PCB 뉴스 - 도전적인 고속 HDI 회로 기판 설계 방법

도전적인 고속 HDI 회로 기판 설계 방법

전자제품의 부피에 대한 요구가 갈수록 높아짐에 따라 특히 이동설비제품의 부피도 끊임없이 축소되는 방향으로 발전하고있다.예를 들어, 현재 유행하는 Ultra Book 제품, 심지어 새로운 웨어러블 스마트 기기는 HDI 회로 기판 높이를 사용해야 합니다.밀도 상호 연결 기술로 만든 탑재판은 단말기 설계의 크기를 더욱 줄였다.

HDI 회로 기판은 고밀도 상호 연결 기술로 인쇄 회로 기판에 사용되는 기술 중 하나입니다.HDI는 주로 마이크로 블라인드 및 인클로저 기술을 사용합니다.인쇄회로기판의 전자회로 분포를 높인 것이 특징이다.그러나 회로 밀도가 크게 증가하기 때문에 HDI로 만든 인쇄 회로 기판은 일반적인 드릴링에 사용할 수 없습니다.구멍 생성, HDI는 기계식 드릴이 아닌 공법을 사용해야 합니다.많은 비기계적 드릴링 방법이 있습니다.그 중"레이저 구멍"은 HDI 고밀도 상호 연결 기술의 주요 구멍 솔루션입니다.

HDI 인쇄회로기판은 광범위하게 응용된다.예를 들어, 휴대폰, 초슬림 노트북, 태블릿, 디지털 카메라, 자동차 전자 제품, 디지털 카메라...그리고 다른 전자 제품들은 이미 HDI 기술을 사용하여 마더보드의 설계를 줄이고 효율을 낮추었다.상당히 커서 단말기 제품의 디자인은 조직에서 배터리나 더 많은 부가 기능 부품에 더 많은 공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 HDI의 도입으로 인해 제품의 원가도 상대적으로 낮출 수 있다.

초기에는 중고가 휴대전화에 쓰이던 HDI가 이제는 거의 모든 모바일 기기에서 통용되고 있다. 초기에는 HDI 기술을 가장 많이 사용한 제품이 주로 기능폰과 스마트폰이었다.이 제품은 HDI 고밀도 회로기판 소비량의 절반 이상을 차지하는 반면 모든 레이어 HDI(모든 레이어 고밀도 커넥티드 보드)가 가장 높다. 높은 수준의 HDI 제조 공정과 일반 HDI 회로기판 사이의 가장 큰 차이점은 대부분의 HDI가 드릴링 공정을 통해 PCB 관통 가공을 한다는 것이다.레이어 사이의 보드의 경우 레이어 HDI에서 레이저를 사용하여 구멍을 드릴합니다.각 계층의 상호 연결 설계를 엽니다.

예를 들어, 모든 계층의 HDI 생산 방법은 일반적으로 PCB 볼륨의 약 40% 를 절약할 수 있습니다.현재 어떤 계층의 HDI도 애플 아이폰4나 업데이트된 스마트폰에 사용되고 있으며 더 높은 밀도의 통합 마더보드를 갖추고 있다.제품 디자인의 두께를 줄여 제품 디자인을 더욱 얇고 가벼운 디자인으로 시장에 내놓을 수 있도록 한다.그러나 모든 레이어 HDI는 레이저 블라인드를 사용하여 만들어지며 레이저 블라인드는 상대적으로 제조하기 어렵고 일반 회로 기판보다 비용이 더 많이 듭니다.현재는 단가가 높은 모바일 기기만 더 많이 사용되고 있다.

HDI 인쇄회로기판은 퇴적법(build-up)을 사용해 제작됐다.인류발전창의의 기술격차는 건립된 수량에 있다.회로층이 많을수록 기술 난이도가 높아진다!범용 HDI 보드의 경우 기본적으로 한 번에 조립할 수 있습니다.하이엔드 HDI 보드의 경우 고밀도 HDI 보드의 기계적 천공을 방지하기 위해 두 가지 또는 두 가지 이상의 퇴적 기술로 제조됩니다.천선은 구멍을 잘못 뚫어 손상되었으며, 구멍 만들기 작업은 레이저 천공, 전기 도금 구멍 및 스태킹 구멍과 같은 첨단 인쇄 회로 기판 제조 기술을 동시에 사용할 수 있습니다.

핀 수가 높은 핵심 부품은 HDI를 사용하여 제품 설계를 수행해야 하며, 특히 핀 수가 많은 FPGA 부품은 PCB 케이블 연결의 큰 문제입니다.또 다른 예는 현재 가장 일반적인 GPU 구성 요소입니다.핀의 수도 점점 많아지고 있다.이들 대부분은 HDI 인쇄 회로 기판으로 변경되었습니다.제품 설계의 경우 HDI 보드는 특히 복잡한 연결이 필요한 설계에 적합합니다.

특히 차세대 SoC나 통합 칩의 경우 고도로 통합된 기능으로 인해 점점 더 많은 IC 핀이 생겨 PCB가 연결선을 설계하는 데 어려움이 크게 가중되고 HDI 고밀도 회로기판 설계 솔루션은 보드 내에서 여러 레이어를 사용할 수 있다.상호 연결 통합의 장점은 복잡한 칩 핀의 연결을 하나하나 완성할 수 있다는 것인데, 레이저 블라인드 생산은 판에 미세 블라인드를 형성할 수 있고, 천공, 교차, 스택, 어떤 층에도 있을 수 있다.상호 연결의 경우, 회로의 레이아웃 유연성은 기존 PCB보다 상대적으로 높으며, 높은 핀의 통합 칩 응용 솔루션에 더 간단한 보드 설계 솔루션을 제공합니다.

HDI 보드는 이전 PCB 보드보다 더 복잡하게 설계되었습니다.회로가 더욱 긴밀해질뿐만아니라 부동한 층의 회로를 사용하여 서로 련결되는 설계의 복잡성도 크게 제고되여 회로가 갈수록 얇아지고 갈수록 팽팽해지고있을뿐만아니라 이는 회로의 도체단면적이 작아졌음을 의미하며 이는 전송신호의 완전성을 더욱 두드러지게 한다.PCB 설계 엔지니어는 보드 기능을 검증하고 제거하는 데 더 많은 시간을 할애할 필요가 있습니다.

특히 개발 과정에서 회로 기판의 전자 회로가 설계 변경될 가능성이 상당히 높은 등 매우 복잡한 설계 사례에 직면하여 마더보드의 핵심 구성 요소가 FPGA 또는 기타 핀 수가 많은 구성 요소일 경우 약간의 설계 변경이 필요합니다.이로 인해 설계 개선 일정이 지연됩니다.잦은 설계 변경 과정에서 회로 배포 오류를 최소화하려면 HDI의 고복잡도 회로 설계를 지원하는 설계 보조 도구, 특히 FPGA 로직을 갖추어야 합니다. 설계, 하드웨어 설계, PCB 로직 및 관련 설계 데이터가 상호 운용되는 설계 프레임워크에서어떠한 프로젝트 설계 사양의 변경도 실시간으로 개발 시스템에 반영될 수 있어 설계판과 대상 칩이 일치하지 않는 설계 문제를 피할 수 있다.

HDI는 고밀도의 회선이 필요하고 레이저로 구멍을 만들어야 한다. 사실 HDI 고밀도 제조법은 명확하게 정의돼 있지 않지만, 전반적으로 HDI와 비HDI 간 차이가 상당히 크다.첫째, HDI로 만들어진 회로 캐리어의 구멍 지름은 6mil(1/1000인치)보다 작거나 같아야 합니다.구멍 지름 루프의 루프 지름은 10mm, 선 접점의 배치 밀도는 제곱인치당 130점, 신호선의 선 간격은 3mm보다 작거나 같아야 한다.

HDI 인쇄 회로 기판은 많은 이점을 제공합니다.HDI는 고도의 회로 집적도를 가지고 있기 때문에 판의 면적을 크게 줄일 수 있으며, 층수가 높을수록 수축판의 표면도 그에 따라 증가할 수 있다.기판의 크기가 작기 때문에 HDI 응용회로기판의 표면적은 비HDI 회로기판이 설계한 표면적보다 2~3배 작지만 같은 복잡한 회로를 유지할수 있어 자연판의 재료중량을 낮출수 있다.무선 주파수와 고주파 등 특정 블록의 회로 설계에 있어서 다층 구조를 잘 이용할 수 있다.PCB로 인해 발생할 수 있는 고주파 회로의 EMI 문제를 제한하기 위해 주 회로의 상/하 회로에 넓은 금속 접지층을 설정합니다.HDI 보드 내부는 다른 외부 전자 장치의 작동에 영향을 주지 않습니다.

HDI 보드는 무게가 더 가볍고 회선 밀도가 더 높으며 섀시에서 비HDI 보드 설계보다 공간 활용도가 상대적으로 높습니다.HDI의 사용으로 인해 기존의 고주파 조작 장치는 신호선의 전송 거리를 증가시킨다.단축은 새로운 SoC 또는 고주파 운영 장치의 신호 전송 품질에 자연스럽게 도움이 됩니다.더 나은 전기 특성으로 인해 전송 효율이 향상되었습니다.또한 HDI가 8단 이상을 사용한다면 기본적으로 비HDI 회로기판보다 더 좋을 수 있다.성가비는 높다HDI 마더보드 설계 솔루션은 또한 최종 제품 설계의 경우 제품 성능과 사양 데이터 성능을 향상시켜 시장에서 경쟁력을 높일 수 있습니다.

HDI 회로기판의 설계는 제품 검증을 더 세밀하게 해야 한다. HDI 인쇄회로기판이 회로의 복잡성을 크게 증가시켜 원본 PCB 레이아웃 설계 작업에 더 많은 설계 부하를 초래하기 때문이다.실제 개발 프로젝트에서 보조 개발 소프트웨어는 신속한 배선 배치와 포지셔닝에 사용될 수 있지만 실제로는 개발자의 설계 경험과 일치하여 구성 요소 구성과 회로 배치를 최적화해야 한다.개발 소프트웨어를 사용하면 핀과 회로 간의 연결에 자동으로 대응하고 상대 위치는 회로 핀을 자동으로 변경합니다.HDI 인쇄 회로 기판의 설계 프로세스를 더욱 단순화하고 지루한 개발 진행을 줄일 수 있는 기타 자동화 설계 솔루션도 있습니다.

또한 HDI는 고속 구성 요소의 설계와 응용에도 자주 사용되며, 특히 현재 3C 또는 모바일 장치는 항상 GHz 수준의 작업 시계를 가지고 있으며, 마더보드 회로의 방향은 고주파 작업에서 장치의 작업에 영향을 줄 수 있습니다.EMI/EMC 문제의 영향일반적으로 먼저 개발 소프트웨어를 사용하여 시퀀스 규칙과 라우팅 토폴로지의 설계 매개변수를 설정하고 개발 소프트웨어에 제약의 참조 범위를 제공한 다음 개발 소프트웨어의 소프트웨어 검증 기능을 사용하여 초기 설계를 할 수 있습니다.기계 검증, 물론 소프트웨어를 개발하는 기본 회로 검증은 결국 진정한 회로 디버깅이 아니다.그것은 기껏해야 개발의 참고가 될 수 있다.HDI 보드 기능 검증을 위한 참조 설계를 수행하기 전에 실제 설계 시나리오를 여러 번 검증해야 합니다.

소프트웨어 에뮬레이션 검증을 사용하면 많은 이점이 있습니다.기본적으로 소프트웨어 시뮬레이션 검증은 오류가 발생할 수 있는 논리 회로를 신속하게 찾아내고, 소프트웨어 검사점과 선을 설계하며, 잘못된 설계가 있을 수 있는 블록을 검사하는 데 사용될 수 있으며, 소프트웨어 시뮬레이션 속도는 상당히 빠르다.판재 소량 생산 전의 검증 근거로 삼을 수 있다.소프트웨어 검증 및 아날로그 환경 테스트에 문제가 없으면 평가판 제품을 물리적으로 검증할 수 있으므로 HDI 개발 비용을 크게 절감할 수 있습니다.