블라인드 및 버리드 비아 마스터하기

PCB에 BGA 패키지를 사용하기로 결정한 다음에는 눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아가 필요할 수 있습니다. 새로운 디자이너는 눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아 사용을 복잡하게 느낄 수 있지만, 조금의 복잡함을 두려워하지 마십시오. HDI PCB에서 눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아를 성공적으로 사용하기 위해 필요한 핵심 자료를 모았습니다.

눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아는 새로운 기술이 아니며, 많은 반도체 패키지에서 사용되는 집적 회로 기판의 등장 이래로 주변에 있었습니다. 눈에 보이지 않는/매립 비아는 구조의 신뢰성과 관련된 몇 가지 중요한 설계 규칙을 따라야 합니다. 아래에 모인 자료는 눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아의 제조 측면을 다루어 디자이너가 성공할 수 있도록 할 것입니다.

눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아 시작하기

눈에 보이지 않는 비아와 매립 비아는 HDI PCB에서 수직 라우팅에 사용되는 표준 인터커넥트 중 두 가지입니다. HDI PCB의 스택업 및 제작 공정에 따라 스루홀 비아와 스킵 비아도 사용됩니다. HDI PCB에서 비아의 선택과 배열은 아래에 표시된 표준 스택업 구조로 이어집니다.

여기서 이미 HDI PCB 스택업에 관여하는 눈에 보이지 않는, 매립, 코어, 스루홀 및 경우에 따라 스킵 비아의 레이어 할당을 볼 수 있습니다.

HDI 스택업을 BGA 패키지에 맞추기

블라인드 비아와 매립 비아는 일반적으로 특정 패키지, 보통 BGA로의 라우팅 진입/출구의 필요성에 따라 선택됩니다. 기계적으로 드릴링된 관통 홀 비아가 지나치게 큰 직경을 요구하고 BGA 패키지 아래에 맞지 않아 구리 대 구리 간격을 위반할 경우 선택됩니다.

예를 들어, 아래 비디오에서 제시된 STM32 BGA 풋프린트에서는 관통 홀 비아 또는 블라인드 및 매립 비아를 팬아웃 라우팅에 사용할 옵션이 있습니다. 블라인드 및 매립 비아를 사용하면 레이어 수를 낮게 유지할 수 있으며, 이는 에칭 허용 오차를 준수하기가 더 간단할 수 있습니다. 그러나, 에칭 허용 오차가 허용된다면, 스택업이 이미 높은 레이어 수를 가지고 있을 때 더 큰 관통 홀 비아를 사용할 수 있습니다.

블라인드 및 매립 비아 크기 결정

팬아웃 라우팅에 블라인드 및 매립 비아가 최선의 선택이라고 결정하고 적절한 스택업을 결정했다면, 블라인드 및 매립 비아의 홀 직경과 패드 크기를 결정해야 합니다.

맹목 및 매립 비아에 사용되는 홀과 패드 크기는 유전체 층의 두께에 기반하여 선택됩니다. 목표는 작은 종횡비(홀 직경 대 두께의 비율)를 유지하는 것입니다. 또한 회로 기판에 비아를 배치하는 데 사용되는 공정에 기반하여 홀 직경을 선택해야 합니다:

• 기계 드릴링은 6밀(mils)까지 사용할 수 있으며 모든 PCB 유전체에 사용할 수 있습니다.
• 레이저 드릴링은 6밀 이하에서 사용할 수 있으며 특정 유전체에서만 사용할 수 있습니다.

이상적으로, 개별 맹목 및 매립 비아의 경우 종횡비를 2 이하로 유지하고, 높은 층 수(3층 이상)까지 맹목 및 매립 비아를 쌓을 경우 종횡비를 1 이하로 유지하는 것이 이상적입니다. 특이한 디자인을 제작하지 않는 한, 어느 시점에서 맹목 및 매립 비아를 교차 배치해야 할 수도 있습니다. 보드가 성공적으로 제작될 수 있는지 확인하기 위해 HDI 제작 업체와 스택업 및 비아 할당을 확인하십시오.

어떤 유전체를 사용해야 하나요?

레이저로 드릴링된 마이크로비아가 설계에 필요한 경우, HDI 스택업의 외부 빌드업 레이어에는 레이저 드릴 가능한 프리프레그가 필요합니다. 레이저 드릴 가능한 프리프레그는 다양한 종류와 수지 조성물로 제공되며, 여러 가지 가능한 유리 섬유 직조 스타일로 제작됩니다. 이러한 재료 유형은 해피 홀든이 이 연결된 기사에서 논의합니다.

위에 연결된 기사에는 해피가 준비한 다음 이미지가 포함되어 있습니다. 이 이미지는 표준 프리프레그와 HDI 레이어 스택업에 사용되는 레이저 드릴 가능한 프리프레그에서 사용되는 가능한 유리 섬유 직조 스타일을 보여줍니다.

이러한 사용 가능한 재료와 팬아웃 라우팅을 위해 목표로 하는 비아 크기를 기반으로, HDI 빌드업 레이어에 사용할 수 있는 상업적으로 이용 가능한 유전체 재료를 찾을 수 있으며, 이는 허용 가능한 두께 값을 가집니다. 두께는 맹목적이고 매장된 비아를 위해 달성하고자 하는 종횡비 범위를 기반으로 선택할 수 있습니다. 이것으로 HDI PCB의 레이어 스택업이 사실상 완성되며, 남은 유일한 단계는 고속 인터페이스에 대한 전송선을 설계하는 것입니다.

요약

맹목 및 매립 비아는 많은 고급 제품을 가능하게 하는 큰 요소이지만, 맹목 및 매립 비아의 선택은 다른 중요한 엔지니어링 결정을 중심으로 이루어집니다. 구성 요소 패키지의 볼 또는 패드 피치와 디자인에 필요한 전체 레이어 수와 같은 측면은 맹목 및 매립 비아의 크기를 결정하는 데 영향을 미치는 요소 중 일부입니다. 맹목 및 매립 비아가 필요한 경우, 다음 프로세스를 고려하여 크기를 결정하고 레이어 두께와 짝을 지을 수 있습니다:

1. BGA 또는 고밀도 커넥터의 핀 수를 기반으로 레이어 수를 추정합니다.
2. 표준 HDI 스택업 및 레이어 두께를 선택합니다.
3. 가장 밀집된 패드 또는 볼 피치를 기반으로 맹목 및 매립 비아에 필요한 패드 및 홀 크기를 결정합니다.
4. 홀 직경을 기반으로 레이저 드릴링이 필요한지 결정하고 두께 목표에 맞는 호환 가능한 재료를 선택합니다.

이것으로 스택업의 재료와 맹목 및 매립 비아 크기를 일치시키면서 신뢰성을 보장하는 프로세스가 완료됩니다.

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