2025-09-16
고밀도 인터커넥트 (HDI) PCB는 현대 전자제품의 척추이며 5G 스마트폰, 자동차 ADAS 센서,의료용 웨어러블 기기표준 PCB와 달리 HDI 디자인은 마이크로 비아 (≤150μm), 얇은 피치 흔적 (3/3 밀리) 및 고 주파수 신호 (100GHz까지) 를 지원하기 위해 고급 재료에 의존합니다.올바른 재료 선택은 신호 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다., 열 관리 및 내구성 때문에 엔지니어는 각 옵션의 장점과 타협점을 이해하는 것이 중요합니다.
이 가이드는 HDI PCB 제조에 필요한 가장 중요한 첨단 재료를 분해하고 주요 특성을 비교하고 실제 응용 분야에 적용합니다.10Gbps 데이터 링크나 유연한 건강 모니터링을 설계하든, 이 분석은 성능, 비용, 제조성을 균형 잡는 재료를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용
1재료 성능 유도자: 변전 (Dk), 분사 요인 (Df), 유리 전환 온도 (Tg),그리고 열 전도성은 HDI 성공에 대해 협상 할 수 없습니다. 낮은 Dk/Df 물질은 고주파 (> 10GHz) 설계에서 우수합니다..
2.코어 재료 카테고리: 고급 FR4, 폴리마이드, BT-에포시, PTFE 및 ABF (Ajinomoto Build-up Film) 는 HDI 제조를 지배하며, 각각은 독특한 과제를 해결합니다.높은 열 저항성).
3구리 혁신: 초 부드럽고 얇은 구리 필름은 더 얇은 흔적을 (50μm) 만들어 5G/mmWave 애플리케이션에서 신호 손실을 줄입니다.
4. 애플리케이션 정렬: 폴리마이드 유연한 HDI에서 선도; BT-에록시 자동차 전자에서 빛; PTFE는 mmWave 레이더를 지배합니다.
5제조 시너지: 재료는 HDI 프로세스와 통합되어야합니다 (레이저 드릴링, 연속 라미네이션)
첨단 HDI PCB를 위한 중요한 재료
HDI PCB 는 각기 특정 전기적, 열적, 기계적 요구사항에 맞게 제작된 각기 신중하게 선택된 재료들에 의존한다. 아래는 가장 영향력 있는 범주의 상세한 분포이다:
1다이렉트릭 기판: 신호 무결성의 기초
다이렉트릭 물질은 선도 계층을 분리하여 신호 속도, 손실 및 임피던스를 제어합니다. HDI 설계는 높은 밀도에서 신호 저하를 피하기 위해 긴 허용량을 가진 기판을 필요로합니다.고주파 레이아웃.
| 소재 종류 | Dk (10GHz) | Df (10GHz) | Tg (°C) | 열전도 (W/m·K) | 주요 이점 | 이상적 인 응용 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 첨단 FR4 (예: ISOLA FR408HR) | 4.244.8 | 00.015 ∼ 0.025 | 170~180 | 0.3 ∼ 0.5 | 저렴한 비용, 제조가 쉬우며, 좋은 성능 균형 | 소비자 전자제품 (스마트폰, 태블릿), IoT 센서 |
| 폴리아미드 (예를 들어, 듀폰 카프톤) | 30.03.5 | 00.0080.012 | 250~300 | 0.3 ∼ 0.5 | 유연하고 고온 저항성, 낮은 수분 흡수성 | 웨어러블 기기, 자동차 센서, 접는 디스플레이 |
| BT-에포시 (비스말레이마이드-트리아진) | 30.84.2 | 00.0080.010 | 180~200 | 00.660입니다.8 | 차원 안정성, 우수한 용접성 | 자동차 ADAS, 5G 기지국, 전원 모듈 |
| PTFE (예: 로저 RT/더로이드 5880) | 2.2225 | 00.0009 ′′0.002 | >260 | 0.29'035 | 극저 신호 손실, 고주파 성능 | mmWave 레이더, 위성 통신, 5G mmWave |
| ABF (Ajinomoto 빌드업 필름) | 30.03.3 | 00.0060.008 | >210 | 00.4 ∼ 0.6 | 초미세 선 능력 (2/2 밀리), 낮은 분산 | 고속 서버, 인공지능 가속기, IC 기판 |
한눈에 보이는 성능: 고주파 신호 손실
60GHz에서 (5G mmWave에 중요한) 재료 선택은 신호 저하에 직접적으로 영향을 미칩니다.
a.PTFE: 0.3dB/인치 (최소 손실, 장거리 연결에 이상)
b.폴리마이드: 0.8dB/인치 (유연한 5G 장치에 균형 잡힌)
c.첨단 FR4: 2.0dB/인치 (30GHz 이상의 애플리케이션에 너무 높다)
2구리 포일: 미세한 흔적과 낮은 손실을 가능하게
구리 필름은 HDI PCB의 전도 경로를 형성합니다.그리고 그들의 품질은 고주파 신호 무결성을 위해 만들거나 깨는 것입니다. 특히 피부 효과 때문에 (고주파의 구리 표면에 가까운 전류 흐름).
| 구리 포일 종류 | 두께 범위 | 표면 거칠성 (μm) | 주요 이점 | 대상 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| 얇은 전자기 (ED) 구리 | 9~18μm (0.25~0.5oz) | 00.5 ∼1.0 | 밀도가 높은 레이아웃을 위해 50μm 추적/공간을 허용합니다. | 스마트폰, 웨어러블 기기, IoT 센서 |
| 초 부드러운 ED 구리 | 12μ35μm (0.35μ1ounce) | <0.1 | > 28GHz 디자인에서 피부 효과 손실을 줄입니다. | 5G mmWave 모듈, 레이더 시스템 |
| 롤링 앙일러드 (RA) 구리 | 18~70μm (0.5~2온스) | 0.3 ∼ 0.5 | 릭드 플렉스 HDI의 유연성 향상 | 자동차용 센서, 접는 디스플레이 |
왜 표면 거칠성 이 중요 합니까?: 1μm의 거친 구리 표면은 5G 기본 스테이션의 범위를 20% 감소시킬 수있는 초 부드러운 (0.1μm) 구리와 비교하면 60GHz에서 신호 손실을 0.5dB/인치 증가시킵니다.
3강화 재료: 강도 및 공정 호환성
강화제 (일반적으로 유리 기반) 는 다이 일렉트릭 기판에 기계적 경직성을 추가하고 레이저 드릴링 및 연속 라미네이션과 같은 HDI 제조 프로세스와 호환성을 보장합니다.
| 강화형 | 재료 구성 | 핵심 재산 | HDI 제조업 이익 |
|---|---|---|---|
| 레이저 뚫을 수 있는 유리 | 유통용 유선 | 유니폼 직물, 뚫기 동안 최소한의 樹脂 smear | 미크로비아 생성 (50~100μm 지름) 을 단순화합니다. |
| CTE가 낮은 유리 | S-글라스 또는 쿼츠 | 열 확산 계수 (CTE): 3~5ppm/°C | 다층 HDI (10+ 층) 에서 보드 워크 페이지를 줄입니다. |
| 저Dk 유리 | 보로실리케이트 유리 | Dk: 3.8~4.0 (표준 E-글라스 대비 4.8) | 고주파 (> 10GHz) 설계에서 신호 손실을 줄입니다. |
4표면 완공 및 용접 마스크: 보호 및 연결
표면 완공은 구리 산화를 방지하고 신뢰할 수있는 용접을 보장하며 용접 마스크는 흔적을 고립하고 HDI의 밀집한 레이아웃에 중요한 단전 회로를 방지합니다.
| 표면 마감 | 주요 이점 | Df 인팩트 (10GHz) | 이상적 인 응용 |
|---|---|---|---|
| ENIG (전기 없는 니켈 몰입 금) | 평평한 표면, 부식 저항성, 장수 기간 | 0.001·0.002 증가 | 얇은 피치 BGA (0.4mm), 높은 신뢰성 자동차 |
| 몰입 은 | 부드러운 표면, 최소한의 신호 손실 | <0.001 증가 | 5G RF 모듈, 레이더 시스템 |
| ENEPIG (전체 없는 니켈 팔라디움 몰입 금) | 강한 접착력, 납 없는 호환성 | 0.001·0.003 증가 | 항공우주, 의료기기 |
| 솔더 마스크 타입 | 해상도 (최소 추적/공간) | 열 저항 | 가장 좋은 방법 |
|---|---|---|---|
| LPI ( 액체 사진 상상력) | 50μm/50μm | 150°C까지 | 얇은 피치 부품, 마이크로 비아 |
| 레이저 직접 영상 (LDI) | 30μm/30μm | 180°C까지 | 초밀 HDI (2/2 밀리 미터/공간) |
HDI 적용에 의한 재료 선택
올바른 재료는 응용 프로그램의 주파수, 환경 및 신뢰성 요구 사항에 달려 있습니다. 아래는 일반적인 사용 사례와 최적의 재료 결합입니다.
15G 인프라와 장치
도전: 높은 주파수 (2860GHz) 는 극저하 손실과 안정적인 Dk를 요구합니다.
솔루션: PTFE 기판 + 초연끈한 구리 + 몰입 은색.
예를 들어: 5G 소형 셀은 12μm 초연끈한 구리로 로저스 RT/더로이드 5880 (PTFE) 를 사용하여 고급 FR4 설계보다 25% 적은 전력 소비로 10Gbps 데이터 속도를 달성합니다.
2자동차 ADAS & EV 전자제품
도전 과제: 극심 한 온도 (-40°C 내지 125°C), 진동, 습도.
솔루션: BT-에록시 기판 + 레이저 뚫을 수 있는 유리 + ENEPIG 마감.
예제: 77GHz 레이더 모듈은 BT-에포시 HDI를 사용하여 충돌을 피하기 위해 100,000 마일 이상에서 ±5cm 탐지 정확도를 유지합니다.
3유연한 웨어러블 기기 및 의료 센서
도전: 굽기성 (1mm 반지름), 생물 호환성, 장기 내구성.
용액: 폴리아미드 기판 + RA 구리 + LPI 용접 마스크
예를 들어, 피트니스 추적기는 18μm RA 구리와 함께 폴리마이드 HDI를 사용하여 심장 박동 모니터, GPS 및 배터리를 40mm 케이스에 장착하는 동안 흔적 균열없이 100,000+ 곡선에서 살아남습니다.
4고속 데이터 (서버 및 AI)
도전: 112Gbps PAM4 신호는 최소한의 분산과 임피던스 통제가 필요합니다.
솔루션: ABF 필름 + 초 부드러운 구리 + ENIG 마감.
예를 들어: 데이터 센터 스위치는 2/2 밀리 트랙으로 ABF HDI를 사용하며 표준 FR4 디자인보다 30% 낮은 지연 시간으로 800Gbps 처리량을 지원합니다.
HDI 재료 의 신흥 추세
HDI 산업은 6G, AI 및 차세대 자동차 시스템의 요구를 충족시키기 위해 빠르게 발전하고 있습니다. 주요 혁신은 다음과 같습니다.
1.Low-Dk 나노 복합물: Dk <2.0의 새로운 재료 (예: 세라믹으로 채워진 PTFE) 는 6G 연구를 위해 중요한 100GHz+ 애플리케이션을 목표로합니다.
2.임베디드 컴포넌트: 임베디드 레지스터/컨데시터와 함께 된 다이전트릭은 IoT 및 웨어러블 장치에서 보드 크기를 40% 감소시킵니다.
3환경 친화적 옵션: 알로겐이 없는 고급 FR4 및 재활용 가능한 구리 필름은 EU RoHS 및 미국 EPA 지속가능성 규정을 준수합니다.
4인공지능 기반 재료 선택: Ansys Granta와 같은 도구는 응용 매개 변수 (주파수, 온도) 를 기반으로 최적의 재료를 선택하여 설계 주기를 20% 단축합니다.
FAQ
Q: HDI 물질은 표준 PCB 물질과 어떻게 다릅니다?
A: HDI 물질은 더 긴 허용도 (예를 들어, 표준 FR4의 Dk ±0.05 대 ±0.3), 더 높은 Tg (표준 FR4의 180°C+ 대 130°C),레이저 뚫기와 호환성표준 재료는 높은 Df로 인해 높은 주파수 (> 10GHz) 에서 실패합니다.
Q: 언제 폴리마이드를 BT 에포시보다 선택해야 합니까?
A: 폴리마이드는 유연한 디자인 (쓰기, 접기) 또는 고온 환경 (> 200 ° C) 에 이상적입니다. BT- 에포시 (BT-epoxy) 는 딱딱한 응용 프로그램 (자동차 ADAS,5G 기본 스테이션) 은 낮은 수분 흡수와 차원 안정성을 필요로 합니다..
Q: 초연끈한 구리는 HDI에 대한 비용을 지불할 가치가 있습니까?
A: 예> 28GHz 디자인 (5G mmWave, 레이더) 에 대해 초 부드러운 구리는 신호 손실을 30% 감소시켜 범위를 확장하고 전력 요구를 낮추고 있습니다. <10GHz 응용 프로그램 (Wi-Fi 6)표준 ED 구리는 충분합니다..
Q: PTFE와 고급 FR4의 비용 차이는 무엇입니까?
A: PTFE는 고급 FR4보다 5~10배 더 비싸지만 고성능 애플리케이션 (위성 통신, mmWave 레이더) 에 적합합니다.고급 FR4 균형 비용과 성능.
Q: HDI 프로세스와 재료 호환성을 어떻게 보장합니까?
A: LT CIRCUIT와 같은 제조업체와 조기에 협력하십시오. 그들은 재료 (예를 들어, 레이저 드릴러블 글래스) 가 레이저 파도, 순차 라미네이션 및 AOI 검사와 통합되는지 확인할 수 있습니다.비용이 많이 드는 재작업을 피하는 것.
결론
첨단 소재는 현대 전자제품을 정의하는 소형, 고성능 장치를 가능하게 하는 HDI PCB 혁신의 알려지지 않은 영웅입니다.5G mmWave를 위한 PTFE의 극저 손실에서 웨어러블에 대한 폴리마이드의 유연성까지, 각 재료는 고유 한 과제를 해결하지만 성공은 응용 요구 사항과 재료 특성을 조정하는 데 달려 있습니다.
주요 메트릭 (Dk, Df, Tg) 에 우선 순위를 부여하고 경험 많은 제조업체와 협력함으로써 엔지니어들은 HDI 기술의 잠재력을 완전히 발휘할 수 있습니다.그리고 전기차는 성능의 경계를 뛰어넘습니다., 재료 혁신은 HDI PCB가 다음 세대의 전자 장치에 계속 공급되도록 보장하는 초석이 될 것입니다.
LT CIRCUIT 같은 제조사에게는이러한 첨단 재료를 활용하여 레이저 파도와 LDI와 같은 정밀 프로세스와 결합하여 HDI PCB가 오늘날의 가장 중요한 애플리케이션의 엄격한 요구 사항을 충족시키는 것을 보장합니다.생명을 구하는 의료기기부터 글로벌 5G 네트워크까지
문의사항을 직접 저희에게 보내세요
