울트라 HDI: 그저 유행어가 아닙니다

더 작고, 빠르며, 효율적인 전자 장치에 대한 수요가 계속해서 증가함에 따라, 인쇄 회로 기판(PCB) 기술은 이러한 변화에 발맞추기 위해 빠르게 진화해야 했습니다. 업계에서 파장을 일으키고 있는 최신 발전 중 하나는 초고밀도 연결(Ultra HDI) 기술입니다.

PCB 디자이너들에게 Ultra HDI를 이해하는 것은 중요합니다. 이것은 전통적인 HDI(고밀도 연결) 기술에서 크게 도약하여 더욱 미니어처화, 성능 향상 및 신뢰성 강화를 가능하게 합니다. 이 글에서는 Ultra HDI가 무엇인지, 표준 HDI와 어떻게 다른지, 그리고 왜 현대 전자 설계에서 핵심 요소가 되고 있는지 탐구할 것입니다.

Ultra HDI란 무엇인가?

Ultra HDI는 HDI의 원칙을 기반으로 하지만 회로 밀도와 미니어처화 측면에서 한계를 더욱 밀어붙입니다. 이는 디자이너들이 더 작은 공간에 더 많은 기능을 포장할 수 있게 하는 여러 첨단 기능을 포함합니다.

Ultra HDI의 주요 특징

• 매우 세밀한 트레이스와 공간: Ultra HDI PCB는 트레이스 폭과 간격이 25 마이크론까지 좁아져, 전통적인 HDI 디자인보다 훨씬 더 밀집되어 있습니다. 이를 통해 더욱 컴팩트한 회로 레이아웃과 증가된 부품 배치 유연성을 가능하게 합니다.
• 마이크로비아와埋蔵ビ아: 울트라 HDI는 레이저로 뚫은 직경이 50 마이크론에 불과한 마이크로비아를 사용하여 PCB의 여러 층을 연결하면서도 큰 기계적 드릴 홀이 필요 없게 합니다. 이를 통해 공간 효율을 극대화하는 복잡한 다층 구조를 가능하게 합니다.
• 고급 재료 선택: 열팽창 시 기계적 스트레스를 최소화하고 특히 5G, IoT, 고속 컴퓨팅과 같은 고주파 응용 분야에서 신호 무결성을 돕기 위해 고성능 재료가 빌드업 층에 선택됩니다.

울트라 HDI 제작 및 조립에는 많은 도전이 있으며, 이러한 도전 중 많은 부분이 마이크로비아를 사용하여 미세 피치 BGA 팬아웃에 관련되어 있습니다. 더 높은 밀도의 구성 요소를 다루기 위해서는 작은 구리 특성과 마이크로비아 사용이 필수적이며, 이러한 특성은 미세 피치 BGA 패키지로 라우팅하는 데 필요합니다. 미세 피치 BGA의 사용은 울트라 HDI 빌드의 또 다른 핵심 특징으로, 이 기술들이 더 작고 혁신적인 제품의 주요 가능성을 제공합니다.

울트라 HDI가 HDI와 어떻게 다른가요?

HDI 기술은 이미 기존 PCB 디자인보다 더 큰 회로 밀도를 가능하게 하지만, 울트라 HDI는 한 단계 더 나아갑니다. 다음과 같은 방법으로:

• 더 세밀한 특징 크기: HDI PCB는 일반적으로 트레이스 폭과 간격이 50-75 마이크론인 반면, Ultra HDI는 이를 25 마이크론 이하로 줄입니다. 이 높은 밀도는 동일한 보드 공간 내에서 더 많은 라우팅 가능성을 의미합니다.
• 더 발전된 비아 구조: HDI 디자인은 마이크로비아를 사용하는 반면, Ultra HDI에서 사용되는 더 발전된 재료는 더 작은 지름의 적층 및 계단식 마이크로비아 사용을 가능하게 합니다. 구리 필름과 Ultra HDI 유전체 사이의 CTE 매칭 덕분에, 적층 마이크로비아는 전통적인 구축보다 실패 확률이 낮습니다.
• HDI 대비 감소된 레이어 수: Ultra HDI는 신호를 빌드업 레이어로 통합할 수 있으므로, Ultra HDI PCB는 동일한 디자인을 HDI로 구축한 것보다 레이어 수가 적을 수 있습니다.

이러한 차이점은 Ultra HDI가 HDI에 대한 단순한 개선이 아니라, 차세대 제품을 작업하는 PCB 디자이너들에게 새로운 가능성을 열어주는 중요한 진전임을 의미합니다.

Ultra HDI가 인기를 얻는 이유는 무엇인가요?

Ultra HDI의 증가된 채택은 고성능, 컴팩트한 형태 요소, 견고한 신뢰성을 요구하는 산업의 끊임없이 진화하는 요구에 의해 주도됩니다. 다음은 Ultra HDI가 고급 PCB 디자인을 위한 주요 솔루션이 되고 있는 주요 이유들입니다:

미니어처화

Ultra HDI PCB 스택업에서 사용되는 얇은 층은 설계자들이 더 많은 구성 요소를 더 작은 공간에 통합할 수 있게 해줍니다. 이러한 얇은 층은 작은 볼 피치를 가진 매우 미세한 피치 BGA 패키지를 사용하는 데도 필요합니다.

개선된 열 관리

전자 장치가 점점 더 작은 공간에서 더 많은 열을 발생시키면서, 열 관리는 중요한 설계 고려 사항이 되었습니다. Ultra HDI는 열 발산을 향상시키는 고급 재료를 사용하여 과열 위험을 줄이고 장치의 신뢰성을 향상시킵니다.

차세대 기술의 미래

산업은 IoT, 자율 주행 차량, AI 기반 시스템과 같은 더 복잡하고 요구가 많은 전자 구조로 전환하고 있습니다. Ultra HDI 기술은 PCB가 더 높은 처리 속도, 더 큰 데이터 요구, 증가된 연결성 요구를 처리할 수 있게 하여, 제품이 미래의 발전에 더 적응할 수 있게 합니다.

이것이 PCB 설계자에게 의미하는 것은 무엇인가?

설계자에게 Ultra HDI는 새로운 기회와 도전을 모두 제시합니다. 이는 전례 없는 수준의 미니어처화와 복잡성을 가능하게 하지만, 레이아웃, 재료, 제조 공정 측면에서도 신중한 고려가 필요합니다. 설계 규칙은 더 엄격해져 구성 요소 배치, 비아 구조, 신호 무결성 관리에 있어 더 높은 수준의 정밀도가 요구됩니다.

또한, 설계자들은 초고밀도 HDI가 마이크로비아를 위한 레이저 드릴링, 고급 적층 공정, 그리고 매우 정밀한 에칭 방법과 같은 최첨단 제작 기술을 요구하기 때문에 제조 가능성을 보장하기 위해 제작 전문가들과 긴밀히 협력해야 합니다. 재료 공급업체들도 특정 응용 프로그램과 제작 공정에 적합한 재료를 추천할 수 있기 때문에 중요한 역할을 합니다.

곡선의 앞서 나가려는 PCB 설계자들에게는 초고밀도 HDI를 마스터하는 것이 필수적입니다. 그것의 이점, 도전 과제 및 구현 전략을 이해함으로써, 점점 더 정교하고 컴팩트한 디지털 세계의 요구를 충족하는 차세대 전자 제품의 개발을 가능하게 할 것입니다. 이 기술이 계속 발전함에 따라, 그것의 채택은 고성능 전자 설계의 새로운 표준이 될 가능성이 높습니다.