 4+N+4 스택업이 필요한 경우라면 ELIC를 지원하는 제조업체를 찾을 것입니다.

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