고밀도 PCB 구조
고밀도 IC는 고밀도 PCB 설계자가 더 작은 판에 더 많은 기능을 갖출 수 있는 새로운 설계 전략을 찾도록 강요합니다. – 최종 사용자 제품에서 – 또는 더 큰 부품에서 훨씬 더 많은 기능.
집적 회로에서 더 작은 요소의 또 다른 세대가 진행 중입니다.. 이것은 65 nm 범위, 그러나 일부 IC 제조업체는 이미 다음을 사용하여 프로토타입을 개발하고 있습니다. 45 nm 요소. 현재 생산되는 IC의 가장 작은 요소, 약 90 nm, 연결의 물리적 기반과 이미 충돌.
인쇄된 연결, 또는 트랙, 디스크에서 신호 무결성 및 성능 분배 문제가 발생할 때까지 작을 수 있습니다.. 각 플레이트 유형에 새로운 칩을 조립하려면 과거에 사용된 전략뿐 아니라 몇 가지 새로운 전략이 모두 필요합니다..
인쇄 회로 기판 설계의 이러한 문제는 알려져 있습니다.: IC에서 신호를 받아 IC로 보내는 것, 신호 무결성 유지, 디스크의 구성 요소에 전원을 분배합니다.. 신호 무결성은 누화 방지를 의미합니다., 트레이스가 서로 너무 가까울 때 발생, 및 매우 큰 고밀도 PCB 판에서 발생하기 때문에 너무 긴 트랙에서 발생할 가능성이 더 높은 신호 반사를 피하기 위해 임피던스 관리.
새로운 합병증도 생겼다: 매우 짧은 상승 및 하강 시간. 그때, 아주 짧은 트랙이라도, 잠재적으로 추가 임피던스 문제가 발생할 수 있습니다..
5 년 전, Terabit 인터넷 라우터는 최고의 제품이었습니다. 그것은 포함했다 52 PCB 및 절반 랙 또는 3 ~ 피트 높이, 2 발이 깊고 18 인치 너비. 이제 라우터에는 PCB가 하나만 있으며 1.5 인치 높이. IC에 수십억 개의 트랜지스터와 10 Gbps 호환 트랙, 우리는 웃었을 것이다. 이제 크기와 속도 제한이 전혀 없는지 모르겠습니다..
더 작은 IC 및 트랙이 있는 디스크의 신호 무결성 문제는 종종 익숙한 기술로 처리할 수 있습니다.: 크로스토크를 최소화하고 반사를 피하기 위해 적절한 저항으로 트랙 연결을 구성하기 위해 트랙 크기 및 분리 관리. 최소 트랙 너비로 1/1000인치를 고려합니다., 과 7 ...에 8 그들 사이의 최소 거리로 1/1000 인치, 칩에 핀이 아무리 많아도. 그는 10,000분의 1인치 간격을 선호합니다..
새로운 PCB 아키텍처
고밀도 PCB의 설계는 두 가지 경로를 취했습니다.. 하나는 정말 고밀도인 PCB로 이어집니다., 휴대폰에 사용, 디지털 카메라, 및 기타 소비자 및 가전 제품, 모든 회로가 썸네일 크기의 보드에 적합하고 개별 충전 사이의 서비스 수명을 연장하기 위해 전력을 드물게 분배해야 하는 경우. 다른 하나는 슈퍼컴퓨터의 고성능 PCB로 이어집니다., 익스트림 고속 라우터, 및 유사한 시스템.
이 작은 PCB에, PCB 설계자는 제한된 공간에서 부품을 압착할 필요가 없습니다., 그러나 전력 요구 사항이 낮은 성능이 전부입니다.. 더 큰 PCB는 매우 빠른 속도로 작동합니다.. 두 가지 유형의 고밀도 디스크에는 서로 다른 문제가 있습니다., 설계자가 더 작은 요소를 가진 차세대 IC로 축소하는 동안.
IC가 있는 고성능 디스크의 경우 1,000, 2,000, 또는 더 많은 핀, 표준 연결에 의해 부과되는 물리적 한계는 아마도 근본적으로 다른 설계 기술을 요구할 것입니다..
한 가지 예, 자칭 신호 무결성 전도사, 신호가 되십시오, 올라테에 위치, 캔자스, 큐브 모양의 3D PCB입니다..
이것은 쌓인 레이어의 모음이 아닙니다.. 3D에 특화된 통합 디자인입니다., 모든 중요한 프로세스가 여러 프로세서 계층에서 수직으로 실행되는 곳.
다른 기술은 라미네이트에 중점을 둡니다.. 라미네이트 재료를 조작하면 신호 손실을 줄일 수 있습니다., 매우 얇은 판은 더 짧고 더 많은 연결을 지원할 수 있습니다.. 일부 새로운 생산 라미네이트는 2 1/1000인치의 두께와 더 얇아지는. 보가틴에 따르면, 이러한 라미네이트를 통해 설계자는 성능 제공을 개선하면서 PCB의 레이어 수를 절반으로 줄일 수 있습니다..
고밀도 PCB의 작동 속도 증가 10 ...에 20 1980년대의 MHz에서 21세기의 초당 기가비트. 1980년대, 당신은 눈을 감고 접시를 디자인할 수 있습니다. 이제 두 눈을 크게 뜨셔야 합니다.”
시뮬레이션 및 교육
패널이 더 복잡해지고 제조업체가 잘못된 설계로 인해 1,500핀 IC를 낭비하기를 원하지 않음에 따라, 시뮬레이션 및 모델링은 PCB에 중요합니다.. 작동하지 않는 경우, 적법한 조치를 취해야 합니다, 그리고 검증된 경험 법칙을 따라갈 수 없습니다.. 디스크는 점점 더 ASIC과 유사해지고 있습니다. [응용 분야별 집적 회로], 이제 IC와 동일한 유형의 시뮬레이션이 점점 더 필요합니다.. 일반적으로 이 작업을 수행하는 시뮬레이션 도구를 사용할 수 있습니다., 그러나 성능 무결성 도구 세트는 오늘날에도 여전히 누락되어 있습니다..
초고밀도 PCB
MOKO Technology는 기술 플랫폼 Dencitec을 보여줍니다., 높은 처리량을 가진 인쇄 회로 기판을 위한 초고밀도 집적 기능을 허용합니다..
이러한 옵션에는 최대 도체 및 간격 너비가 포함됩니다. 25 구리 두께의 μm 20 ± 5 모든 전도층의 μm, 직경을 통한 레이저 35 μm, 직경의 잔여 링 30 내부 층의 μm 및 20 외부 레이어의 μm, 비아 스택 및 패드의 비아 가능성이 있는 구리 충전 블라인드 비아. 이는 에너지 공급과 같은 추가 옵션을 통합할 수 있는 더 많은 공간을 제공합니다. (배터리, 기타). 게다가, 최신 재료로 초박형 회로 제조 가능, 전체 두께가 4층 플렉스 회로와 같은 120 μm. 대조적으로, 일반적으로 사용되는 표준 프로세스는 최대 도체 너비와 간격까지만 좋은 결과를 제공합니다. 50 μm 및 박막 기술과 같은 기존의 세미-애디티브 공정은 도체 폭과 간격이 15 μm, 그러나 일반적으로 프로덕션 형식으로 제한됩니다..
PCB 생산에서 갈바닉 구리 증착의 시뮬레이션
우리가 생산하기 전에 고밀도 PCB 보드, 우리는 신중하게받은 데이터를 분석합니다. 이것이 생산에 대한 모든 잠재적 영향을 찾는 방법입니다., 품질과 장기적인 신뢰성을 손상시킬 수 있는.
지금까지, 전기도금은 특정 디자인이 어떻게 작동할지 정확히 결정할 수 없었던 분야였습니다.. 회로 기판에 증착되는 구리 층 두께는 레이아웃 밀도에 따라 다릅니다.. 밀도가 낮은 경우, 우리는 너무 많이 건설할 위험이 있습니다; 밀도가 높으면, 우리는 너무 적은 축적 위험. 구리 구조가 너무 강하면 구멍의 구멍이 너무 작아집니다.. 너무 낮은 구리 구조는 구멍 벽이 너무 약하다는 것을 의미합니다., 도금된 관통 구멍이 조립 중에 파손되어 장기적인 신뢰성을 잃을 수 있습니다..
목표는 전체 회로 기판에 걸쳐 균일한 구리 밀도와 균일한 구조입니다.. 우리는 생산 이점에 인쇄 회로 기판을 배치할 때 이 점을 최대한 고려합니다.. 추가 구리 패턴을 배치할 수 있습니다. (소위 보상 표면) 밀도를 보상하기 위해 회로 기판 사이 및 주변. 그렇지만, 회로 기판의 실제 설계를 수정할 수 없기 때문에 이러한 방법으로 제한됩니다.. 개발자만이 할 수 있습니다..
역사적으로, 구리 밀도를 결정하는 개발자 도구가 없었습니다.. 오늘날 MOKO 기술은 인쇄 회로 기판의 색상 코드 이미지가 있는 솔루션을 제공합니다., 구리의 상부 구조와 하부 구조의 잠재적인 영역을 보여줍니다..
보드를 작은 셀로 나누는 특수 갈바노 시뮬레이션 소프트웨어를 사용합니다.. 각 셀의 구리 밀도를 전체 회로 기판의 평균 구리 밀도와 비교한 다음 이 셀에 색상을 할당합니다.. 평균보다 낮은 구리 밀도는 녹색에서 눈금으로 표시됩니다. (평균), 노란색과 주황색에서 빨간색으로. 더 붉다., 상대 밀도가 낮고 이 영역에 구리가 과도하게 축적될 위험이 높아집니다.. 구리 밀도가 더 높은 셀은 녹색에서 진한 파란색으로 색상이 지정됩니다.. 더 파란색, 불충분한 구리 축적의 위험이 더 큽니다..
이 시각적 데이터로 무장, 개발자는 저밀도 영역에 구리 영역을 추가하거나 큰 구리 영역을 줄일 수 있습니다..
게다가, 우리는 회로 기판의 구리 밀도의 균일성을 측정하는 갈바노 지수를 제공할 것입니다.. 완전히 균일한 회로 기판의 인덱스는 1. 이는 전기도금 문제가 예상되지 않음을 의미합니다.. 낮은 값은 덜 균일성을 나타내며 시각화된 이미지에서 빨간색과 파란색 영역으로 강조 표시됩니다.. 지수가 다음으로 떨어지면 0.8 이하, 특별한 주의가 필요하다. 위에 표시된 예에서, 갈바노 지수는 0.65. 파란색 영역, 너무 작은 것, 명확하게 볼 수 있습니다.
새로운 주문이 접수되면 갈바노 사진이 생성됩니다.. 이 갈바노 사진은 "PCB Image"의 일부입니다., 인쇄 회로 기판의 사실적인 표현, 주문 확인서와 함께 보내드립니다.. 가까운 미래에, 이 시뮬레이션은 가격 요청 기능의 일부가 됩니다.. 우리는 여러 가지 검사를 수행하고 보고서를 작성합니다.. 갈바노 사진을 기준으로, 또한 생성된, 설계자는 고밀도 PCB 회로 기판의 균일성을 개선하기 위해 변경할 수 있는지 여부를 확인할 수 있습니다..
수정 후, 갈바노 지수는 0.95. 그림은 균일한 구리 증착을 보여줍니다..
갈바노 시뮬레이션 – 좋은 갈바노 인덱스 레이어 패턴 – 좋은 갈바노 지수
물론이야, 덜 균일한 구리 밀도를 불가피하게 만드는 설계 제한이 있을 수 있습니다.. 이를 위해, 완성된 인쇄회로기판의 품질과 신뢰성 향상을 위한 또 다른 솔루션을 준비하고 있습니다.. Elsyca Intellitool 양극 매트릭스 프로젝트는 최종 구리 구조의 균일성을 더욱 향상시킬 것입니다..
복잡한 전자 제품을 위한 더 많은 패킹 밀도
고밀도 PCB 보드는 마이크로칩의 발전을 따라가야 합니다.. 높은 패킹 밀도를 가진 회로는 기술 도약을 나타냅니다., 이는 80년대 중반 표면 실장으로의 전환만큼 광범위한 결과를 낳을 것입니다..
부품의 점진적인 소형화, 작은 조각, 및 시스템은 표면 실장 도입으로 인해 향후 몇 년 동안 인쇄 회로 기판 제조에 있어 급격한 기술 도약을 의미할 것입니다. (SMT) 80년대 중반. 마이크로칩의 집적화 성공으로 연결기술도 필요하기 때문에 현재 하이테크 회로 분야에서 가장 높은 성장률이 예상된다.. 문제는 고집적 밀도를 가진 인쇄 회로 기판을 위한 가장 정밀한 구조를 생산하는 것입니다. (고밀도 상호 연결 – HDI) 경제적으로.
지금까지, 일부 연결을 하나 이상의 추가 신호 레이어로 이동하여 다중 극 구성 요소의 접촉 문제를 해결했습니다.. 하나, 다층 회로의 생산 (다층) 비교적 복잡하고 따라서 비용이 많이 듭니다.. 하나, 층의 수는 일반적으로 더 미세한 도체 패턴 구조를 사용하거나 더 작은 구멍 직경을 사용함으로써만 줄일 수 있습니다.. 회로 기판의 개별 신호 레이어를 서로 전자적으로 연결하기 위해, 도체 트랙은 소위 비아입니다., NS. 시간. 구멍을 뚫은 다음 금속화 구멍, 다음 레벨 또는 플레이트의 밑면으로 이어졌습니다.. 인쇄 회로 기판에는 수천 개의 구멍이 있을 수 있으므로, 구멍 직경을 줄이는 것만으로도 엄청난 절약 가능성이 있습니다.. 기계적으로, 하나, 이러한 미세 구멍 (마이크로웨이) 보다 작은 직경으로 0.1 mm는 레이저로만 생산할 수 있습니다., 반면에 전통적인 드릴링 0.2 mm가 한계에 도달합니다..
하나, 마이크로 비아는 미세 와이어 구조화에서 훨씬 더 복잡한 회로를 향한 첫 번째 단계일 뿐입니다.. 여기서 특히 중요한 작업 단계에는 전체 사진 프로세스가 포함됩니다., 회로 기판 기본 재료의 구리 클래딩이 일반적으로 구조화되는 도움으로. 초미세 도체 기술은 노출과 후속 에칭 단계에 특히 높은 요구 사항을 가집니다.. 너비와 간격이 다음보다 작은 구조물의 경우 0.1 mm는 연속 생산으로 실현됩니다., 경우에 따라 생산 수율이 급격히 떨어집니다.. 이것은 전체 사진 프로세스를 크게 단순화하는 새로운 생산 방법으로 해결할 수 있습니다.. 여기에는 직접적인 레이저 노출이 포함됩니다., 도체 패턴으로 포토레지스트를 직접 설명합니다.. 기존의 필름을 이용한 노광공정을 완전히 제거.
기술적으로, 직접 노출은 로트 크기와 더 높은 구조 분해능과 관련하여 더 많은 유연성을 제공하기 때문에 이전 접촉 노출보다 우수합니다.. 따라서 프로세스 단계의 수를 크게 줄일 수 있습니다.. 클린룸 운영비, 영화와 가면, 이 절차를 통해 포토레지스트뿐만 아니라 환경적으로 유해한 물질 및 잔류물의 폐기에 따른 비용도 절감됩니다.. 레이저 빔의 높은 간섭성이 최소의 과소 방사선으로 가장 작은 구조의 신뢰할 수 있는 이미징을 가능하게 하기 때문에 특히 매우 미세한 전도체의 경우 더 높은 수율을 달성할 수 있습니다.. 그리고 직접 이미지 세터의 더 높은 피사계 심도로 인해, 키 차이도 어느 정도 보상 가능. 자동 광학 패널 측정 및 개별 사용 표시등도 추가 기능으로 생각할 수 있습니다.. 레이저 직접 구조화가 훨씬 쉽습니다., 레이저가 도체 패턴을 구리 클래딩에 직접 밀링하는 방식, 레지스트가 더 이상 필요하지 않음을 의미합니다..
중국 기업은 또한 새로운 연결 기술 개발의 선두 주자입니다.. “MOV” Karlsruhe 회사의 Inboard는 다층 표면 배선을 의미하는 새로운 개념입니다.. 이 새로운 유형의 고밀도 PCB 회로 기판은 “통합 회로 기판” 저항 및 커패시터와 같은 전자 부품이 회로 기판에 집적되어 있기 때문에.
집적 회로 기판은 더 미세한 도체 트랙 구조와 80 도체 트랙 접촉용 직경 µm, 그러나 전기 데이터도 인상적입니다. 기존의 다층 배선에 비해, 동일한 기능의 케이블 길이는 35%. 모든 레이어를 통과하는 비아의 수는 다음과 같이 감소합니다. 80%, 참조 예의 신호 레이어 수는 6개에서 2개로.
하지만 단면 조립 기술로 다시 할 수 있다는 것이 중요합니다.. 저항 및 커패시터는 다음과 같이 포함될 수 있습니다. “인쇄” 구성 요소. 이 새로운 개발은 작업 주파수에 대한 요구가 증가함에 따라 촉발되었습니다., 구성 요소 연결 수 및 볼 그리드 어레이 및 칩 크기 패키징과 같은 더 작은 디자인. 예를 들어, 와 50 인쇄 회로 기판의 인쇄 저항, SMD 조립에 비해 비용 이점이 있습니다., 내부에 따르면.
우리는 광 데이터 전송을 위한 비용 효율적인 솔루션을 연구하고 있습니다.. 플라스틱으로 만든 스트립 모양의 광섬유, 이른바 백플레인에 부착된, 매우 평면을 통해 컴퓨터의 하드웨어 구성 요소를 연결합니다., 최대의 광 전도성 플라스틱 스트립 50 길이 cm. 스트립 도파관의 새로운 제조 공정은 모든 캐리어 재료에 적합합니다., 특히 인쇄 회로 기판 재료의 경우. 우리는 다른 접근 방식을 취하고 핫 스탬핑으로 생산된 광 도체를 특수 회로 기판 층에 통합합니다.. 이를 통해 분기와 같은 수동 광학 부품을 구현할 수 있습니다., 전기 회로 기판 기술과 유사한 광 배선을 허용하는. 회로 기판은 단순한 연결 요소에서 복잡한 어셈블리로 진화하고 있습니다..
