Ultra HDI를 통한 새로운 라우팅 가능성

PCB 설계자들은 더 작은 공간에 더 많은 기능을 담으면서도 높은 성능을 보장하는 도전에 지속적으로 직면하고 있습니다. 한때 IC 기판 및 패키지 제작에만 사용되었던 것이 오늘날 Ultra HDI (초고밀도 인터커넥트) 기술은 매우 높은 밀도의 라우팅 기능을 가능하게 하기 위해 PCB 수준으로 도입되고 있습니다. 그러나 Ultra HDI가 강력한 이유는 무엇이며, 라우팅 효율성을 어떻게 향상시키나요?

더 많은 연결, 더 적은 공간

새로운 구성 요소는 라우팅 밀도를 더 높은 수준으로 밀어 올리고, 전통적인 간단한 스택업은 따라잡기 어렵습니다. Ultra HDI 제작 기능은 PCB 설계자가 더 작은 특징을 배치할 수 있게 해주며, 트레이스 폭과 간격을 25/25 μm까지 작게 할 수 있습니다. 이는 동일한 보드 영역 내에 더 많은 라우팅을 배치할 수 있게 하여, 모바일 기기와 웨어러블과 같은 공간 제약이 있는 애플리케이션에 이상적입니다.

Signal Integrity Journal에서 유명한 사진이 있습니다(아래 참조), 여러 트레이스가 고밀도 BGA에서 라우팅되고 있는 모습을 보여줍니다. 이는 Ultra-HDI PCB 제작으로 달성할 수 있는 트레이스 크기와 트레이스 밀도를 보여줍니다. 전통적인 접근 방식에서 PCB 설계자는 도그본 팬아웃 또는 비아-인-패드를 사용하여 BGA에서 다른 구성 요소로 트레이스를 라우팅했습니다.

조금 더 넓은 작업 공간을 원했던 적이 있다면, Ultra HDI는 그 추가적인 여유 공간을 제공합니다. 심지어 50/50 um 트레이스와 공간을 사용하는 것조차도 전통적인 감산식 에칭 기능보다 상당한 개선입니다.

이러한 라우팅 밀도의 증가는 미니어처화가 핵심인 응용 분야에서 특히 유익합니다. 예를 들어, 이식 가능한 센서나 보청기와 같은 고급 의료 기기에서는 보드 공간의 모든 밀리미터가 중요합니다. Ultra HDI는 이러한 작은 풋프린트에 복잡한 회로를 성능 저하 없이 맞출 수 있도록 보장합니다. 미학과 휴대성이 디자인 결정을 주도하는 소비자 전자 제품의 경우, Ultra HDI에 의해 가능해진 더 얇고 더 컴팩트한 PCB는 더 슬림하고 낮은 프로파일의 제품으로 이어질 수 있습니다.

BGA 라우팅을 위한 돌파구

높은 핀 수를 가진 BGAs (Ball Grid Arrays)는 특히 0.4 mm와 같이 작은 피치를 다룰 때 라우팅하기 어려울 수 있습니다. 전통적인 방법들은 종종 BGA에서 탈출 경로를 설계하기 위해 추가 PCB 레이어가 필요합니다. Ultra HDI는 마이크로비아와 초미세 트레이스를 활용하여 레이어 수를 증가시키지 않고도 더 많은 연결을 분리할 수 있게 함으로써 게임의 규칙을 바꿉니다.

고밀도 BGA를 위한 라우팅을 가능하게 하는 동안, Ultra HDI 조립은 헤드-인-필로우(head-in-pillow), 비평면성, 솔더 브리징 또는 미스얼라인먼트와 같은 BGA 조립 결함의 위험을 수반합니다. 이를 극복하고 더 높은 제조 수율과 적은 설계 반복을 보장하기 위해, 엔지니어들은 표준 FR4 등급 재료보다 낮은 CTE 값을 나타내는 더 얇은 Ultra-HDI 전용 재료가 필요합니다. 스마트폰이나 고성능 컴퓨팅과 같은 애플리케이션에서 미세 피치 구성 요소를 다루는 디자이너들을 위해, 이러한 재료는 여전히 개발되어 대규모로 시장에 출시되고 있습니다.

적은 레이어, 낮은 비용

더 많은 레이어는 종종 더 많은 복잡성과 증가된 제작 비용을 가져오는데, 이는 현대 전자 제품에 이상적이지 않습니다. Ultra HDI는 더 작은 트레이스 폭으로 더 높은 라우팅 밀도를 허용하기 때문에, 디자이너들은 여러 레이어의 트레이스를 단일 레이어로 통합할 수 있어, PCB 스택업에서 전체 레이어 수가 줄어듭니다. 레이어가 적을수록 대량 생산에서 제작 비용이 낮아집니다.

레이어 수를 줄이는 것은 비용을 절감할 뿐만 아니라 제조 가능성도 향상시킵니다. 레이어가 적을수록 드릴링, 적층 사이클이 줄어들고, 층간 분리나 정렬 불량과 같은 결함의 가능성이 낮아집니다. 이는 궁극적으로 생산에서의 신뢰성과 일관성을 높이는 결과를 가져옵니다. 게다가, 레이어 구조를 최적화함으로써 Ultra HDI는 열 관리를 개선하는 데 도움을 줍니다. 이는 자동차 전자제품이나 데이터 센터와 같이 과도한 열이 성능을 저하시킬 수 있는 고전력 애플리케이션에서 특히 유용합니다.

도전과 고려 사항

Ultra HDI는 고도로 미니어처화된 제품에 많은 이점을 제공하지만, 이를 구현하려면 신중한 계획과 전문 지식이 필요합니다. 제조 공정은 초미세 특징을 처리할 수 있도록 최적화되어야 하며, 설계자는 제조 가능성을 보장하기 위해 제조업체와 긴밀히 협력해야 합니다. 또한, 적절한 재료 선택이 중요합니다—Ultra HDI의 미세 피치 제조 능력을 지원하기 위해 손실이 낮고 신뢰성이 높은 유전체 재료를 선택해야 합니다.

또 다른 고려 사항은 비용 상충입니다. Ultra HDI는 레이어 수를 줄이고 효율성을 향상시킬 수 있지만, 고급 제조 기술과 재료에 대한 초기 투자가 더 높을 수 있습니다. 그러나 이 기술이 더 널리 채택됨에 따라, 규모의 경제가 비용을 낮춰 더 넓은 범위의 애플리케이션에 접근 가능하게 만들 것입니다.

PCB 라우팅의 미래가 여기에 있습니다

Ultra HDI는 단순한 개선이 아닌 PCB 설계에서 혁명적인 변화입니다. 라우팅 밀도를 향상시키고, BGA 브레이크아웃을 최적화하며, 레이어 수를 줄이고, 고속 성능을 개선함으로써 Ultra HDI는 설계자들이 그 어느 때보다도 한계를 뛰어넘을 수 있게 해줍니다. 차세대 모바일 기기나 최첨단 자동차 기술에 작업하고 있든, Ultra HDI는 더 작고, 더 똑똑하며, 더 효율적인 PCB를 만들 수 있는 도구를 제공합니다.