Chatting Ultra HDI: Chrys Shea, PCB 소형화 및 앞으로의 도전

OnTrack Podcast의 이 에피소드에서, 호스트 기술 컨설턴트 Zach Peterson은 Shea Engineering의 대표 Chrys Shea와 함께 Ultra HDI의 혁명적인 세계를 탐험합니다. 두 사람은 PCB 솔더링과 소형화의 미래를 공개하며 앞으로의 복잡한 도전과 지평선 너머의 돌파구에 대해 조명합니다. Chrys는 그녀의 전문 지식으로 유명하며 솔더링을 위한 테스트 차량 개발과 Ultra HDI 조립의 복잡성을 탐색하는 데 있어 귀중한 통찰력을 공유합니다. 이 대화는 전자 제조의 미래를 형성하는 최첨단 발전에 대한 깊은 이해를 약속합니다.

Chrys Shea가 제시하는 전문가 지도와 혁신적인 전략을 놓치지 마세요. 그녀는 SMT 조립 및 PCB 설계 분야에서 선도적인 목소리입니다.

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주요 하이라이트:

• Shea Engineering의 대표인 Chrys Shea의 소개, 특히 Ultra High-Density Interconnect (UHDI)에 초점을 맞춘 솔더링을 위한 테스트 차량 개발에 대한 그녀의 참여에 대해 논의합니다.
• 결함 해결 및 DFM (제조를 위한 설계) 고려 사항 측면에서 특히 사전에 계획을 갖는 것의 중요성에 대한 논의.
• SMT (표면 실장 기술) 조립 공정 엔지니어로서의 Chrys Shea의 배경과 솔더링을 전문으로 하는 독립 컨설팅으로의 전환.
• 솔더 페이스트 인쇄를 위해 개발된 테스트 차량의 개요와 BGAs, QFNs, 그리고 더 작은 패시브들을 포함한 다양한 솔더링 공정 및 구성 요소 크기에 맞게 진화한 내용.
• UHDI 조립을 위한 새로운 테스트 차량의 소개, 증가된 밀도와 스텐실 인쇄에서의 오프-액시스 배치 및 선단 효과와 같은 도전 과제를 강조합니다.

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• 미니어처화 및 Ultra HDI 기술을 위한 조립 공정에 대해 배우려면 이 기사를 읽어보세요
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대본:

Zach Peterson: 계획이 뭐죠? 계획이 있는 건가요, 아니면 그냥 실험을 좀 해보고 무슨 일이 일어나는지 보는 건가요?

Chrys Shea: 그건 공정 엔지니어를 때려서 결함을 줄일 때까지 하는 거죠. 제가 생각하기에 DFM 신봉자로서의 핵심은 디자이너들과 미리 토론을 해서 무엇을 기대해야 하는지 알아내는 겁니다.

Zach Peterson: 여러분, 안녕하세요. Altium OnTrack 팟캐스트에 오신 것을 환영합니다. 저는 진행자 Zach Peterson입니다. 오늘은 Shea Engineering의 대표인 Chrys Shea와 이야기를 나눌 예정입니다. Chrys는 솔더링을 위한 테스트 차량 개발에 참여하고 있습니다. 그녀가 하는 일과 UHDI와 관련된 일들에 대해 배우고 싶어서 매우 기대가 됩니다. Chrys, 오늘 함께해주셔서 감사합니다.

Chrys Shea: Zach, 저를 초대해주셔서 감사합니다. 이 기회를 정말 감사하게 생각합니다.

Zach Peterson: 절대적으로요. 여기 계셔서 기쁩니다. 저는 여러 번 말했듯이, DFM을 넘어 제조가 어떻게 이루어지는지 조금 더 배우려고 노력해왔으니, 이번이 정말 기대됩니다.

Chrys Shea: 훌륭합니다. 저는 대학원에서 DFM을 공부했으므로, 지난 35년이나 40년 동안 Boothroyd Dewhurst의 제자였습니다. 저는 이 분야를 정말 좋아합니다.

Zach Peterson: 멋집니다. 그렇다면, 당신이 하는 일에 대해 말씀해주실 수 있나요?

Chrys Shea: 저는 1990년부터 SMT 조립 공정 엔지니어로 일해왔으므로, 25밀 피치에서 구리 기둥에 이르기까지, 정말 멋진 여정이었습니다. 업계에서 처음 20년 동안 대략 10년은 사용자 측에서 조립 라인과 NPI 라인을 운영하고 DFM을 하며, 다음 10년은 공급업체 측에서 재료와 새로운 공정을 개발하는 일을 했습니다. 그리고 거의 16년 전, 이제 거의 16년이 되어가지만, 독립 컨설턴트로 나서기로 결정했습니다. 그 이후로 독립 컨설턴트로 일해왔습니다. 이제 저는 솔더링의 여왕이라는 별명을 얻었고, 이를 가볍게 여기지 않습니다. 정말 감사하게 생각합니다.

Zach Peterson: 폐하, 이건 흥미롭네요. SMT 솔더링 컨설턴트가 있다는 걸 몰랐습니다. 그게 가능한 일인지도 몰랐어요.

Chrys Shea: 그것은 종류의 틈새 시장입니다. 저는 광고도 하지 않고, 마케팅도 하지 않으며, 판매도 하지 않습니다. 대부분 입소문을 통해 이루어지며, 지금까지 정말, 정말 만족스러웠습니다.

Zach Peterson: 멋지네요. 멋집니다. 자신만의 길을 개척하고 정말 하고 싶은 일을 하며 인정을 받을 수 있을 때 항상 좋습니다.

Chrys Shea: 열정, 납땜 조인트를 만드는 열정입니다. 저는 납땜 조인트를 만드는 것을 사랑합니다.

Chrys Shea: 저는 그것을 느낍니다.

Zach Peterson: 저도 그렇습니다. 제가 보기에 당신이 하는 일 중 하나는 납땜을 위한 테스트 차량을 개발하는 것이 맞나요?

Chrys Shea: 네, 맞습니다.

Zach Peterson: 그리고 최근에 UHDI 조립을 위한 상당히 복잡한 텍스트 차량을 만드는 데 관여했나요?

Chrys Shea: 네, 맞아요. 우리가 그것과 함께 한 일은 몇 년 전, 아마도 다섯, 여섯 년 전에 납땜 페이스트 인쇄를 위한 테스트 차량을 개발했습니다. 우리는 2019년에 그것을 소개했습니다. 그것은 원래 납땜 페이스트 인쇄 테스트용으로 사용되었고 하나의 보드에 25가지 다른 페이스트 테스트를 포함시켰습니다. 그래서 조립자는 반 교대 내에 이것이 올바른 페이스트인지 결정할 수 있습니다. 그리고 모든 것을 등급별로 나열하고 조립 작업에 가장 적합한 페이스트를 선택할 수 있습니다. 또한 무엇을 선택함으로써 어떤 절충이 이루어지는지 알 수 있습니다. 그래서 우리가 단순한 납땜 페이스트 테스트 차량으로 소개한 이후로, 우리는 그것을 페이스트 인쇄, 스텐실 평가, 새로 나온 나노 코팅 평가, 새로운 유형의 스퀴지 평가, 단단한 보드 지지대가 필요하기 전에 얼마나 얇게 갈 수 있는지 살펴보기, 스텐실을 어떻게 닦는지, 사용할 수 있는 다양한 유형의 용제 등 인쇄에 사용했습니다. 그런 다음 배치로 넘어가서, 이것은 01005와 008004 조립 프로세스 개발에 사용되었습니다. 그리고 여러분이 자재 목록을 볼 때 우리 모두가 오-오, 008004라고 말하는 것처럼, 저는 오-오라고 말합니다. 우리는 또한 0.4 밀리미터 BGA 기능을 증명하는 데 사용했습니다. 그리고 최근에 피드백을 받은 흥미로운 것 중 하나는 배치율 검증이었습니다. 왜냐하면 SMT 배치 세계에서 우리는 IPC 표준에 따른 배치율을 가지고 있고 모든 사람이 조금씩 다르게 테스트를 하기 때문입니다. 그래서 이들은 보드를 가져갔습니다. 그리고 우리는 양면 접착 테이프에 접착 테이프를 붙이고 배치한 다음 배치를 검증하는 작업을 합니다. 그래서 우리는 배치율과 배치 위치를 검증할 수 있었습니다. 그런 다음 리플로우로 넘어갈 때. 우리는 하단 종료 구성요소, QFN, 트랜지스터, 그리고 이제 여러분의 전화기에 있는 008004들의 공동 현상을 사용했습니다. 그리고 우리는 많은 설계 규칙을 개발하는 데에도 사용했습니다. 기능 크기에 따른 마스크 대 금속 정의 패드, 사각형 대 원형 패드, 이 작은 패드들을 위한 우리의 조리개 디자인 최적화. 그래서 개인적으로 우리는 그것과 많은 일을 해왔고 많은 대형 CEMS와 OEM들이 그것을 테스트 차량으로 채택하여 사용했습니다. 때때로 그들은 그것을 수정합니다, 페이스트 실험실들이 그것을 사용합니다. 그래서 많은 마일리지를 얻었지만, 원래는 3년에서 5년의 시간 프레임을 위해 설계되었고, 우리는 그 시간 프레임에 도달했습니다. 그래서 그것을 회전시킬 시간이었습니다.

Zach Peterson: 알겠습니다.

Zach Peterson: 그래서 Ultra HDI로 이어지는군요.

Chrys Shea: 그렇죠. 이제 우리가 25밀 라인과 간격까지 내려가면, 분명 몇 가지 도전이 생길 것입니다, 맞죠? 하나는 밀도일 것이고, 다른 도전은 무엇일까요? 패드 크기라고 해봅시다.

Chrys Shea: 패드 크기와 밀도입니다. 두 가지 모두 정확히 지적했네요. 왜냐하면, 좋은 소식과 나쁜 소식을 전한다면, 조립업자에게 좋은 소식은 우리가 008004보다 작은 구성 요소를 아직 가지고 있지 않다는 것입니다. 나쁜 소식은 우리가 그것들을 더 많은 수량과 더 높은 밀도로 포장하고 있으며, 심지어 그 작은 패드 크기조차도 보드에 모두 맞추기 위해 IPC 최소, 최대 재료 조건보다도 더 줄이고 있다는 것입니다. 그래서 Ultra HDI가 조립에 가져오는 것은 단지 더 많은 양의 동일한 도전입니다. 저는 35년 동안 SMT 프로세스 엔지니어였습니다. 제 인생의 세 가지 확실한 것은 죽음, 세금, 그리고 소형화입니다. 35년 동안 계속되어 왔고 계속될 것입니다. 그리고 그것이 우리를, 모르겠어요, 흥미롭게 하고, 고용되게 하며, 영감을 주는 것 같습니다.

Zach Peterson: 이제 이것은 흥미롭습니다. 패드 크기가 줄어들었다고 언급했는데, 그 기준은 IPC 최소치 아래인데 어떤 기준입니까? 7351이라고 생각합니다.

Chrys Shea: 7525입니다.

Zach Peterson: 그렇다면 IPC는 이것을 예상하지 못했나요 아니면 항상 사람들이 무언가를 하고 나서 나중에 표준을 개발하기만 기다리나요?

Chrys Shea: 표준이 경험을 바탕으로 개발되기 때문에, 우리는 표준을 개발하기 전에 경험을 얻어야 합니다. 그것은 종류의 닭과 달걀 문제입니다.

Chrys Shea: 그리고 테스트 보드에서, 잠시 동안만 들어 보여주실 수 있다면, 왜냐하면 화면에 잠깐 나타났기 때문에, 사람들에게 잠깐 보여주고 여기서 무엇을 보고 있는지 설명해주고 싶습니다. 하지만 여기서 보는 것은 많은 다른 구성 요소들이 있는 것 같고, 라우팅은 없지만 많은 다른 구성 요소들을 위한 패드와 모든 것이 자신의 영역에 그리드로 정렬되어 있는 것 같습니다. 여기에 어떤 구성 요소들이 있나요? 정말 작은 SMD 패시브들을 언급했지만, 아마도 QFN들을 위한 자리가 있어 보입니다.

Chrys Shea: 네. 이것들은 05 BGAs 0.5 밀리미터 피치입니다. 이것들은 0.4 밀리미터 BGAs입니다. 조금 보기 어렵습니다. 그리고 옆으로 내려오는 것들은 0.3 밀리미터 BGAs입니다. 그리고 여기에는 우리가 얻을 수 있는 가장 세밀한 피치인 0.4 QFN이 있습니다. 그리고 이것은 우리가 1206들, 0603들, 0402들을 가지고 있었던 레거시 보드였는데, 다음 버전을 위해 모두 제거되었습니다. 우리는 0201들, 0105들, 그리고 우리가 가장 좋아하는 0804들을 가지고 있습니다. 이 보드는 페이스 테스트에는 좋았지만, 새로운 보드가 소형화 수준이나 포장 밀도 수준을 밀어붙이는 방식으로는 그렇게 하지 않았습니다.

Zach Peterson: 좋습니다. 오디오로 듣고 계신 분들은 YouTube로 오셔서 이 보드가 실제로 어떻게 생겼는지 확인해 보시기 바랍니다.

Chrys Shea: 그리고 좋은 사진을 보고 싶다면, sheasmt.com으로 가세요. SMTA 보드에 가면 상단과 하단의 멋진 사진들이 있습니다.

Zach Peterson: 완벽합니다. 여기서 궁금한 것은 우리가 몇 년 동안 상당히 광범위하게 사용된 것 같은 테스트 차량에 대해 이야기하고 있는데, 제조업체가 고용량 또는 고복잡성 제조를 위해 이러한 종류의 보드를 사용하는 것이 얼마나 일반적인가요?

Chrys Shea: 큰 CEM들, 최상위 계층은 모두 자체 내부 테스트 차량을 가지고 있습니다. 2계층 이하는 일반적으로 그렇지 않습니다. 그래서 이 보드를 대략 $30에 구입하는 것은 자신의 생산 보드 중 하나를 사용하는 것보다 훨씬 경제적입니다. 그리고 그 디자인에는 실제로 25가지 다른 솔더 페이스트 테스트와 DOE가 포함되어 있습니다. 그래서 더 빠르고, 더 저렴하며, 더 효율적입니다. 무엇이 더 좋을까요?

Zach Peterson: 그게 흥미롭네요. 그들이 테스트 차량을 사용하고 있지만, 적어도 품질 관리를 위해서라면 실제 생산 보드 중 하나나 아마도 내부 라우팅이 필요 없기 때문에 생산 보드의 표면 레이어만을 사용할 수도 있겠다고 생각합니다. 그들이 하려고 하는 것이 납땜을 자격을 부여하는 것이라면, 실제로 필요한 것은 패드뿐이 맞나요?

Chrys Shea: 정확히, 정확히요. 그리고 이것들은 실제로 금손가락으로 라우트되어 있습니다. 모든 것이 데이지 체인 구성 요소이며 금손가락으로 라우트됩니다. 그래서 납땜 공정을 증명하기 위해 열 순환 챔버에 넣을 수 있습니다.

Zach Peterson: 알겠습니다, 알겠습니다. 그렇다면, 거의 모든 조립업체가 어느 정도 공정을 증명하기 위해 어떤 종류의 테스트 차량이 필요하며, 그 후에는 고객에게 신뢰성 있게 접근하여, 우리는 0201, 0105를 할 수 있다고 말할 수 있겠군요.

Chrys Shea: 정확히, 정확히요. 그리고 이것은 고객의 보드나 위탁된 보드, 또는 우리가 알다시피 더 높은 비용 범위에 있는 자체의 소형화된 보드보다 테스트 차량에서 하는 것이 훨씬 쉽습니다. 그래서 많은 사람들이 이것을 사용하는 것이 말이 됩니다. 그리고 때로는 계약 제조업체가 얼마나 미세한 피치까지 갈 수 있는지 공정을 평가하기 위해 이것을 사용합니다. 어쩌면 그들은 05 BGA에서 자격을 갖추고 있고, 04에서는 한계에 있으며, 03에서는 능력이 없을 수 있습니다. 그래서 그들이 OEM들과 더 잘 소통할 수 있도록 그들의 능력이 어디에 있는지 또는 어디를 개선해야 하는지 벤치마킹하는 것이 좋습니다.

Zach Peterson: 그래서 이제 새로운 테스트 차량, 새로운 테스트 차량은 정말로 밀도를 새로운 수준으로 끌어올리고 있는 것 같네요, 맞죠? 우리는 이미 008004에 도달했고, 이제는 정말로 작은 공간에 그것들을 밀어넣고 있습니다. 그렇다면 이 새로운 테스트 차량은 어떻게 생겼나요?

Chrys Shea: 제 화면을 공유하겠습니다.

Chrys Shea: 알겠습니다.

Chrys Shea: 여기서 우리가 준비하고 있는 것을 보여드리겠습니다. 지금 저는 이것을 기계적이라고 부르고 있습니다. 왜냐하면 우리는 상위 레이어만 가지고 있고, 내부 레이어에 대한 비전을 공유할 것입니다. 이제 이것을 볼 수 있나요? 이것은 우리의 새로운 SMTA 테스트 차량입니다. 우리는 이제 2.1에서 2.3으로 개정되었습니다.

Zach Peterson: 정말 빠르게 오디오로 듣고 있는 모든 분들을 위해, 우리는 같은 종류의 것을 봅니다. 우리는 보드의 다른 지역에 구성 요소들의 그룹을 가지고 있습니다. 다시 말해, 많은 같은 종류의 구성 요소들처럼 보입니다. 그리고 저는 일부 구성 요소 그룹의 회전도 보이는 것 같습니다.

Chrys Shea: 네. 소형화는 우리가 조립에서 오프-액시스 배치라고 부르는 것을 훨씬 더 많이 가져오고 있습니다. 우리의 배치는 역사적으로 0도나 90도 수평이나 수직이었습니다. 하지만 우리가 더 밀집된 포장으로 들어가면서, 우리는 45도에서 훨씬 더 많은 것을 보고 있고, 여기에는 30도와 60도도 있지만, 우리는 그것들을 보드에 넣지 않았습니다. 그리고 항상 17도만이 맞을 수 있는 그 이상한 각도가 있습니다. 오프-액시스 배치의 문제는 반드시 인쇄나 배치나 리플로우가 아닙니다. 그것들은 여전히 꽤 직선적입니다. 하지만 우리가 이렇게 밀집된 포장과 이 오프-액시스 배치를 가지고 자동 검사를 찾을 때 문제가 발생합니다. 자동 광학 검사는 오프-액시스 배치를 위해 여러 해 동안 개발되지 않았습니다. 그래서 우리는 그림자 문제와 같은 것들을 겪고 있고, 우리는 작은 구성 요소들을 가지고 있습니다. 그래서 이것은 앞으로 우리의 알고리즘을 정제하는 데 도움이 될 것입니다.

Zach Peterson: 알겠습니다, 알겠습니다. 그렇다면 이 보드에는 어떤 종류의 것들이 있나요? 위쪽을 따라서 우리는 몇몇 BGAs를 가지고 있는 것 같습니다.

Chrys Shea: 네. 왜 이런 레이아웃이 우리에게 조금 이상하게 보이는지 설명해 드리겠습니다. 스텐실 인쇄에서 솔더 페이스트를 찍을 때 우리가 '선단 효과(leading edge effect)'라고 부르는 상황이 있습니다. 스텐실 스퀴지(squeegee)의 스트로크 방향으로 첫 몇 개의 패드는 항상 엄청난 변동성을 가지고 있으며, 세 번째나 네 번째 줄의 패드보다 훨씬 더 많습니다. 그 이유는 우리가 그 페이스트를 굴리고 충분히 잘라내야 하는데, 첫 몇 줄을 칠할 때까지 충분히 잘라내지 못하기 때문입니다. 그래서 우리는 선단 효과를 문서화했습니다. 일부 스텐실 프린터 회사들은 이를 극복하기 위한 기능을 도입했습니다. 하지만 여기서 우리가 하는 일은 BGAs를 교대로 배치하고 앞쪽에 더미 패드를 넣어 선단 효과를 절대적으로 정량화하는 것입니다. 그리고 한 번 정량화하면, 스텐실, 스퀴지, 기계 변수를 통해 이를 해결할 수 있습니다. 그래서 이것이 우리가 선단 효과에 정말로 집중할 수 있는 첫 번째 테스트 차량입니다. 그래서 여러분은 우리가 선단에 배치할 04 BGAs의 1, 2, 3, 4를 보게 될 것입니다. 그리고 우리는 이 세 개를 오프셋하고 더미 패드를 추가했습니다. 그리고 우리가 이것을 인쇄할 때 볼 것은 이 장치의 A1 행이 그 장치의 A 행보다 훨씬 더 잘 인쇄될 것입니다. 얼마나 더 잘인지? 이것을 실행하기 시작할 때 알게 될 것입니다.

Zach Peterson: 제가 할 수 있다면, 더 잘 인쇄된다고 할 때, 정확히 무엇을 의미하나요?

Chrys Shea: 인쇄의 핵심은 변동성을 줄이는 것입니다.

Zach Peterson: 알겠습니다, 좋아요.

Chrys Shea: 우리가 솔더 페이스트 예금 볼륨을 볼 때, 우리는 모든 것이 평균의 10% 이내에 있기를 원합니다. 우리는 이것을 변동 계수라고 부릅니다. 그것은 우리의 공정이 통제되고 있다는 것을 의미합니다. 평균의 15%를 초과하는 변동이 발생하면, 우리의 공정이 통제를 벗어났다는 것을 의미합니다. 이렇게 작은 작업을 할 때, 우리는 우리의 공정이 통제되어야 합니다.

Zach Peterson: 물론이죠. 그래서 이 BGAs의 최상단 행은 침착 방향을 따라 가장 먼저 맞을 것입니다.

Chrys Shea: 네.

Zach Peterson: 그래서 더 나은 것은 그 행이 다른 모든 행과 훨씬 더 비슷해 보인다는 것을 의미합니다. 네, 그래서 우리가 화면에 보이는 것은 몇 개의 그래프입니다. 우리는 막대 그래프와 BGAs의 선단 효과로 인한 변동을 정량화하는 것 같은 선 그래프를 가지고 있습니다.

Chrys Shea: 정확히 그렇습니다. 그리고 이것은 이전 버전의 보드에서 0.4 밀리미터 BGAs에 대한 것이었습니다. 이제 우리에게 새로운 버전이 있으니, 이것은 갑자기 오래된 것이 되었습니다. 그리고 여러분은 솔더 페이스트 침착 때 1행이 2행이나 3행보다 조금 가벼웠다는 것을 볼 수 있습니다. 이것은 다른 와이프들과 함께였지만, 또한 1행의 변동을 보면, 최고조차도 통제를 벗어났습니다. 우리는 약 18%였습니다. 이것은 25% 변동, 이것은 30% 변동입니다. 3행으로 내려가면, 우리는 거의 다시 통제 상태로 돌아갑니다. 우리는 10보다 적은 것을 원하며, 15보다 적은 것도 괜찮습니다. 그래서 우리는 여기에 녹색과 노란색 점들을 가지고 있습니다. 그래서 이것은 정말로 첫 번째 행이 통제를 벗어났다는 것을 보여줍니다. 예금의 차이가 너무 큽니다. 그리고 우리는 첫 번째 행에서 주로 오픈이나 숏, 대부분 오픈으로 끝날 것입니다. 3행에 도달하면, 우리는 정말 좋은 상태입니다.

Zach Peterson: 그래서 여기서 디자이너에게 전하는 메시지는 기본적으로 "이봐, 디자이너, 당신은 그 인쇄 방향을 따라 최소한 두 줄의 더미 패드를 추가해야 합니다"라고 말하는 것입니까? 아니면 이것은-

Chrys Shea:오, 제가 할 수만 있다면요.

Zach Peterson: 이것은 조립업자가 사후에 들어와서 해야 하는 것입니까? 왜냐하면 저는 정말 복잡하고 밀도가 높은 보드가 들어와서 검토되고 누군가가 "이봐, 디자이너, 여기에 이 패드들을 추가해야 해"라고 말하는 상황을 상상할 수 있기 때문입니다. 오, 죄송합니다, 그 말은 이제 이 50개의 구성 요소가 밀리미터 단위로 뒤로 밀려나야 한다는 것을 의미하는데, HD... 즉, 표준 복잡성 영역에서조차도 당신에게 게임 체인저가 될 수 있습니다.

Chrys Shea: 네, 네. 물어볼 수는 있지만, 얻을 수 없다는 걸 알고 있어요. 그래서 우리가 인쇄 분야에서 하는 일은, 물건들이 밀집됨에 따라, 우리는 점점 더 많이 목격하기 시작했습니다. 이것은 적어도 10년 동안, 공정 엔지니어의 전설이었다고 할까요. 그리고 이제 우리는 점점 더 많이 보고 있습니다. 그래서 이제 우리는 점점 더 많이 테스트하고 있습니다. 패드를 추가할 수는 없어요. 아, 만약 할 수 있다면 좋겠어요. 우리가 하는 일은 스퀴지 속도를 높여서 인쇄 영역에 도달할 때까지 조금 더 많은 전단력을 얻거나, 스퀴지를 인쇄 영역에서 더 멀리 이동시켜 조금 더 많은 움직임을 얻고 조금 더 많은 전단력을 얻는 것입니다. 그리고 실제로 아직 공유할 수 없지만, 그 문제에 대한 해결책이 여기에 있어요. 만약 그냥 닫으면, 특허를 낼 수 없을 거예요. 그래서 조금 있다가 이야기하겠습니다.

Zach Peterson: 알겠습니다. 알겠습니다. 그 특허를 받은 후에, 꼭 다시 와서 이야기해 주세요. 분명히 흥미로울 것 같아요.

Chrys Shea: 알겠습니다.

Zach Peterson: 테스트 차량에서 주목한 것 중 하나는 그 BGA들이었습니다. 대부분의 중앙 영역은 테스트 차량에서 파내어졌고 패드가 없습니다. 하지만 대부분의 BGA 구성요소를 보면, 실제로 패키지의 전체 하단을 패드로 채웁니다. 그렇다면 왜 테스트 차량은 중앙의 사각형 패드가 생략된 채로 설계되었나요?

Chrys Shea: 그것은 우리가 더미 구성요소를 사용하기 때문에 그렇게 설계된 것입니다. 이 더미 구성요소가 어떻게 설계되었는지 믿어주세요. 주변에 세 줄이나 실제로는 네 줄이 있는 것을 볼 때, 그것만으로도 우리가 다룰 수 있을 만큼 충분합니다. 여기 03 BGA를 보면, 밀도가 훨씬 더 높고 중앙의 iOS에서도 패드를 볼 수 있습니다.

Zach Peterson: 알겠습니다. 그럼 제가 잘못된 BGA를 보고 있었군요.

Chrys Shea: 글쎄요, 우리는 모든 종류의 BGA를 봅니다. 그것은 달라집니다. 하지만 우리의 목적을 위해서는, 전기적 연속성을 보여주고 싶기 때문에, 우리는 데이지 체인이 있는 것을 사용해야 합니다.

Zach Peterson: 네, 매우 흥미롭습니다. 그리고 여전히 가장자리를 따라 금손가락도 가지고 있다는 것을 봅니다.

Chrys Shea: 네. 네. 대부분의 이 구성요소들은 금손가락으로 라우팅되는 단일 데이지 체인을 가지고 있습니다. 왜냐하면 이것들은 매우 도전적이기 때문에, 실제로 두 개의 데이지 체인을 가지고 있습니다. 하나는 외부 배열 또는 주변 배열을 위한 것이고 하나는 내부 배열을 위한 것입니다. 왜냐하면 우리가 하는 일은 이것들을 챔버에 넣고, 열 사이클을 거치고, 저항을 모니터링하며, 접합부가 깨지는 것을 예측할 수 있기 때문입니다.

Zach Peterson: 정말요?

Chrys Shea: 네.

Zach Peterson: 알겠습니다, 실시간으로 저항을 관찰함으로써요.

Chrys Shea: 네, 네. 왜냐하면 균열이 접합부를 통해 전파됨에 따라, 전기를 전도하는 단면적이 작아지기 때문입니다-

Zach Peterson: 줄어들기 시작합니다.

Chrys Shea: 그리고 거기서는 고등학교 물리학으로 돌아갑니다.

Zach Peterson: 알겠습니다, 이해됩니다. 그러니까 이건 표면의 접합부에만 해당되는 거죠, 맞나요? 내부 기능 같은 건 아니고, 마이크로비아 같은 건 아니죠.

Chrys Shea: 아니요, 그렇지 않습니다. 하지만 당신이 막 언급한 것이 바로 이 재설계의 아름다움과 데이지 체인을 사용하는 것입니다. 우리가 이것들을 데이지 체인으로 연결할 때, 모든 연결이 지금 상단 레이어에 있고 다른 연결은 구성요소 내부에서 이루어진다는 것을 볼 수 있습니다. 이 보드에 대한 제 비전은, 우리가 비아와 패드를 뚫고, 일부 블라인드 비아를 넣고, 내부적으로 연결하고 심지어 일부 매립된 비아를 통해 다시 패드로 올라오는 것입니다. 그래서 이 작은 트레이스 하나가 이것들을 연결하는 대신에, 우리는 실제로 뚫고, 보드의 내부를 통과하고 다시 올라와서 표면을 대체할 것입니다.

Zach Peterson: 맞아요. 오디오로 듣고 계신 분들을 위해 말씀드리자면, 우리는 인접한 패드를 연결하는 작은 트레이스를 가지고 있습니다. 하지만 여러분이 말씀하신 것은 트레이스를 없애고, 패드 안에 마이크로비아를 넣자는 거죠.

Chrys Shea: 정확합니다.

Zach Peterson: 그리고 아마도 맹목적이고 묻힌 마이크로비아를 패드 안에 쌓을 수도 있겠군요.

Chrys Shea: 네. 그렇죠, 그렇죠, 그렇죠, 그렇죠, 그렇죠. 세상은 우리의 굴입니다. 우리는 모든 종류의 것들을 시도해볼 수 있습니다. 이상적으로는, 한 테두리에 하나의 연결 유형을 배열로 시도해보고, 다음에는 다른 유형, 그 다음에는 또 다른 유형을 시도하고 싶어요. 왜냐하면 그렇게 하면 우리가 어디에서 오픈이 발생하는지 찾기가 더 쉬울 테니까요.

Zach Peterson: 맞아요. 그러면, 아마도 누군가는 보드를 따라서 단지 한 줄을 잘라내야 할 필요가 있을 거라고 생각할 수도 있겠군요, 마이크로 섹션을 위해서요.

Chrys Shea: 네, 네.

Zach Peterson: 알겠습니다. 그래서 이제, 예를 들어, 쿠폰의 단일 부분에 내장된 25가지 다른 마이크로 섹션 테스트를 가지고 있다고 합시다.

Chrys Shea: 멋지지 않나요?

Zach Peterson: 네, 네. 정말 멋집니다.

Chrys Shea: 우리가 하는 일 중 하나는 이 테스트 차량에 많은 DOE와 탐색 기회를 설계하는 것입니다.

Zach Peterson: 맞춤형 테스트 차량에 대한 요청을 받기도 하나요?

Chrys Shea: 네, 받습니다. 여기 SMTA의 로고가 있는 걸 보니, 예를 들어 Lockheed Martin이 자신들만의 테스트 차량을 원한다고 상상해보세요. Raytheon이 자신들만의 테스트 차량을 원합니다.

Chrys Shea: 저는 원래 테스트 차량에 대해 여러 조립업체와 함께 일했습니다. 그들이 맞춤화를 원할 때, 우리는 그것을 할 수 있습니다. 그리고 여기 이 큰 빈 공간을 보시면, 우리는 그것을 '그린 에이커스'라고 부릅니다.

Zach Peterson: 그린 에이커스. 알겠습니다.

Chrys Shea: 그린 에이커스. 그래서 우리는 거기에 누구든지 원하는 것을 넣을 수 있습니다. 보드에 있는 SMT 로고, 우리는 로열티 계약을 가지고 있습니다. 우리 보드의 구매 가격의 10%가 SMTA에 기부되어, 다음 세대 엔지니어를 위한 직업 개발과 학생 젊은 전문가를 지원합니다. 그래서 우리는 이것이 자랑스럽습니다. 왜냐하면 우리는 젊은 아이들을 키우는 것을 사랑하기 때문입니다.

Zach Peterson: 네, 네. 저는 그것이 매우 중요하다고 생각하고, 그것을 하고 계신다는 것이 정말 좋다고 생각합니다. 또한 왼쪽에, 다시 한번, 오디오로 듣고 계신 분들을 위해, 이 보드에서 메인 보드로부터 분리된 섹션이 있는 것처럼 보이는데, 여기에 몇 개의 마우스 바이트를 사용하고 있습니다. 이 테스트 보드에 이 다른 분리 섹션이 왜 있는 건가요?

Chrys Shea: 이것은 정말 멋집니다. 표면 설치 저항은 특징 크기가 줄어들고 바이어스가 증가함에 따라 점점 더 중요해집니다. 간단히 말해서, 표면 절연 저항은 여러분의 플럭스 잔류물이나 남아 있는 어떤 잔류물의 전도성입니다. 우리가 고속 신호를 사용할 때, 우리는 많은 크로스토크를 얻을 수 있습니다. 우리가 염분, 안개, 이런 것들과 같은 가혹한 환경에 있을 때, 특히 습한 환경에서는 수지상 성장을 얻을 수 있습니다. 그래서 우리는 표면 절연 저항에 대한 몇 가지 IPC 테스트 쿠폰 디자인을 가지고 있지만, 그것들은 우리 산업의 10년에서 15년 전을 나타냅니다. 이제 우리가 소형화와 25 마이크론 공간 및 트레이스로 들어가면서, 우리는 우리의 SIR 통신을 재고해야 합니다. 그래서 우리가 한 것은 보드 양쪽에 일부 개발적인 표면 절연 저항 테스트를 위한 공간을 예약한 것입니다. 그리고 이쪽에서는 볼 수 없지만, 이 탭의 뒷면은 SIR 챔버에 꽂을 수 있도록 금손가락 처리되어 있어서, 우리가 열, 습도, 그리고 다양한 바이어스 아래에서 그것들을 실행하고 연속성을 모니터링하며 단락이 발생하는 시점을 볼 수 있습니다.

Zach Peterson: 알겠습니다. 완벽하게 이해했습니다. 심지어 제 마음속에서도, 패드 안에 마이크로비아를 시작하면, 그것도 자체적으로 분리 가능한 영역이 될 수 있다고 상상하고 있었습니다. 그렇게 하면 나머지는 그대로 두면서 그 부분만 마이크로 섹션할 수 있게 됩니다.

크리스 셰아: 네, 네, 할 수 있습니다. 정말로요.

잭 피터슨: 알겠습니다. 많은 의미가 있네요. 그래서 저는 UHDI 패키징 용량이 국내로 돌아오면서 많은 팹 하우스들이 새로운 시장을 활용하기 위해 그들의 능력을 업그레이드하려고 할 것이라고 생각합니다. 그리고 우리는 이미 그런 조짐을 보고 있습니다. 즉, ASC와 Calumet 같은 곳이 그 방향으로 나아가고 있고, 그들은 아마도 MSAP 또는 SAP를 고급 가공 기술로 삼을 것입니다. 그렇다면 이런 테스트 차량은 이 분야에서 어디에 적용될까요? 마이크로 비아와 패드 부분에서 수직 연결을 제작해야 하는 곳에 적용되나요?

크리스 셰아: 거기에 적용됩니다. 그리고 사실 다른 여러 곳에도 적용됩니다. 여기 이 웨이퍼 레벨 패키지를 보면, 우리는 빼기식 에칭 공정으로 이것들을 만들 수 없습니다.

잭 피터슨: 알겠습니다.

크리스 셰아: 우리는 시도할 수 있지만, 잘 할 수 없을 겁니다. 알겠죠. 이것들은 더하기식이나 반 더하기식으로 만들어져야 합니다. 우리는 ASC와 이런 디자인 요소들에 대해 협력하고 있으며, 앞으로 보드에 훨씬 더 많은 것을 포함시킬 계획입니다.

잭 피터슨: 알겠습니다. 그러니까 이건 단순한 PCB 테스트 차량이 아니라, 실제로는 패키징 테스트 차량이기도 합니다.

크리스 셰아: 네, 네. 내부 Ultra HDI 레이어를 여기에 넣어서 패드 내 마이크로비아, 매립 비아, 눈먼 비아, 쌓인 매립 비아를 확인하는 것을 기대하고 있습니다. 이것은 우리 많은 사람들에게 정말로 교훈적일 것입니다. 우리는 제조 공정만 테스트하는 것이 아니라, Ultra HDI의 생산 수준을 높이기 시작할 때 어떤 것들이 다른 것들보다 더 호환되는지 이해할 수 있도록 다양한 라미네이트 공급업체들로부터 오는 다양한 재료들에 대해서도 이야기하고 있습니다.

잭 피터슨: 네, 재료 쪽을 완전히 간과했네요. 왜냐하면 저는 빌드업 재료가 더 중요해질 것이라는 것을 알고 있었기 때문입니다. 아직도 무엇인가가 나와서 패키징을 위한 Ajinomoto 빌드업 필름을 대체할 것을 기다리고 있습니다. 그래서 이것은 그런 것들을 테스트하기 시작하기에 완벽한 차량처럼 보입니다.

크리스 셰아: 그렇습니다. 그리고 이것은 흥미롭습니다. 왜냐하면 저는 제조에 대해 알기에 충분히 위험한 수준이지만, 저는 정말로 조립에 특화되어 있기 때문입니다. 그래서 이제 저는 제조와 Ultra HDI에 조금 더 발을 담그고 있습니다. 그리고 이것은 저에게는 물론 업계의 거의 모든 사람에게 멋진 학습 경험입니다. 우리가 하려고 하는 일 중 하나는, 이 캡과 저항기들을 확대해 보면, 이것들도 더미 구성요소이고 우리는 이것들을 전기화할 계획입니다. 지금 우리는 조립자가 오옴을 측정하여 모든 조인트가 제대로 되었는지 확인할 수 있도록 테스트 포인트를 가지고 있습니다. 하지만 우리가 하고 싶은 것은 보드 안으로 들어가서 배터리와 몇 개의 LED를 추가하는 것입니다. 그래서 당신의 제조와 조립이 작동하는지 즉시 알 수 있습니다. 이것은 보드에 있는 미니 인-서킷 테스트와 같은 것입니다.

잭 피터슨: 오, 알겠습니다. 그래서 그들은 보드를 가동 상태로 유지하면서 LED를 볼 수 있겠군요.

크리스 셰아: 네. 그것은 당신이 제대로 조립했는지, 또한 제대로 제조했는지 알려줄 것입니다. 저는 정말 좋은 아이디어라고 생각했습니다. 왜냐하면 멀티미터를 가지고 이것들을 오옴으로 측정하기 시작하는 것은 조금 지루하기 때문입니다. 스위치를 누르고 무엇이 켜지는지 보는 것이 훨씬 더 재미있습니다. 어서요.

잭 피터슨: 마이크로비아와 패드로 돌아가서, 어떤 크기를 목표로 하고 있나요? 왜냐하면 0.3 밀리미터 피치까지 내려간다고 언급했으니, 물론 그것은 패드 크기를 더 작게 만듭니다. 마이크로비아와 패드에서 얼마나 작게 가려고 계획하고 있는지 궁금합니다.

크리스 셰아: 그것에 대해 답변하고 싶지만, 제 전문 분야가 아닙니다. 그것은 ASC의 John에게 물어봐야 할 질문입니다.

잭 피터슨: 그래서 그들이 레이저를 선택하고 있고, 얼마나 세밀하게 드릴할 수 있는지 알게 될 거군요.

크리스 셰아: 네, 그들은 확실히 제조 전문가입니다.

Zach Peterson: 물론입니다.

Chrys Shea: 네.

Zach Peterson: ASC 로고가 있는 테스트 차량이 있을 것 같다고 들렸습니다. 그것이 그들의 제작 및 조립을 위한 테스트 보드입니다.

- 네. 사실, Ultra HDI 컨퍼런스에서 ASC가 제작한 이 보드의 초기 프로토타입을 볼 수 있을 겁니다. 그것은 어제나 그저께 도금되었습니다. 그래서 John이 그것을 Ultra HDI 심포지엄에 가지고 갈 겁니다. 와우, 우리는 그에 대해 이야기하기 위해 그를 초대해야 합니다. 그것은 꽤 흥미로울 것입니다. 알겠습니다.

Chrys Shea: 여기에 추가한 다른 기능들을 보고 싶으세요? 그것들은 조립과 더 관련이 있습니다.

Zach Peterson: 네, 물론입니다. 쇼 앤 텔 세션을 좋아합니다.

Chrys Shea: 좋습니다. 다시 말하지만, 이것들을 '플라워 파워'라고 부릅니다. 왜냐하면 전원이 연결되면 불이 켜지고 꽃처럼 보이기 때문입니다. 만약 우리가 이동한다면-

Zach Peterson: 오, 알겠습니다. 그래서 이것들은 배열인-

Chrys Shea: 캐패시터와 저항기입니다.

Zach Peterson: 네, 캐패시터와 저항기. 그래서 여기에는 최소 캐패시터, 최소 저항기가 있고, 총 여섯 개처럼 보입니다.

Chrys Shea: 네. 그리고 우리는 표준 IPC 풋프린트, 최대 재료 조건 IPC 풋프린트, 최소 재료 IPC 풋프린트를 가지고 있습니다. 이전 연구에서 발견한 것은 표준, 최대, 최소를 비교할 때, 당연히 최대가 최고의 품질 출력을 제공한다는 것입니다. 하지만 미니어처화를 추구한다면, 최대 패드를 사용할 수 없습니다. 이것을 압축해야 합니다. 그래서 우리는 저항기와 캐패시터에 대해 이 세 가지 패드 크기를 비교하는 테스트를 수행했습니다. 그리고 최대는 훌륭하지만, 대부분의 설계에서 실현 가능하지 않습니다. 최대와 표준 사이의 결함률 차이는 최소와 표준 사이의 결함률 차이에 비해 상대적으로 작습니다. 최소로 갈 때, 결함률이 크게 증가합니다. 그래서 우리가 여러 해 동안 결정한 것은 표준이 거의 최선이라는 것입니다. 최대를 위한 공간이 있다면, 이런 작은 부품을 사용하지 않을 것입니다. 그리고 이것이 우리에게 허용할 것입니다. 이제 GFM 규칙은 이 작은 구성 요소에 대해 결정하는 것입니다. 우리에게는 표준이 필요한가, 최소가 필요한가? 우리가 보드를 배치할 때 더 높은 결함률을 받아들일지 아니면 더 낮은 부동산을 받아들일지에 대해 교육된 결정을 내릴 수 있습니다. 제조를 위한 설계에 대한 많은 통찰력을 줄 것입니다.

Zach Peterson: 최소 풋프린트 크기나 패드 크기로 갈 때 결함률이 급증하는 것에 대해, 그 결함들은 구체적으로 무엇인가요? 이것은 너무 적은 솔더, 너무 많은 솔더인가요? 아니면 툼스톤이나 이동으로 인해 오픈이 발생하는 것인가요?

Chrys Shea: 우리는 툼스톤, 스큐, 중앙 솔더 볼, 비접착을 얻습니다.

Zach Peterson: 완전한 목록 같군요.

Chrys Shea: 그렇습니다. 그렇습니다. 여섯 가지 다른 형태가 있습니다.

Zach Peterson: 대부분을 얻는군요, 맞죠?

Chrys Shea: 네, 네. 여섯 가지 다른 형태의 결함 코드를 사용하므로, 네. 이런, 연구를 되돌아보려고 하는데, 여기서 우리는 1000 PPM일 수 있습니다. 여기서는 2000 PPM일 수 있습니다. 여기서는 다섯이나 여섯입니다. 엄청난 차이였습니다.

Zach Peterson: 와, 알겠습니다.

Chrys Shea: 네, 연구에서 나온 숫자를 다시 확인해야 할 것 같지만, 매우 눈에 띄는 차이였습니다. 그래서 우리의 논리는 최대를 사용하지 말고, 표준을 사용하고, 최소를 사용하지 말라고 말해줬습니다.

Zach Peterson: 정말로 보면, 제조업체가 아니라 조립업체들이 IPC 최소 기준 크기보다도 작은 패드를 사용하는 보드를 점점 더 많이 발견하기 시작할 때 어떤 전략을 세워야 할 것 같습니다.

Chrys Shea: 맞아요, 저는 지금 밀도를 높여야 해서 IPC 최소 기준보다도 작은 패드를 사용하는 보드를 작업하고 있어요.

Zach Peterson: 계획이 있나요? 아니면 그냥 실험을 좀 해보고 무슨 일이 일어나는지 보려는 건가요?

Chrys Shea: 공정 엔지니어를 때려서 결함을 줄이게 하는 거죠. 제 생각에 DFM(Direct For Manufacture)을 따르는 사람으로서 중요한 것은 디자이너와 미리 토론을 해서 무엇을 기대해야 하는지 알아내는 거예요.

Zach Peterson: 그런 것 같네요.

Chrys Shea: 최소한을 다뤄야 한다면, 우리는 생산 라인으로 가서 최소한을 어떻게 다룰지 알아내거나, 이 보드에서 우리의 공정 매개변수를 가지고 놀아서 생산 보드를 낭비하지 않습니다.

Zach Peterson: 음, 그건 공평한데, 많은 디자이너들이 항상 "제조업체와 상의하라"고 하지만, 그들은 아마도 제조업체와만 이야기할 거예요. 그리고 조립에서 문제나 결함이 생기면, 제조업체와 조립업체가 서로를 가리키고 디자이너는 둘 다를 가리키면서, 결국 누구의 잘못인지 모르겠어요.

Chrys Shea: 정확히요. 그리고 조립에서는 장비와 재료 사이에서도 서로를 가리키죠.

Zach Peterson: 알겠어요, 그런 것 같아요. 그리고 조립이 가장 손해를 보는 것 같아요, 왜냐하면 그들은 아마도 그들이 해야 할 만큼 자주 상담을 받지 못할 거예요.

Chrys Shea: 네, 마치 채찍의 끝에 있는 것 같아요. 모든 것이 쌓이고 곱해져서 마지막에 모든 것을 받게 돼요.

Zach Peterson: 그래서 제조 결함이 있었던 것이 조립 결함을 일으키기 전까지는 눈에 띄지 않다가 모두가 조립업체의 잘못이라고 말하는 상황이 생기죠.

Chrys Shea: 정확히, 정확히, 정확히요. 사실 저는 SMTA 회의에서 'Fab Hangovers'라는 제목의 발표를 했었는데, 바로 그거예요. 조립 라인의 공정 엔지니어로서, 문제를 추적하는 데 일주일을 보낼 수 있는데, 그 문제가 제조에서 비롯된 것이라는 것을 알게 되죠.

Zach Peterson: 정말요? 그게 얼마나 흔한가요?

Chrys Shea: 생각보다 흔해요. 우리가 매우 자주 마주치는 문제 중 하나는 패드의 과도한 에칭이에요. 그래서 우리는 8밀 또는 9밀 패드가 되어야 할 것에 8밀 스텐실 조리개를 맞추려고 하는데, 실제로는 6밀로 들어오죠, 왜냐하면-

Zach Peterson: 알겠어요. 그래서 당신은-

Chrys Shea: 산 에칭 때문이죠.

Zach Peterson: 디자인된 공정은, 예를 들어, 정상이라고 하지만 실제로는 정상보다 낮게 들어옵니다.

Chrys Shea: 네. 그리고 그것은 대부분 산 에칭의 사다리꼴 효과 때문이에요.

Zach Peterson: 알겠어요.

Chrys Shea: 그래서 우리는 그런 문제를 항상 봅니다. 또 다른 큰 문제는 솔더 마스크의 미스레지스트레이션입니다.

Zach Peterson: 오, 그렇죠, 그렇죠.

Chrys Shea: 솔더 마스크가 패드 위로 올라가면 인쇄하거나 납땜하기도 매우 어렵고, 우리는 이것을 항상 봅니다. 사실, 여기 이 테스트를 보면, 우리는 마스크와 금속 정의된 패드를 섞었습니다. 왜냐하면 조립 시, 우리는 모든 것을 마스크 정의되거나 모두 금속 정의된 것을 원하기 때문입니다. 우리는 혼합을 원하지 않지만, 이것이 디자이너들에게 제대로 전달되지 않았습니다. 그래서 우리는 이것을 가져다가 마스크와 금속을 섞었습니다. 마스크 레이어는 볼 수 없습니다. 지금은 구리 레이어만 보여주고 있습니다. 그리고 나서 우리는 솔더 마스크를 기울였습니다. 이것은 X와 Y에서 1밀(mil)만큼 오프셋되었습니다. 이것은 X와 Y에서 2밀만큼 오프셋되었습니다. 그리고 이것은 X와 Y에서 3밀만큼 오프셋되었습니다. 사실, 마스크를 켜서 보여드리겠습니다, 그래서 볼 수 있게-

Zach Peterson: 네, 마스크를 켜라고 막 말하려고 했습니다. 그러니까 다시 한번 오디오로 듣고 계신 분들을 위해, 여기에는 몇몇 BGA 풋프린트들이 있습니다. 그러나 마스크를 켜면, 일반적으로 패드 배열이 있을 자리에 그리고 그 위에 오버레이된 마스크 오프닝을 실제로 볼 수 있습니다. 마치 Altium Designer에서 보듯이요. 그리고 그 마스크 오프닝은 이런 양으로, 1밀, 2밀, 그리고 3밀만큼 조금씩 오프셋됩니다.

Chrys Shea: 네. 그래서 이것이 세 번째, 최악의 경우입니다. 이것이 두 번째입니다. 우리는 일반적으로 우리의 사양에서 2밀에서 3밀 등록을 요구하지만, 대량 생산 공장에서는 좋은 등록을 보지만, 소량 생산 공장에서는 그렇지 않다는 것을 우리는 보게 됩니다. 그래서 우리는 이것을 넣기로 결정했습니다. 그리고 실제로 ASMPT의 매우 뛰어난 공정 엔지니어가 이것을 제안했는데, 왜냐하면 저는 사람들에게 실제 상황을 물어보고 있었고, 우리는 그를 따라 이것을 이름 지었습니다. 그의 이름은 Jeff Shake이고, 우리는 이것을 BGAs를 흔들어라고 부릅니다.

Zach Peterson: 업계에서 매우 잘 알려진 사람의 이름을 딴 공정을 처음 들어봅니다.

Chrys Shea: 글쎄요, 우리는 실제로-

Chrys Shea: 곧 Hartley 공정을 가질 수 있기를 바랍니다.

Chrys Shea: 그렇습니다. 그렇습니다. 글쎄요, 원래 보드에서, 우리는 04 BGAs 같은 몇몇 섹션들을 별명으로 부르기 시작했습니다. 우리는 그것을 틱택토라고 불렀고 이런 종류의 것들이죠. 그래서 여기서부터, 저는 섹션들에 이름을 지으려고 결정했습니다. 예를 들어, 여기 이것을 우리는 무덤의 골목이라고 부릅니다. 이것은 디자이너들에게 전달되지 않는 DFM 관련 항목 중 하나입니다. 이것들은 캐패시터이고 캐패시터는 열차이로 인해 무덤처럼 서기를 좋아합니다. 그래서 우리가 일반적으로 보는 것은 캡의 한쪽에는 금속 정의된 패드가 있고 다른 쪽에는 마스크 정의된 패드가 있습니다. 마스크를 여기 올려볼게요.

Zach Peterson: 그러니까 듣고 계신 모든 분들을 위해, 여기에는 몇몇 큰 구리 푸어(pour) 영역들이 있고, 그 주변에는 몇몇 SMD 부품들이 줄지어 있습니다. 그리고 여기에는 몇몇 SMD들이 열 부착이 있고 몇몇은 없습니다. 그리고 이것은 아마도 예상되는 결함 수의 옆에 있는 비교 같습니다.

Chrys Shea: 정확히요. 다시 말하지만, 이것은 디자이너들과 제품의 소유자들과 대화를 나눌 수 있는 품질 메트릭스를 제공합니다. 결함을 감수하시겠습니까, 아니면 열 완화를 넣으시겠습니까?

Zach Peterson: 지금 보여주신 무덤처럼 서기에 대해 물어보고 싶었던 것이 하나 있습니다. DFA, DFM, 조립 결함에 대해 온라인에서 읽기 시작하면, 무덤처럼 서기에 대해 말하는 것이 거의 필수적입니다. 마치 가장 흔한 일처럼, 어디에나 열 완화가 필요하고, 열 완화가 없으면 무덤처럼 서기를 볼 것이라고 말합니다. 실제로 얼마나 흔한가요? 실제로는 그렇게 흔하지 않은 것처럼 이야기되는 것 같습니다.

크리스 셰아: 저도 그렇게 생각해요. 왜냐하면 우리가 무덤비석 현상 테스트를 할 때, 좋은 샘플 크기를 얻기 위해 실제로 수십만 개의 접합부를 만들거든요. 다시 말하지만, 무덤비석 현상은 이런 유형의 시나리오, 즉 불균등한 열 때문에 크게 발생하며, 우리가 바라는 대로 정확히 무덤비석 현상이 일어납니다. 최근에 우리가 발견한 또 다른 것은 무덤비석을 제어하면 금속 정의 측면에 좋은 솔더 조인트를 얻고 마스크 정의 측면에는 냉접합을 얻을 수 있다는 것입니다.

잭 피터슨: 알겠습니다.

크리스 셰아: 그래서 무덤비석 현상이 아니더라도 재작업이 필요합니다. 우리가 보드를 재작업할 때마다 그 신뢰성을 줄입니다.

잭 피터슨: 맞아요. 그게 이치에 맞습니다.

크리스 셰아: 우리는 그것을 가능한 모든 비용으로 피하려고 합니다. 우리는 0201 캡, 0105 캡, 그리고 0804 캡을 위한 이 무덤비석 골목을 만들었습니다. 캡은 5면의 단자를 가지고 있고 무덤비석 현상이 발생하는 메커니즘은 녹은 솔더가 한쪽 끝으로 젖어들고 표면 장력이 그것을 바로 위로 당기기 때문에 저항기보다 무덤비석 현상이 발생할 가능성이 훨씬 더 높습니다. 그래서 어느 쪽이 먼저 녹느냐에 따라 무덤비석의 기초가 됩니다. 저항기는 금속화가 세 면밖에 없기 때문에 무덤비석 현상이 그렇게 많이 발생하지 않습니다. 그래서 솔더 페이스트가 잡을 수 있는 금속화가... 그렇게 많지 않다고 말하죠. 하지만 이제 우리는 여기 아래에 방금 설계한 이 새로운 현상을 가지고 있고, 그것을 무덤비석 골목과 비슷하게 설정했습니다. 지난 달에 세 명의 다른 조립업체와 이야기했는데, 그들은 바닥 단자 젠 다이오드를 다루고 있습니다. 이들은 0201 또는 0105 패키지이며 매우 작은 바닥 단자를 가지고 있고 매우 가볍습니다. 그래서 다시 말하지만, 먼저 녹는 쪽이 솔더를 당깁니다. 그것이 바닥 단자이기 때문에 위로 당기지 않고 옆으로 당깁니다. 그리고 불균등한 열이 있을 때 이들 모두가 같은 방향으로 같은 정도로 기울어집니다.

잭 피터슨: 모두 같은 일을 한다는 것이 흥미롭네요.

크리스 셰아: 네, 맞아요. 그리고 우리는 기계에서 방향을 바꾸거나, 리플로우 오븐에서 방향을 바꾸거나, 0 대신에 90에서 실행하는 등의 일을 했는데 모두 같은 방향으로 기울어집니다. 그래서 저는 이것이 열 차이 때문이라고 확신하며, 그래서 이번 보드 개정판에 이것들을 넣었습니다.

잭 피터슨: 시간이 얼마 남지 않았지만, 마지막으로 묻고 싶은 질문이 있습니다. UHDI 테스트 차량에만 해당될 수 있는 다른 테스트는 무엇이 있을까요?

크리스 셰아: 우리는 여기에 정말 흥미롭고 멋진 작은 창을 넣을 계획입니다. 여기서 우리는 감소하는 트레이스 크기와 마스크 창을 볼 수 있습니다. 이제, 이 보드를 조립업체에게 경제적으로 유지하기 위해 2층으로 만들고 있으며, 5밀 트레이스를 사용하고 있습니다.

잭 피터슨: 그렇죠. Altium을 사용하면 우리는 즉시 그것들을 1밀 트레이스로 바꿀 수 있습니다.

잭 피터슨: 오, 네, 맞아요.

Chrys Shea: 또는 2밀 트레이스나 3밀 트레이스. 마우스 몇 번 클릭하는 것뿐이라고 말해서 이 도구의 아름다움과 정교함을 폄하하고 싶지는 않습니다만, 실제로 이 도구의 아름다움과 정교함을 잘 보여주는 것이죠. 트레이스를 1밀, 2밀로 변경해보고 제작 과정을 확인할 수 있습니다. 저는 이 보드를 첨가 공정으로 제작하는 것을 기대하고 있습니다. 그래서 우리는 그 멋진 평평한 패드를 가질 수 있습니다. 보드의 하단을 살펴보면, 'print to fail'이라고 불리는 것들이 있습니다. 보드의 하단에는 'print to fail'이라고 불리는 것들이 있습니다. 그리고 그것들은 다양한 크기, 모양이며 마스크와 금속으로 정의됩니다. 금속으로 정의된 것들을 볼 때, 우리는 항상 매우 명확하게 사다리꼴을 볼 수 있습니다. 저는 그것들의 사진을 보여주었습니다. 지금 당장 발표 자료를 가지고 있지는 않지만, 이것들 중 절반을 첨가 공정으로, 절반을 감산 공정으로 할 때, 우리는 그 차이를 볼 수 있을 겁니다. 10배 확대 링 라이트 아래에서조차요. 조립 엔지니어로서, 저는 정확한 크기의 평평한 패드를 정말 기대하고 있습니다. 그것을 얼마나 기대하는지 말로 표현할 수 없습니다.

Zach Peterson: 말씀하신 것처럼, 특히 IPC 표준 수준 이하로 갈 때 매우 중요합니다. 저도 보고 싶습니다.

Chrys Shea: 정확히요.

Zach Peterson: 이 모든 것이 발전하고 증명되기 시작하면, 다시 오셔서 이에 대해 더 논의할 수 있으면 좋겠습니다.

Chrys Shea: 다시 오고 싶습니다. 실제로 Ultra HDI를 가지고 오고 싶습니다. 여기서는 최상위 레이어가 아닌, 2, 3, 6, 7 레이어에서 라우팅을 합니다.

Zach Peterson: 22.

Chrys Shea: 네.

Zach Peterson: 27.

Chrys Shea: 그렇죠, 정말이지. 10층, 20층을 통해 뒤로 완전히 뚫고 다시 위로 올라가 봅시다. 도전이 클수록 더 재미있습니다.

Zach Peterson: 멋집니다.

Zach Peterson: 대부분의 엔지니어들도 같은 말을 할 겁니다.

Zach Peterson: 저도 같은 생각입니다. Chrys, 오늘 여기에 계셔서 정말 감사합니다. 매우 유익한 시간이었습니다. 오디오로 듣고 계신 분들은 YouTube로 가서 비디오를 보시길 권합니다. 우리가 논의한 모든 것을 볼 수 있고, 정말 좋은 학습 경험이 될 것입니다.

Chrys Shea: 저를 초대해주셔서 정말 감사합니다.

Zach Peterson: 언제든지요. 듣고 보고 계신 모든 분들, 우리는 Shea Engineering의 대표인 Chrys Shea와 이야기를 나누었습니다. 쇼 노트를 확인해보세요. 우리가 논의한 모든 주제에 대해 더 알아볼 수 있는 훌륭한 자료들이 있습니다. YouTube에서 보고 계시다면, 구독 버튼을 누르고 좋아요 버튼을 눌러주세요. 그러면 우리의 튜토리얼과 팟캐스트 에피소드가 나올 때마다 모두 따라잡을 수 있습니다. 마지막으로, 학습을 멈추지 말고, 계속해서 나아가세요. 다음 시간에 뵙겠습니다. 모두 감사합니다.