10層基板の設計から製造までのプロセス
- 1. 要件に基づいて回路を設計し、回路図とレイアウト計画を完成させる。
- 2. 信号完全性と電源完全性を確保するために、EDAソフトウェアを使用して階層型ルーティングを行う。
- 3. ガーバーファイルとドリルファイルを生成し、DFM（製造性設計）チェックを実行する。
- 4. 積層プロセスを用いて、銅箔、プリプレグ、コアボードを接着し、多層構造を形成する。
- 5. 層間接続を確立するために、穴あけ、電気めっき、めっきを行う。
- 6. グラフィック転写とエッチングによって回路パターンを形成する
- 7. ソルダーマスク層とスクリーン印刷マーキングを施す
- 8. 最後に、出荷前に品質基準を満たしていることを確認するため、表面処理（金メッキ、錫メッキなど）、電気試験、目視検査を実施します。
このプロセス全体において、高周波信号、EMC、その他の仕様に関する要件を満たしながら、厳格なパラメータ制御が求められる。
詳細なプロセス説明
要件分析と計画
- アプリケーションシナリオ
- 高速デジタル回路（サーバー／スイッチ）：信号完全性に重点を置く
- RF通信機器（5G基地局）：インピーダンス制御と損失管理を重視する。
- 高出力システム：熱設計と電流容量を優先する
- 主要パラメータの決定
- 周波数範囲（DC～40GHz）
- 信号の種類と量（差動ペア／シングルエンド比）
- 電力供給ネットワークアーキテクチャ
- 材料選定戦略 アプリケーション推奨材料 主な特性 高速デジタル Isola 370HR 低損失、安定した Dk/Df 高周波 RF Rogers RO4835 超低損失、熱安定性 高出力 IT-180A 高 Tg、熱信頼性
スタックアップ設計と配線最適化
1. 標準スタックアップ構成
例：8+2 HDI構造：
レイヤー1：信号（上部）
レイヤー2：地面
レイヤー3：信号（ストリップライン）
レイヤー4：電源
レイヤー5：信号（ストリップライン）
レイヤー6：コア
レイヤー7：信号（ストリップライン）
レイヤー8：電源
レイヤー9：信号（ストリップライン）
レイヤー10：信号（下層）
2. インピーダンス制御技術
- 差動ペアの仕様：
- 100Ω外層：幅/間隔5/5mil
- 90Ω内層：幅/間隔4.5/8mil
- 片側接続に関するガイドライン：
- インピーダンス50Ω：トレース幅8mil（外側）、6mil（内側）
3. 高密度相互接続ソリューション
- 先進的なビアテクノロジー：
- レーザーマイクロビア（直径0.1mm）
- 機械式埋め込みビア（0.15mm）
- 構造物を介してずらす
- ルーティング密度の向上：
- 8/8μmのトレース/スペース機能
- 45°斜め配線
- 曲線状のコーナー移行
TUOGEE設計チームによる無料のスタックアップ最適化コンサルティングをご利用いただけます。
10層基板製造の詳細分析
1. コアプロセスにおける課題
1. 精密ラミネート技術
- 重要なパラメータ:
- 真空度：≤100Pa
- 温度上昇速度：2～3℃/分
- 圧力制御：15～20kg/cm²
- 位置合わせ精度：
- CCD+IRハイブリッドアライメントシステム
- 層間位置合わせ精度 ≤25μm
2. マイクロビア技術の比較
パラメータ | 機械式穴あけ | レーザー穴あけ | プラズマエッチング |
最小穴サイズ | 0.15mm | 0.05mm | 0.03mm |
アスペクト比 | 10:1 | 15:1 | 20:1 |
穴壁の品質 | Ra≤35μm | Ra≤15μm | Ra≤8μm |
TUOGEEの生産ラインは、ドイツ製LPKFレーザーと日本製日立製機械ドリルを組み合わせている。
3. 表面仕上げの選択
- 高周波：浸漬銀＋OSP（損失最小）
- 高信頼性： ENEPIG（最高の耐食性）
- コスト重視：浸漬用錫（最適なコストパフォーマンス）
2. 品質検証システム
- 電気試験
- インピーダンス（TDR法）
- 挿入損失（VNA、最大40GHz）
- 絶縁抵抗（1000VDC）
- 信頼性検証
- 熱応力：260℃リフローサイクル×6回
- 環境条件：1000時間、85℃/85%RH
- 機械的特性：3点曲げ試験（ひずみ≤0.3%）
- 生産監視
- 重要パラメータのSPC
- 100% AOI検査
- プロセス全体のトレーサビリティ
TUOGEE Laboratoryは、CNAS認証を受けた施設であり、専門的な試験報告書を提供しています。
応用事例集
ケース1：5G基地局RFボード
- デザインの特徴：
- ハイブリッド構成：Rogers+FR4の組み合わせ
- 超低損失：Df≤0.003@28GHz
- 厳密なインピーダンス制御：±5%の許容誤差
ケース2：AIサーバーマザーボード
- 解決策：
- 16μmの超薄型誘電体
- あらゆる層相互接続技術
- 3D電磁界シミュレーションの最適化
ケース3：産業用電源モジュール
- 主要技術：
- 2オンスの重厚な銅製デザイン
- 熱管理機能の強化
- 高Tg材料の選択
