DFM 101: 구조를 통한 PCB

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PCB 설계자가 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 PCB 제조 공정의 비용 동인을 이해하지 못하는 것입니다. 이 기사는 이러한 비용 요인(PCB 제조업체의 관점에서)과 제품 신뢰성에 영향을 미치는 설계 결정을 논의하는 시리즈의 최신 기사입니다.

DFM 제조를 위한 설계(DFM)는 고객의 조립 제조 공정 역량뿐만 아니라 기판 제조 공정 역량도 충족하는 인쇄 회로 기판을 최저 비용으로 설계하는 관행으로 정의됩니다. PCB 제조업체와의 초기 설계 참여를 대체할 수는 없지만 이 기사는 "성공을 위한 설계"에 도움이 되는 지침을 제공합니다.

마이크로비아 HDI를 실현 가능하게 만든 가장 중요한 기술 발전 중 하나는 마이크로비아의 개발이었습니다. 이는 특정 레이어를 "블라인드" 또는 "매장" 비아 홀로 연결하는 매우 작은 구멍(일반적으로 0.006인치 이하)입니다. 이는 PCB의 레이어 간에 전기적 연결을 만드는 완전히 새로운 방법을 나타냅니다. 기존 PCB 기술은 정의에 따라 두 개의 외부 레이어를 모든 내부 레이어와 연결하는 전체 PCB를 관통하는 "스루홀"을 활용했습니다. 특정 레이어의 특정 패드만 전략적으로 연결하는 기능은 PCB 설계에 필요한 공간을 크게 줄이고 더 작은 설치 공간에서 훨씬 더 높은 밀도를 허용합니다. 그림 1은 스루홀과 매립 및 블라인드 비아를 보여줍니다.

그림 1: 마이크로비아와 스루홀 비아 비교. (이미지 출처: NCAB 그룹)

마이크로비아의 유형

마이크로비아 형성

마이크로비아는 주로 기계적 드릴링, 레이저 드릴링, 순차적 적층 등 다양한 방법을 통해 형성될 수 있습니다.

그림 2: 순차적 적층. (출처: 지멘스 EDA)

스택형 대 스태거형 마이크로비아

그림 3: 엇갈리게 쌓인 마이크로비아.

비아인패드 마이크로비아

비아-인-패드 생산 프로세스를 사용하면 비아를 도금하고 다양한 충진 유형 중 하나로 채우고 캡핑한 다음 마지막으로 그 위에 도금하여 PCB의 평평한 표면에 비아를 배치할 수 있습니다. 비아인패드는 일반적으로 전문 장비와 숙련된 기술자가 필요한 10~12단계 프로세스입니다. Via-in-pad는 열 관리를 단순화하고 공간 요구 사항을 줄이며 고주파 설계용 커패시터를 바이패스하는 가장 짧은 방법 중 하나를 제공할 수 있으므로 HDI PCB에 최적인 경우가 많습니다(그림 4).

그림 4: 비아 인 패드.

PCB 제조의 비용 동인을 이해하고 설계자와 제조자 간의 조기 참여는 비용 효율적인 설계 성공으로 이어지는 중요한 요소입니다. 제작사의 DFM 지침을 따르는 것이 가장 먼저 시작됩니다.

이 기사는 원래 Design007 매거진 2021년 10월호에 게재되었습니다.

Anaya Vardya는 American Standard Circuits의 사장 겸 CEO입니다. RF/마이크로파 PCB의 기본 사항과 Flex 및 Rigid-Flex 기본 사항에 대한 인쇄 회로 설계자 가이드의 공동 저자입니다. 열 관리: 제조자의 관점(Thermal Management: A Fabricator's Perspective)의 저자이자 저자입니다. I-007eBooks.com을 방문하여 이러한 도서와 기타 무료 교육 도서를 다운로드하세요. 그는 또한 "인쇄 회로 기판 기술의 기초"를 공동 집필했으며 I-Connect007 칼럼니스트입니다. 지난 칼럼을 읽거나 Vardya에 문의하려면 여기를 클릭하세요.