울트라 HDI PCB 제작에서 반가산 공정(SAP) 탐구

PCB 기술이 계속 발전함에 따라, 초고밀도 인터커넥트(UHDI) PCB 제조와 같은 새로운 제조 기술이 놀라운 가능성을 열어주고 있습니다. 가장 변혁적인 발전 중 하나는 반가산 공정(SAP)과 수정된 반가산 공정(mSAP)으로, 이는 전통적인 감산 식각이 달성할 수 있는 것을 넘어서 더 세밀한 트레이스와 공간을 만들 수 있게 합니다. 이러한 혁신은 PCB 설계의 한계를 넘어서며, 전례 없는 정밀도로 복잡한 회로를 제작할 수 있게 만들고 있습니다.

PCB 제조의 맥락에서, 반가산 공정(SAP)은 전통적인 감산 방식에서 벗어나, 감산 식각으로 가능했던 2-mil 임계값 이하의 트레이스와 공간을 달성할 수 있게 합니다. SAP 공정은 구리와 같은 전도성 재료를 추가하여 회로를 형성하게 해주므로, 이를 제거하는 대신에 추가합니다. 이 기술은 고급 재료와 결합되어, 고성능 소형 장치를 포함한 차세대 전자 제품을 지원하는 초미세 특징 크기의 문을 엽니다.

PCB 제조에서 반가산 공정의 주요 장점

극단적인 소형화

SAP 및 mSAP 기술과 관련된 가장 흥미로운 기회 중 하나는 PCB 발자국을 극적으로 줄일 수 있는 능력입니다. 트레이스와 공간 치수가 서브 마이크론 수준으로 축소됨에 따라, 설계자는 전체 전자 시스템의 크기를 대폭 줄이거나, 대안으로, 더 큰 배터리나 향상된 기능과 같은 추가 구성 요소를 통합할 수 있는 공간을 확보할 수 있습니다. 이는 스마트폰, 웨어러블, IoT 기기와 같이 공간이 매우 중요한 장치에서 특히 중요합니다.

단순화된 레이어링 및 향상된 라우팅 효율성

이러한 공정의 또 다른 중요한 이점은 PCB 설계에서 필요한 레이어 수를 줄일 수 있는 잠재력입니다. 타이트-피치 볼 그리드 어레이(BGAs)를 가진 구성 요소나 심지어 표준 설계의 경우, 더 적은 레이어에서 복잡한 신호를 라우팅할 수 있는 능력은 비용과 복잡성을 모두 줄일 수 있습니다. 레이어가 적다는 것은 또한 더 적은 마이크로-비아와 적은 라미네이션 주기를 의미하여, 제조 시간을 단축하고 전체 수율을 높일 수 있습니다. 기능성을 유지하거나 향상시키면서 레이어 구조를 단순화할 수 있는 능력은 신뢰성과 성능 측면에서 큰 승리입니다.

향상된 신호 무결성 및 정밀도

미니어처화와 층 감소는 구체적인 이점이지만, SAP 공정은 또한 전기적 성능을 크게 향상시킵니다. 가장 중요한 개선 중 하나는 신호 무결성에서 발생합니다. 반가산 공정은 넓은 범위의 감산 식각 공정보다 정밀한 이미징 기술에 의존하기 때문에, 트레이스 폭과 간격을 더 세밀하게 제어할 수 있습니다. 이는 더욱 엄격한 임피던스 제어와 감소된 신호 열화를 의미하며, 이러한 기술을 고속 디지털 및 RF 응용 분야에 이상적으로 만듭니다.

반가산 대 감산 식각: 간략한 개요

전통적인 감산 식각 공정은 구리로 코팅된 라미네이트로 시작하며, 원하지 않는 구리를 식각하여 회로 패턴을 형성합니다. 이 공정은 효과적이지만, 구리 두께와 사용된 식각 방법으로 인해 미세한 트레이스와 공간을 달성하는 데 한계가 있습니다.

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반면, 반가산 공정은 매우 얇은 구리층이나 순수 가산 방법의 경우 아예 구리가 없는 상태에서 시작합니다. 그런 다음 구리를 선택적으로 추가하여 원하는 패턴을 생성하며, 제거해야 할 것은 오직 얇은 시드층뿐입니다. 이러한 정밀도는 트레이스 폭이 25 마이크론(또는 그 이하)으로 좁아질 수 있게 하며, 이는 제조업체의 이미징 능력에 따라 다릅니다.

수정된 반가산 공정(mSAP)

수정된 반가산 공정(mSAP)은 종종 스마트폰과 같은 소비자 전자제품의 대량 생산에 사용되는 SAP의 확장입니다. 주요 차이점은 시작 구리층에 있습니다—mSAP은 약간 더 두꺼운 호일로 시작하여, 약간 덜 세련된 트레이스 프로필을 이끕니다. mSAP은 우수한 특징 크기를 허용하지만, 일반적으로 30-마이크론 트레이스/공간 범위에 있으며, 더 두꺼운 시작 구리로 인해 트레이스가 더 사다리꼴 모양을 가집니다.

이러한 차이에도 불구하고, mSAP은 여전히 전통적인 감산 방법보다 훨씬 더 세밀한 특징을 가능하게 하며, 표준 PCB와 고급 기판 수준 제조 기술 사이의 다리로 간주됩니다. 이 접근법은 비용에 민감한 대량 응용 프로그램에서 중요합니다.

기판과 유사한 PCB(SLP) 및 초고밀도 HDI의 미래

이 분야에서 자주 사용되는 용어는 "기판과 유사한 PCB(SLP)"로, 첨가 또는 반첨가 공정으로 제작된 회로 기판을 의미합니다. SLP는 반도체 기판의 정밀도에 근접하는 미세 특징 기능을 허용하지만, 훨씬 더 큰 PCB 패널에서 이를 가능하게 합니다. 이는 전통적인 PCB 제조의 비용 및 확장성 이점을 희생하지 않으면서 소형화가 필요한 응용 프로그램에 특히 유리합니다.

전형적인 SAP 및 mSAP 공정 흐름

SAP 및 mSAP 모두 비슷한 단계를 따르는 공정 흐름입니다:

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Reduce manual routing time for even the most complex projects.

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1. 포토레지스트 적용 - 회로 패턴을 정의하기 위해 포토레지스트 층이 적용됩니다.
2. 포토레지스트 이미징 - 포토레지스트가 UV 빛에 노출되어 구리가 추가될 영역을 정의합니다.
3. 전해 구리 도금 - 패턴화된 영역에 선택적으로 추가 구리가 도금됩니다.
4. 포토레지스트 제거 - 남아 있는 포토레지스트가 제거되어 구리 트레이스가 남습니다.
5. 에칭 - mSAP의 경우, 구리 시드 층이 에칭되어 공정이 완료되며, SAP는 최소한의 에칭만 필요합니다.

SAP는 초박형 구리 층(1.5 마이크론 이하로 얇음)으로 시작하기 때문에 최종 트레이스는 매우 세밀한 특징을 가질 수 있는 수직 측벽을 가지며, 반면 mSAP는 더 두꺼운 시작 구리 때문에 보통 더 사다리꼴 프로필을 가진 트레이스를 남깁니다.

성공을 위한 PCB 제조업체와의 파트너십

이러한 고급 제조 방법을 활용하는 열쇠는 PCB 제조업체와의 긴밀한 협력에 있습니다. American Standard Circuits의 품질 관리 이사인 John Johnson이 지적한 바와 같이, "설계자는 다양한 반가산 공정의 트레이드오프와 능력을 완전히 이해하기 위해 제조업체와 협력해야 합니다. '그것은 상황에 따라 다르다'는 접근 방식이 일반적이며, 함께 작업함으로써 최적화된 성능, 제조 가능성 및 비용을 보장하여 설계자가 초고밀도 HDI 기술의 잠재력을 극대화할 수 있습니다." 이러한 협력적 접근 방식에서 설계자와 제조업체 모두는 SAP와 mSAP의 독특한 능력을 위한 설계 최적화에서 필수적인 역할을 하며, 결국 더 효율적이고 강력하며 신뢰할 수 있는 전자 시스템으로 이어집니다.