초고밀도 PCB를 위한 기능

인쇄 회로 기판 설계자들은 복잡한 라우팅 문제를 해결하는 데 도움이 되는 새로운 도구를 사용할 수 있게 되었습니다. 저부터 중간 규모의 다양한 제품을 대상으로 하는 제조업체들이 이제 울트라-HDI 기술을 제공하며, 반가산 공정으로 회로 층을 제작하고 있습니다. 이는 PCB 설계자들에게 여러 가지 주요 이점을 제공합니다: 25마이크론 트레이스와 공간을 사용하여 매우 정밀한 트레이스로 라우팅할 수 있는 능력, 매우 정밀한 트레이스로 더 큰 특징 크기를 사용할 수 있는 능력, 제어된 임피던스 허용 오차를 개선할 수 있는 능력, 그리고 의료용 애플리케이션의 생체 적합성을 돕기 위해 금이나 백금과 같은 귀금속을 전도성 금속으로 사용할 수 있는 능력입니다.

최근에 저는 American Standard Circuits (ASC)의 품질 관리 이사인 John Johnson과 만나 이야기할 기회를 가졌습니다. ASC는 Averatek의 A-SAP™ 공정의 첫 번째 라이선스 사용자 중 하나입니다. 이는 이 기술을 시작하는 PCB 설계자들을 안내하기 위해 요청된 질문과 전문가의 조언을 요약한 것입니다.

오늘날 극고밀도 특징 크기에 대한 여러분의 능력은 무엇이며, ASC는 2023년에 어떤 발전을 계획하고 있습니까?

오늘날 우리는 FR-4, 하이브리드 구조, 플렉스 및 리지드-플렉스를 위한 다층 회로 기판에서 25마이크론 특징(1밀 라인 및 공간)을 생산할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 구리 트레이스를 사용하는 표준 초미세 라인 기술 외에도, 우리는 의료용 애플리케이션을 위해 금, 팔라듐, 백금만으로 트레이스를 생산할 수 있습니다.

2023년에는 25마이크론 미만의 특징을 구축하기 위해 기술을 더욱 발전시킬 것입니다. 15에서 25마이크론 범위의 회로부터 시작하여, 2023년 말까지는 10마이크론 특징에 도달할 수 있어야 합니다.

초미세 특징 크기로 첫 디자인을 시작할 때 PCB 디자이너가 염두에 두어야 할 주요 설계 규칙은 무엇인가요?

이는 훌륭한 질문입니다. 오늘날 디자이너는 디자인에 사용할 수 있는 많은 옵션을 가지고 있지만, 모든 옵션이 초미세 라인 세계에 적합한 것은 아닙니다.

디자이너가 오늘날 밀집된 BGA 구성 요소를 라우팅하기 위해 적층 마이크로비아, 패드 내 비아 도금 및 부품 조립을 사용해야 하는 경우, 회로를 25 또는 심지어 50 마이크론으로 라우팅할 수 있는 능력은 디자이너에게 고려해야 할 여러 가지 장점을 제공합니다. 일반적으로, 첫 번째 초점은 선 폭 이점을 사용하는 것이어야 합니다. 그런 다음 마이크로비아의 레벨 수를 단일 레벨 사용이나 비아를 교대로 배치하고, 마지막 수단으로 적층 구조를 사용함으로써 줄이는 것을 고려해야 합니다. 이렇게 함으로써, 더 단순한 비아 구조의 신뢰성 이점을 실현할 수 있습니다.

패드 내 비아 구조를 사용하는 것이 이점이 있다면, 외부에 초미세 선 회로를 사용하지 않도록 계획하세요. Type VII 비아 구조를 생산하는 과정은 랩 도금과 여러 번의 도금을 필요로 하며, 이는 초미세 선에 적합하지 않습니다. 필요한 경우에도 수행할 수는 있지만, 디자인 비용을 상당히 증가시킬 것입니다. 외부에서 평면을 사용하여 EMI 차폐의 이점을 고려하세요.

외부적으로, 25 마이크론 공간이 관련되어 있다면 최종 마감 처리가 중요합니다. 가능하다면 솔더 마스크로 정의된 패드를 사용하거나 미세 선 기술을 "마스크 아래"로 유지하세요. 예를 들어, ENIG 마감에서 200 마이크로인치의 니켈이 요구되는 경우, 25 마이크론 공간이 15 마이크론으로 줄어들 수 있으며 이는 단락을 유발할 수 있습니다.

A-SAP™ 공정의 초기 채택자들은 어떤 유형의 응용 프로그램이었나요?

이들은 밀집된 BGA의 라우팅, 설계 단순화, RF 요구 사항 및 의료 응용 분야에 있었습니다. 생체 적합성은 이 기술에 특히 적합합니다.

의료 산업을 위한 독특한 공정을 가지고 있는데, 금과 다른 귀금속을 사용하여 보다 완전한 생체 적합 솔루션을 설명해 줄 수 있나요?

의료 부품의 생체 적합성 요구 사항은 독특한 요소입니다. 구리와 니켈은 생체 적합하지 않습니다. 구리 도선 없이 일반 회로 기판이 어떻게 작동할 수 있을까요? 대부분의 경우 마감 처리에는 금이 필요합니다. 하지만 구리 이동을 방지하기 위해 구리 위에 니켈이 기초 금속으로 사용됩니다.

A-SAP™ 공정은 구리가 없어도 작동합니다. 기본 라미네이트에서 시작하여 팔라듐과 금을 사용하여 회로를 구축합니다. 플래티넘과 같은 다른 귀금속도 사용될 수 있습니다. 이는 구축 과정에서 구리와 니켈을 제거합니다. 기본 유전체는 폴리이미드 및 LCP 필름과 같은 생체 호환성이 있을 수도 있습니다.

ASC는 다른 기술에서도 선두주자입니다. PCB 제조 산업에서 여러분을 돋보이게 하는 능력은 무엇인가요?

ASC는 다양한 연결 솔루션의 다각화된 제조업체입니다. 금속 코어 및 금속 백킹 보드, 금속 코어를 사용하는 RF 및 하이브리드 RF 보드... 또는 사용하지 않습니다. 또한, 우리는 40층 이상의 고밀도 멀티레이어를 부품 조립, 마이크로비아, 빌드업 기술을 사용하여 제작합니다. 양면 및 다층의 고밀도 플렉스 부품을 제공합니다. 북바인더 구조도 가능합니다. 마지막으로, 다양한 재료와 구조로 제작되는 리지드 플렉스도 또 다른 전문 분야입니다.

초고밀도 특징을 위한 최적의 설계 방법에 대해 질문하고 싶은 독자는 어떻게 연락할 수 있나요?

jjohnson@asc-i.com으로 연락하실 수 있으며, 우리의 웹사이트는 www.asc-i.com입니다

추가 자료:

우리는 최근 SAP 처리의 기초를 살펴보았고, 인쇄 회로 기판 스택 업과 관련된 주요 질문들을 검토했으며, 이러한 초고밀도 특징 크기를 사용하여 설계할 때 변경되지 않는 “설계 규칙” 또는 “설계 지침”을 탐구했고, BGA 탈출 영역에서 이러한 초고밀도 회로 트레이스 폭을 활용하고 라우팅 필드에서 더 넓은 트레이스를 사용하는 가능성 주변의 설계 공간을 탐색했습니다. 이점은 회로 층의 감소이며, 우려사항은 50옴 임피던스를 유지하는 것입니다. Eric Bogatin이 최근 이러한 이점과 우려를 분석한 백서를 발표했습니다.