言語

高密度相互接続 プリント基板の製造プロセスと設計の基礎

hdi pcb manufacturing

キーワード: HDI PCB製造

技術環境の変化に伴い、より小型の筐体に多くの機能を詰め込みたいという欲求が高まっています。より多くの部品をより狭い領域に詰め込むにつれて、高密度相互接続技術を活用して作られたプリント基板は、全体的な設置面積が縮小されることがよくあります。高密度相互接続 プリント基板は、マイクロビア、ブラインドビア、埋め込みビア、パッド内ビア、および極めて細い配線を使用することで、より狭いスペースに多くの部品を収容できます。HDI設計の基本を説明しますので、HDI PCB製造時に強力な高密度相互接続 プリント基板を構築できるようになります。

研究者が1980年にプリント基板内のビア数を最小限に抑える方法を模索し始めたとき、高密度相互接続プリント基板の設計と製造はその始まりを迎えました。最初の工業的なビルドアップ基板または逐次積層基板は1984年にリリースされました。それ以来、設計者と部品メーカーは、単一のチップと単一の基板により多くの機能を搭載する方法を継続的に模索してきました。

高密度相互接続 プリント基板の設計を作成する際には、特定の設計および製造上の障壁を乗り越える必要があります。

高密度相互接続 プリント基板を作成する際に直面する可能性のあるいくつかの課題を以下に示します。

  • 小型の基板作業領域
  • より狭い間隔とより小さな部品
  • プリント基板の両面に積み重ねられる多数の部品
  • 配線経路の長大化による信号伝搬時間の増加
  • 基板を完成させるためにより多くの配線経路が必要

ルール駆動型設計エンジンを搭載したレイアウトおよび配線ツールの適切な組み合わせがあれば、プリント基板の設計慣習に逆らい、非常に高い接続密度を備えた堅牢なプリント基板を製造できます。高密度相互接続 プリント基板の基板設計専用に設計された最先端のプリント基板設計ソフトウェアを使用する場合、高密度プリント基板配線およびファインピッチ部品の扱いは簡単です。最高水準の設計ツールを使用することで、独自の高密度相互接続 プリント基板設計を構築し、HDI製造プロセスに備えることができます。

高密度相互接続 プリント基板の設計と製造を際立たせるものは何ですか？

HDI製造プロセスが従来のプリント基板製造方法と異なる点は、いくつか小さながらも重要な点があります。製造業者の制約により設計の自由度が制限され、基板の配線に制限が課されることに留意することが重要です。設計プログラムは依然として、より細い配線、より小さなビア、より多くの層、そしてより小さな部品の使用をサポートできますが、それには自動化を活用する必要があります。製造設計要件。正確なDFM要件は、基板の製造に使用される製造手順と材料によって決まります。信頼性要件が考慮される場合、DFM要件も重要になります。

材料選択時には、これらの質問に対処する必要があります。

  • 使用される誘電体の化学特性は、現在のコア基板材料の化学特性と互換性がありますか？
  • めっきされた銅の誘電体への密着性は十分ですか？
  • 誘電体は金属層に十分で信頼性の高い誘電体間隔を提供しますか？
  • 私の熱的要件を満たせますか？
  • 誘電体は、リワークやワイヤボンディングに必要な高いTgを提供しますか？
  • 複数のSBU層で覆われた場合、熱衝撃に耐えられますか？
  • 信頼性の高い被覆マイクロビアが提供されますか？

HDI基板では、9つの異なるタイプの一般的な誘電体材料が使用されています。それらの多くはIPC-4101BやIPC-4104AなどのIPCスラッシュシートでカバーされていますが、多くはまだIPC規格で記述されていません。材料は次のとおりです。

  • 発光性液体誘電体
  • 感光性ドライフィルム用誘電体
  • フレキシブルポリイミドフィルム
  • 熱処理されたドライフィルム
  • 熱硬化性液体誘電体
  • 二層構造で強化され、樹脂被覆されたRCC箔
  • 標準的なFR-4コアおよびプリプレグ
  • 最新のスプレッドグラスレーザー耐久性プリプレグ

熱可塑性樹脂

スタックアップは、アーキテクチャ、コンポーネント配置、BGAファンアウト、設計制約を介して、高密度相互接続 プリント基板の配線効率に影響を与えます。トレース幅、スルーホールサイズ、およびBGAコンポーネントの配置/エスケープ配線は、高密度相互接続 プリント基板のレイアウトを開発する際に考慮すべき最も重要な3つの要素です。

高密度相互接続 プリント基板を製造するための製造プロセスについて、必ず基板メーカーに問い合わせてください。製造技術の限界を把握する必要があります。これは、設計に含めることができるフィーチャーサイズに影響を与えるためです。必要なビアサイズはBGAコンポーネントのボールピッチによって決まり、これが基板を製造するために必要な高密度相互接続 プリント基板の製造手順に影響を与えます。高密度相互接続 プリント基板の重要な構成要素であるマイクロビアは、層間配線を可能にするために慎重に設計する必要があります。

高密度相互接続 プリント基板の製造および設計プロセスの概要

従来のプリント基板製造プロセスには多くの工程が含まれますが、高密度相互接続 プリント基板の製造には、他の基板では使用されないいくつかの特別な工程が必要です。他の多くの手順と同様に、高密度相互接続 プリント基板の設計プロセスは以下のように始まります。

  • 基板上で最大のBGAコンポーネントを使用するか、基板上の最大のICからのインターフェース＋方向数を基に、すべての信号を配線するために必要な層数を計算します。
  • 材料を選択し、プリント基板スタックアップの誘電体データを入手するために、製造会社に連絡します。
  • 層数と厚さに基づいて、内部層を介して信号を伝送するために使用されるビアスタイルを決定します。
  • 必要に応じて、組立工程や動作時に材料がインタコネクトに過度のストレスを与えないことを確認するための信頼性評価を実施します。
  • 信頼性のある製造と組立を可能にするために、製造業者の能力と信頼性要件（ティアドロップの必要性、トレース幅、クリアランスなど）に基づいて設計ガイドラインを確立します。
  • スタックアップの生成と設計ルールの決定は、製品の信頼性と配線能力に影響を与えるため、重要なポイントです。これらの手順が完了すると、設計者はECADプログラムを使用して、製造業者のDFMおよび信頼性基準を設計ルールとして適用できます。
  • これを事前に行うことで、設計が信頼性があり、配線可能で、製造可能であることを確保することが重要です。

    • お客様の設計ツールは、高密度相互接続 プリント基板をこれらのDFM仕様に適合するよう設計する能力に大きく影響します。適切な設計ツールがあれば、高密度相互接続 プリント基板上にインピーダンス制御された配線を施すことは比較的簡単です。製造元のDFM推奨事項を念頭に置きつつ、望ましい配線幅とインピーダンスプロファイルを設定するだけで済みます。高密度相互接続 プリント基板製造向けのアーキテクチャを設計する際、配線ソフトウェア内のオンラインDRCエンジンが配線を検証します。関連するすべての高密度相互接続 プリント基板 DFM要件を考慮したことを確認するには、お客様の製造業者のプロセスに関する包括的な仕様書を必ず入手してください。