2025-09-15
고밀도 인터커넥트 (HDI) PCB는 5G 스마트폰에서 의료 임플란트까지 더 작고 빠르고 더 강력한 장치를 가능하게 함으로써 전자계를 혁명적으로 변화시켰다.이 혁신의 핵심은 전기 성능을 균형 잡는 첨단 재료입니다.표준 PCB와 달리 HDI 디자인은 마이크로 비아 (≤150μm) 를 지원하기 위해 특수 기판, 구리 필름 및 강화에 의존합니다.미세한 음향의 흔적 (3/3 ml), 그리고 높은 계층 수 (최고 20 계층).
이 가이드는 HDI 제조에서 가장 중요한 재료를 탐구하고, 그들의 특성, 응용 및 성능 메트릭을 비교합니다.첨단 FR4 변종에서 고성능 폴리마이드 및 BT-에포시로, 우리는 각 재료가 고주파, 고밀도 디자인에서 독특한 과제를 해결하는 방법을 분해합니다.이러한 재료를 이해하는 것은 신뢰성과 성능을 최적화하는 열쇠입니다..
주요 내용
1.물질 다양성: HDI PCB는 고급 FR4, 폴리아미드, BT-에포시, PTFE 및 ABF (Ajinomoto Build-up Film) 를 활용하여 낮은 신호 손실에서 유연한 디자인에 이르기까지 특정 요구를 충족합니다.
2성능 드라이버: 변전기 상수 (Dk), 방출 인수 (Df), 유리 전환 온도 (Tg) 는 중요합니다. 낮은 Dk/Df 물질 (예를 들어,PTFE) 는 고 주파수 (> 10GHz) 애플리케이션에서 우수합니다..
3구리 혁신: 초 부드럽고 얇은 구리 필름은 더 얇은 흔적을 (50μm) 만들어 5G 및 mmWave 디자인에서 신호 손실을 줄입니다.
4제조 시너지: 재료는 레이저 드릴링 및 연속 라미네이션과 같은 HDI 프로세스를 작동해야합니다. 예를 들어, 레이저 드릴러블 유리 강화는 마이크로 비아를 만드는 것을 단순화합니다.
5응용 초점: 폴리마이드는 유연한 HDI를 지배합니다. BT-에록시는 자동차 전자제품에서 빛납니다. 고급 FR4는 소비자 장치의 비용과 성능을 균형 잡습니다.
첨단 HDI PCB 제조의 핵심 재료
HDI PCB는 특정 전기, 열 및 기계적 요구를 충족시키기 위해 각자가 맞춤화된 일련의 재료에 의존합니다. 아래는 가장 중요한 범주에 깊이 잠수합니다.
1다이렉트릭 기판: 신호 무결성의 기초
다이렉트릭 물질은 전도층을 분리하여 신호 속도, 손실 및 임피던스를 제어합니다. HDI 디자인은 고주파 및 고속 신호를 지원하기 위해 긴 관용을 가진 기판을 필요로합니다.
| 재료 분류 | 주요 특성 | Dk (10GHz) | Df (10GHz) | Tg (°C) | 가장 좋은 방법 |
|---|---|---|---|---|---|
| 고급 FR4 | 비용, 성능 및 제조 가능성 | 4.244.8 | 00.015 ∼ 0.025 | 170~180 | 소비자 전자제품, IoT 센서 |
| 폴리아미드 | 유연하고 고온 저항성 | 30.03.5 | 00.0080.012 | 250~300 | 플렉서블 HDI (WEARABLE, 자동차 센서) |
| BT-에포시 (비스말레이마이드-트리아진) | 낮은 수분 흡수, 차원 안정성 | 30.84.2 | 00.0080.010 | 180~200 | 자동차 ADAS, 5G 기본 스테이션 |
| PTFE (폴리테트라플루로에틸렌) | 극저하 손실, 높은 주파수 성능 | 2.2225 | 00.0009 ′′0.002 | >260 | mm파 레이더, 위성 통신 |
| ABF (Ajinomoto 빌드업 필름) | 초미세 선 기능 | 30.03.3 | 00.0060.008 | >210 | 고밀도 IC 기판, 서버 CPU |
성능 분포 빈도
a.<10GHz (예: Wi-Fi 6): 고급 FR4 (예: Isola FR408HR) 는 저렴한 비용으로 충분한 성능을 제공합니다.
b.10~30GHz (예를 들어, 5G 하위 6GHz): BT-에록시 및 폴리아미드 균형 손실 및 안정성.
c.>30GHz (예를 들어, mmWave 28/60GHz): PTFE와 ABF는 레이더 및 위성 연결에 매우 중요한 신호 약화를 최소화합니다.
2구리 포일: 미세한 흔적과 낮은 손실을 가능하게
구리 필름은 HDI PCB의 전도 경로를 형성하며, 그 품질은 특히 높은 주파수에서 신호 무결성에 직접적으로 영향을줍니다.
| 구리 종류 | 두께 범위 | 표면 거칠성 | 주요 이점 | 적용 |
|---|---|---|---|---|
| 얇은 구리 포일 | 9~18μm (0.25~0.5oz) | 중등 (0.5~1.0μm) | 밀도가 높은 레이아웃을 위해 50μm 추적/공간을 허용합니다. | 스마트폰, 웨어러블 기기 |
| 초 부드러운 구리 | 12μ35μm (0.35μ1ounce) | 극저 (<0.1μm) | 고주파 (> 28GHz) 설계에서 신호 손실을 줄입니다. | mmWave 안테나, 5G 송신기 |
| 롤링 앙일러드 (RA) 구리 | 18~70μm (0.5~2온스) | 낮은 (0.3~0.5μm) | 릭드 플렉스 HDI의 유연성 향상 | 자동차용 센서, 접는 디스플레이 |
왜 표면 거칠성이 중요합니까? 높은 주파수에서 전류는 구리 표면 근처에 흐릅니다. 거칠한 표면은 신호를 산란시킵니다.증가하는 손실은 60GHz에서 표준 구리와 비교하면 30% 감소합니다..
3강화 재료: 강도 및 공정 호환성
강화제 (일반적으로 유리 기반) 는 다이 일렉트릭 기판에 기계적 강도를 추가하고 레이저 파도와 같은 HDI 제조 프로세스를 가능하게합니다.
| 강화형 | 소재 | 핵심 재산 | HDI 제조업에 대한 혜택 |
|---|---|---|---|
| 레이저 뚫을 수 있는 유리 | 얇은 유리 선 | 유니폼 직물, 최소한의 굴착 | 미크로비아 생성 (50~100μm 지름) 을 단순화합니다. |
| 고강성 유리 | E-글라스 | 낮은 CTE (3-5 ppm/°C) | 다층 HDI에서 warpage를 줄입니다. |
| 저Dk 유리 | S-글라스 | 더 낮은 변압압수 (4.0 대 E 유리 4.8) | 고주파 설계에서 신호 손실을 줄입니다. |
4표면 완공 및 솔더 마스크: 보호 및 연결
표면 가공 은 구리 를 산화 로부터 보호 하고 신뢰성 있는 용접 을 보장 하며, 용접 마스크 는 흔적 을 고립 하고 단회로 를 방지 한다.
| 표면 마감 | 주요 이점 | 가장 좋은 방법 |
|---|---|---|
| ENIG (전기 없는 니켈 몰입 금) | 평평한 표면, 뛰어난 부식 저항성 | 얇은 음향 BGA, 고주파 흔적 |
| 몰입 은 | 부드러운 표면, 낮은 신호 손실 | 5G RF 모듈, 레이더 시스템 |
| ENEPIG (전체 없는 니켈 전체 없는 팔라디움 침수 금) | 강한 접착력, 높은 신뢰성 | 자동차 ADAS, 항공우주 |
| 침수 틴 | 비용 효율성, 잘 용접 가능성 | 소비자 전자제품, 저렴한 HDI |
| 솔더 마스크 타입 | 특징 | 적용 |
|---|---|---|
| LPI ( 액체 사진 상상력) | 고해상도 (50μm 선) | 얇은 피치 부품, 마이크로 비아 |
| 레이저 직접 영상 (LDI) | 레이저로 뚫린 특징과 정밀한 정렬 | HDI 3/3 밀리트레스/공간 |
특정 HDI 애플리케이션에 대한 재료 선택
올바른 재료를 선택하는 것은 응용 프로그램의 빈도, 환경 및 신뢰성 요구에 달려 있습니다.
15G 및 통신
도전: 높은 주파수 (2860GHz) 는 낮은 손실과 안정적인 Dk를 요구합니다.
솔루션: 초 부드러운 구리로 된 PTFE 기판 (예를 들어, 로저 RT/더로이드 5880) 은 60GHz에서 삽입 손실을 0.3dB/인치로 줄입니다.
예제: 5G 소형 셀은 ENIG 마무리된 PTFE HDI를 사용하며 20% 적은 전력 소비로 10Gbps 데이터 속도를 달성합니다.
2자동차 전자제품
도전 과제: 극한 온도 (-40°C~125°C) 와 진동
솔루션: 레이저 뚫을 수 있는 유리와 ENEPIG 마감으로 된 BT-에포시 기판은 습기와 열 순환에 저항합니다.
예: ADAS 레이더 모듈은 BT-에포시 HDI를 사용하여 10만 마일 이상 77GHz 성능을 유지합니다.
3유연하고 착용 가능한 장치
도전 과제: 굽기 쉽고 내구성 있는 것이 필요합니다.
솔루션: RA 구리와 함께 폴리아미드 기판은 흔적 균열없이 100,000 + 구부러기 (1mm 반지름) 를 견딜 수 있습니다.
예를 들어, 피트니스 트래커는 폴리마이드와 유연한 HDI를 사용하며, 40mm 케이스에 3배 더 많은 센서를 장착합니다.
4고속 데이터 (서버, AI)
도전: 112Gbps PAM4 신호는 최소한의 분산이 필요합니다.
솔루션: 우트라 부드러운 구리 Dk 안정성 (± 0.05) 을 가진 ABF 필름은 임피던스 제어 (100Ω ± 5%) 를 보장합니다.
예: 데이터 센터 스위치는 ABF HDI를 사용하여 30% 낮은 지연 시간으로 800Gbps 처리량을 지원합니다.
HDI 재료 동향 및 혁신
HDI 산업은 더 높은 주파수와 더 작은 형식 요소에 대한 수요로 인해 계속 진화합니다.
1낮은 Dk 나노 복합물: 새로운 재료 (예: 세라믹으로 채워진 PTFE) 는 Dk <2를 제공합니다.0, 100GHz+ 애플리케이션을 대상으로 합니다.
2.임베디드 컴포넌트: 임베디드 레지스터/컨데시터와 함께 된 다이 일렉트릭은 IoT 장치에서 보드 크기를 40% 감소시킵니다.
3환경 친화적 옵션: 알로겐 없는 FR4 및 재활용 가능한 구리 필름은 EU 및 미국 지속가능성 규정을 충족합니다.
4인공지능 기반 재료 선택: Ansys Granta와 같은 도구는 응용 매개 변수 (주파수, 온도) 를 기반으로 최적의 재료를 선택하여 설계 주기를 20% 줄입니다.
FAQ
Q: HDI 물질은 표준 PCB 물질과 어떻게 다릅니다?
A: HDI 재료는 더 긴 Dk/Df 허용도, 더 높은 Tg, 그리고 레이저 뚫림과 호환성을 제공합니다. 마이크로 비아와 미세한 흔적에 대해 중요합니다. 예를 들어 표준 FR4는 Df > 0을 가지고 있습니다.02, 10GHz 이상 신호에 적합하지 않은 반면 HDI 등급 PTFE는 Df <0을 가지고 있습니다.002.
Q: 언제 폴리마이드를 BT 에포시보다 선택해야 합니까?
A: 폴리마이드는 유연한 디자인 (예: 웨어러블) 또는 고온 환경 (> 200 ° C) 에 이상적입니다. BT-에포시는 낮은 수분 흡수를 필요로하는 딱딱한 자동차 또는 5G 애플리케이션에 더 좋습니다.
Q: 고주파 신호에 대한 구리 표면 거름의 영향은 무엇입니까?
A: 60GHz에서, 거친 구리 (1μm) 는 초연끈한 구리 (0.1μm) 와 비교하여 0.5dB/인치로 신호 손실을 증가시킵니다.
Q: 첨단 HDI 재료가 더 비싸나요?
A: 네, PTFE는 고급 FR4보다 5~10배 더 비싸지만, 더 작은 디자인을 가능하게 함으로써 시스템 비용을 줄이고 신뢰성을 향상시켜 고성능 애플리케이션에 대한 투자를 정당화합니다.
Q: HDI에 적합한 표면 마감품을 어떻게 선택할 수 있나요?
A: 얇은 음향 BGA를 위해 평평성을 위해 ENIG를 사용하십시오. 고주파의 경우 몰입 은은 신호 손실을 최소화합니다. 자동차용으로 ENEPIG는 혹독한 환경에서 뛰어난 신뢰성을 제공합니다.
결론
첨단 재료는 현대 전자제품에 적용되는 컴팩트하고 고성능 장치를 가능하게 하는 HDI PCB 혁신의 척추입니다.,각 재료는 신호 무결성, 열 관리 및 제조성에서 독특한 과제를 해결합니다.
이러한 재료의 특성과 응용을 이해함으로써 설계 및 제조 팀 간의 협력을 통해 엔지니어들은 HDI 기술의 잠재력을 완전히 발휘할 수 있습니다.알리, 유연한 전자기기가 계속 발전하고, 재료 혁신은 PCB 설계에서 가능한 한계를 밀어내는 주요 동력으로 남아있을 것입니다.
LT CIRCUIT와 같은 제조사들의 경우, 레이저 드릴링과 LDI와 같은 정밀 프로세스와 결합한 이러한 재료를 활용하면 HDI PCB가 차세대 전자제품의 까다로운 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.100Gbps 데이터 링크에서 견고한 자동차 시스템에.
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