HDI와 일반 PCB의 주요 차이점 - 고밀도 상호 연결의 새로운 시대

HDI(고밀도 상호 연결)는 소량 생산 사용자를 위해 설계된 소형 회로 기판입니다. 일반 PCB와 비교했을 때 HDI의 가장 큰 특징은 높은 배선 밀도입니다. 둘의 차이점은 주로 다음 네 가지 측면에서 나타납니다.

1. HDI는 크기가 더 작고 무게도 더 가볍습니다.

HDI 기판은 기존의 양면 기판을 코어 기판으로 사용하고 연속 적층 방식으로 여러 층을 쌓아 제작됩니다. 이러한 연속 적층 방식의 회로 기판은 BUM(Build-up Multilayer) 기판이라고도 합니다. 기존 회로 기판과 비교했을 때, HDI 기판은 "가볍고, 얇고, 짧고, 작다"는 장점을 가지고 있습니다.

HDI 보드의 층간 전기적 연결은 전도성 스루홀과 매몰/블라인드 비아 연결을 통해 구현됩니다. 이는 일반적인 다층 회로 기판과는 구조가 다릅니다. HDI 보드에는 수많은 마이크로 매몰/블라인드 비아가 사용됩니다. HDI는 레이저 직접 드릴링 방식을 사용하는 반면, 표준 PCB는 일반적으로 기계식 드릴링 방식을 사용하기 때문에 층 수와 종횡비가 종종 줄어듭니다.

2. HDI 마더보드 생산 공정

HDI 보드의 높은 밀도는 주로 홀, 라인, 패드 및 층간 두께의 밀도에 반영됩니다.

마이크로 스루홀: HDI 보드는 블라인드 비아와 같은 마이크로 스루홀 설계를 포함하고 있으며, 이는 주로 직경 150μm 미만의 마이크로홀 형성 기술과 비용, 생산 효율성 및 홀 위치 정확도 제어에 대한 높은 요구 사항을 반영합니다. 기존의 다층 회로 기판에는 스루홀만 존재하며 미세한 매몰/블라인드 비아는 없습니다.

선폭/간격의 정밀화: 이는 주로 선 결함 및 선 표면 거칠기에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해지는 데 반영됩니다. 일반적으로 선폭/간격은 76.2μm를 초과해서는 안 됩니다.

높은 패드 밀도: 납땜 접점 밀도가 50/cm² 이상입니다.²

유전체 두께 감소: 이는 주로 층간 유전체 두께가 80μm 이하로 얇아지는 추세에서 나타나며, 특히 고밀도 기판 및 특성 임피던스 제어가 필요한 패키징 기판의 경우 두께 균일성에 대한 요구가 점점 더 엄격해지고 있습니다.

3. HDI 보드의 전기적 성능이 더 우수합니다.

HDI는 최종 제품 설계를 더욱 소형화할 수 있게 할 뿐만 아니라 전자 성능 및 효율성에 대한 더 높은 기준을 충족합니다.

HDI는 상호 연결 밀도를 높여 신호 강도를 향상시키고 신뢰성을 개선합니다. 또한 HDI 보드는 RF 간섭, 전자기파 간섭, 정전기 방전, 열전도 등에서 우수한 성능을 발휘합니다. HDI는 완전 디지털 신호 처리 제어(DSP) 기술과 다수의 특허 기술을 활용하여 광범위한 페이로드에 대한 적응성과 강력한 단기 과부하 내성을 제공합니다.

4. HDI 보드는 매립형 비아 플러깅에 대한 요구 사항이 매우 높습니다.

기판 크기든 전기적 성능이든 HDI는 일반 PCB보다 우수합니다. 하지만 모든 것에는 양면이 있습니다. HDI는 고급 PCB로 제작되기 때문에 일반 PCB보다 제조 문턱과 공정 난이도가 훨씬 높습니다. 또한 생산 과정에서 특히 매립형 비아 플러깅과 같은 여러 가지 사항에 주의해야 합니다.

현재 HDI 제조의 핵심적인 문제점과 어려움은 매몰 비아(buried via) 플러깅입니다. HDI 매몰 비아가 제대로 플러깅되지 않으면 기판 가장자리 불균일, 유전체 두께 불균일, 패드 패임 등과 같은 심각한 품질 문제가 발생합니다.

보드 표면이 고르지 않고 선이 직선이 아니어서 움푹 들어간 부분에 해변 현상이 발생하고, 이로 인해 선 간격이나 단선과 같은 결함이 생길 수 있습니다.

유전체 두께가 고르지 않으면 특성 임피던스가 변동하여 신호 불안정을 초래할 수 있습니다.

납땜 패드의 고르지 않음은 후속 패키징 품질 저하 및 그에 따른 부품 손실로 이어질 수 있습니다.

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