PCB レイヤスタックアップ技術と用語

PCB テクノロジーの進歩は、エレクトロニクス製品のコンパクト化のみを探求して向上したわけではありません。それらの製品に使用するよりコンパクトなコンポーネントの探求によっても向上しました。コンポーネントをどれぐらい小さくできるかは、コンポーネント interconnect、またはピン(従来は、コンポーネントの端に配列しました)へ接続する制限要因に依存します。interconnect は、grid array interconnect(コンポーネントの接続箇所は、コンポーネントの底面に配列されます)を導入して高密度化されてきました。PGA (Pin Grid Array) や BGA (Ball Grid Array) のようなコンポーネント パッケージは、この相互接続の配列を使用します。

Ball Grid Array パッケージの内部構造の例。

silicon die は、コンポーネント内の die の端に接続箇所があります。そのため、これらの die の接続箇所は、内部的に PGA、または BGA パッケージの下部で interconnection の grid array へ配線する必要があります。これは、PCB 内部で行われ、これにより High Density Interconnect (HDI) テクノロジー(幅広いプリント回路基板設計や製造市場で利用できる)が発展しました。

コンポーネントパッケージ テクノロジーから幅広い PCB 設計領域へ移行した鍵となるテクノロジーは、以下です:

名称内容説明
ライン機能とクリアランス100µm (0.1mm、または 4mil) までのトラック/クリアランスは、PCB を製造するための基準と考えられます。コンポーネントパッケージで利用できる現在のテクノロジーの制限は、約 10µm です。
ブラインド ビア表面層から開始し、ボードを貫通しないビア。一般的に、ブラインド ビアは 1 層下へ(次の銅箔層まで)接続します。
ベリード ビアある内層から開始し、他の内層で終了する(表面の銅箔層に到達しない)ビア。
マイクロビア穴の直径が 6 mils (150µm) 未満のビアとして定義。マイクロビアは、画像化したり、機械的、またはレーザーで穴を開けることができます。レーザーで穴を開けたマイクロビアは、High Density Interconnect (HDI) 技術(コンポーネントパッド内にビアを配置できます。また、buildup 製造プロセス中、短いトラック(ビアスタブと呼ばれます)を使用しないで信号層を移行でき、ビアによる signal integrity の問題を減らすことができます)です。
コア両面に銅箔があるリジッド積層板(FR-4 がほとんど)。
プリプレグ完全には硬化しない熱硬化性エポキシ樹脂(レジン+硬化剤)を流し込んだガラス繊維布。
両面基板2 つの銅箔層がある(絶縁コアの両面)基板。全ての穴はスルーホール(基板のある面から他の面へ全面的に通過します)です。
多層基板複数の銅箔層(4 から 30 以上)がある基板。多層基板は、様々な方法で製造できます。通常、熱と圧力で 1 つに積層された(プリプレグで分割された)薄い両面基板のセットを使用します。このタイプの多層基板では、穴は基板全体(スルーホール)、ブラインド、またはベリードにできます。穴は積層プロセス前に薄い両面基板で開けるので、ベリードビアを作成するために特定の層しか機械的に穴を開けることができないことに注意してください。あるいは、多層基板は前述のように製造してから、追加する層を両面へ積層します。この方法は、デザインでマイクロビア、埋め込みコンポーネント、リジッドフレキシブル技術が必要な時に使用します。以下は、多層基板を製造するための別の方法を表し、その他の名称を使用します。
シーケンシャル積層機械的に穴を開けたベリードビア(最終的な積層前に薄い、両面基板に穴を開けた)を含む、多層 PCB を作成する技術に与えられた名称。
Surface Laminar Circuit (SLC)両面に追加された build-up 層(一般的に 1 から 4 まで)がある多層コアとして開始。完成した基板を説明するために使用した一般的な表記法は、Build-up copper layers + Core copper layers + Build-up copper layers です。例えば、2+4+2 は、4 層コアと、両面に積層された2層がある基板を表します(2-4-2 としても記述します)。この技術により、build-up プロセス中、ブラインドビアを作成したり埋め込みコンポーネントを形成できます。
Sequential layer Build-Up (SBU)基板の両面で、交互に形成された伝導層と絶縁層があるコア(両面、または絶縁体)として開始。また、この技術により、build-up プロセス中、ブラインドビアを作成、または埋め込みコンポーネントを形成できます。また、High Density Interconnect (HDI) テクノロジーとも呼ばれます。
High Density Interconnect (HDI)High Density Interconnect テクノロジー。従来の PCB より unit 領域ごとに高い配線密度がある PCB。これは、ライン機能とクリアランス、マイクロビア、ベリードビア、シーケンシャル積層技術を使用してなされます。また、この名称は Sequential layer Build-Up (SBU) に代わるものとしても使用されます。

プリント回路の設計や製造に関する資料や手法を理解するには、まず Lee Ritchley 氏による High Speed PCB や System Design に関するハンドブックを参照してください。無償のPDFバージョンは http://www.thehighspeeddesignbook.com/ からダウンロードできます。

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