2025-07-18
5G 라우터부터 의료용 웨어러블 기기, 전기 자동차에 이르기까지, 더 작고, 빠르고, 강력한 전자를 구축하기 위한 경쟁에서 다층 및 고밀도 상호 연결(HDI) PCB는 필수 불가결해졌습니다. 이러한 첨단 보드는 더 좁은 공간에 더 많은 기능을 담지만, 그 복잡성으로 인해 전문적인 제조 전문 지식이 필요합니다. LT CIRCUIT과 같은 전문 제조업체는 최첨단 기술, 엄격한 공정, 정밀 장비를 활용하여 신뢰할 수 있고 고성능 PCB를 제공합니다. 다음은 이러한 중요한 구성 요소를 생산하는 기술을 마스터하는 방법입니다.
주요 내용
1. 다층 PCB(3개 이상의 레이어) 및 HDI 보드는 고급 설계(마이크로비아, 레이저 드릴링)를 사용하여 밀도와 성능을 향상시킵니다.
2. 재료 선택부터 레이저 드릴링까지 정밀 제조를 통해 항공우주 및 의료와 같은 산업 분야에서 엄격한 허용 오차를 충족하는 보드를 보장합니다.
3. HDI 기술은 표준 PCB에 비해 크기를 40% 줄이는 동시에 부품 밀도를 400% 이상 증가시킵니다.
4. 엄격한 테스트(AOI, X-ray, 열 사이클링)는 극한 조건에서 신뢰성을 보장합니다.
다층 vs. HDI PCB: 차이점은 무엇일까요?
제조에 들어가기 전에 이러한 보드의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 둘 다 소형화를 가능하게 하지만, 설계와 사용 사례는 다릅니다.
| 특징 | HDI PCB | 표준 다층 PCB |
|---|---|---|
| 레이어 수 | 더 적음(예: 6개 레이어가 8개를 대체) | 3~40개 레이어(복잡한 설계를 위해 더 많음) |
| 비아 기술 | 마이크로비아(20~50μm), 레이저 드릴링 | 쓰루홀 비아(50+μm), 기계 드릴링 |
| 부품 밀도 | 400% 더 높음(단위 면적당 부품 수) | 낮음, 비아 크기에 제한됨 |
| 신호 무결성 | 우수함(EMI 감소, 더 빠른 속도) | 양호하지만 레이어 간격에 제한됨 |
| 일반적인 용도 | 스마트폰, 웨어러블 기기, 5G 모듈 | 산업용 컨트롤러, 전원 공급 장치 |
제조 공정: 설계부터 납품까지
전문 제조업체는 품질을 보장하기 위해 엄격하고 기술 중심적인 워크플로우를 따릅니다. 다음은 LT CIRCUIT 및 동료들이 설계를 신뢰할 수 있는 PCB로 전환하는 방법입니다.
1. 설계 및 엔지니어링: 품질의 기반
모든 보드는 산업 표준(IPC-2226, IPC/JPCA-2315)에 따라 정밀한 설계로 시작합니다. 엔지니어는 다음 사항에 중점을 둡니다.
a. 레이어 스택업: 대칭 설계(예: HDI의 경우 1+N+1)는 적층 시 뒤틀림을 방지합니다. 전용 전원/접지 평면은 노이즈를 줄이고 신호 무결성을 향상시킵니다.
b. 비아 계획: HDI 보드는 블라인드(표면에서 내부 레이어까지) 및 매립형(내부 레이어에서 내부 레이어까지) 비아와 마이크로비아를 사용하여 혼잡을 방지합니다. 레이저 드릴링은 20μm 정밀도를 달성하며, 이는 사람 머리카락보다 작습니다.
c. 재료 매칭: 유전율(Dk) 및 손실 탄젠트(Df)는 최종 용도에 맞게 조정됩니다. 5G의 경우 Isola I-Tera MT40(Df <0.0025)과 같은 저손실 재료는 신호 저하를 최소화합니다.
2. 재료 선택: 성능과 목적의 만남
적절한 재료는 보드가 가혹한 조건(열, 진동, 습기)에서 살아남도록 보장합니다. 제조업체는 속도와 손실에 따라 재료를 분류합니다.
| 재료 범주 | 주요 특성 | 최적의 용도 | 예시 재료 |
|---|---|---|---|
| 표준(저속) | 더 높은 Dk 변화, 보통 손실 | 기본 전자 제품(예: 계산기) | FR-4(Isola 370HR) |
| 중간 속도/저손실 | 안정적인 Dk, 표준의 절반 손실 | 최대 10GHz 장치(예: 라우터) | Nelco N7000-2 HT |
| 고속/초저손실 | 평탄한 Dk, 최소 손실 | 5G, 레이더 및 고주파(20GHz+) | Isola I-Speed, Tachyon 100G |
3. 적층 및 드릴링: 구조 구축
적층은 제어된 열(180~200°C)과 압력을 사용하여 레이어(구리, 프리프레그, 코어)를 결합합니다. LT CIRCUIT은 ±25μm 정렬을 달성하며, 이는 20레이어 보드에 중요합니다.
드릴링은 HDI 및 다층 PCB가 갈라지는 지점입니다.
a. 다층 PCB: 기계 드릴(250,000RPM)은 50μm만큼 작은 쓰루홀을 생성합니다.
b. HDI PCB: 레이저 드릴(30~40μm의 경우 CO2, 20μm의 경우 UV)은 초당 1,000개의 구멍을 뚫어 라우팅 밀도를 2~4배 높이는 마이크로비아를 가능하게 합니다.
4. 비아 기술: 레이어를 안정적으로 연결
비아는 레이어 간의 '다리'이며, 그 품질은 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
a. 비아 채우기: 전기 도금은 구리(15~20μm 두께)로 구멍을 채워 전도성을 보장하고 신호 손실을 방지합니다.
b. 종횡비: HDI 비아는 6:1 비율(표준의 경우 12:1)을 사용하여 스트레스를 줄이고 열 사이클에서 신뢰성을 향상시킵니다.
c. EMI 감소: 전략적 비아 배치는 전자기 간섭을 25~40dB 줄여 의료 기기 및 항공우주 시스템에 필수적입니다.
5. 품질 관리: 오류의 여지 없음
엄격한 테스트를 통과하지 않고는 어떤 보드도 출고되지 않습니다.
a. 자동 광학 검사(AOI): 카메라와 AI는 수동 검사보다 빠르게 표면 결함(부정렬된 부품, 솔더 브리지)의 99.5%를 감지합니다.
b. X-ray 검사: 다층 및 HDI 보드의 숨겨진 결함(BGA 솔더 조인트의 공극)을 드러냅니다.
c. 열 및 기계적 테스트: 보드는 -40°C~125°C 열 사이클과 10G 진동 테스트를 견뎌 실제 사용을 시뮬레이션합니다.
d. 전기 테스트: 플라잉 프로브는 단락 또는 개방을 감지하기 위해 연속성, 임피던스(±5% 허용 오차) 및 절연 저항을 확인합니다.
전문 제조업체를 선택해야 하는 이유?
다층 및 HDI PCB의 복잡성은 전문 지식을 요구합니다. LT CIRCUIT의 공정은 다음을 제공합니다.
a. 더 높은 수율: 보드의 95%가 첫 번째 검사를 통과합니다(비전문 제조업체의 경우 70%).
b. 더 빠른 처리 시간: 레이저 드릴링 및 자동화된 워크플로우는 생산 시간을 30% 단축합니다.
c. 규정 준수: IPC-A-600(고신뢰성용 클래스 3) 및 ISO 13485(의료) 준수는 엄격한 산업과의 호환성을 보장합니다.
FAQ
Q: 표준 다층 PCB보다 HDI를 선택해야 하는 경우는 언제입니까?
A: HDI는 공간이 중요한 소형 고성능 장치(스마트폰, 웨어러블 기기)에 이상적입니다. 크기를 40% 줄이는 동시에 부품 밀도를 높입니다.
Q: 다층 PCB의 최대 레이어 수는 얼마입니까?
A: LT CIRCUIT과 같은 전문 제조업체는 항공우주 및 방위 시스템에 적합한 최대 40개의 레이어를 생산합니다.
Q: 비아는 신호 무결성에 어떤 영향을 미칩니까?
A: 마이크로비아 및 최적화된 배치는 인덕턴스를 최소화하여 고속 신호(10+GHz)를 유지합니다. 이는 5G 및 레이더에 중요합니다.
전자 제품이 날마다 더 작고 스마트해지는 세상에서 다층 및 HDI PCB는 혁신의 중추입니다. 정밀성, 기술 및 품질을 마스터하는 제조업체와 협력함으로써 귀하는 귀하의 제품이 내일의 시장의 요구에 부응하도록 보장합니다.
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