전체 PCB Via 크기 지침

개요

PCB via 크기 선택과 관련하여 최적의 전기적 성능, 효과적인 열 관리 및 양호한 구조적 무결성을 위해 올바른 PCB via 크기를 선택해야 합니다. 이 가이드에서는 PCB via 크기 표준, 유형, 종횡비 및 중요한 설계 지침을 자세히 살펴보고 PCB를 개선하는 데 도움을 드립니다.

PCB Via란 무엇인가?

PCB via 또는 수직 상호 연결 액세스는 인쇄 회로 기판을 가로지르는 매우 작고 구리 도금된 구멍입니다. 신호는 서로 다른 보드의 레이어; 보드의 여러 층을 연결합니다. PCB는 작업을 위해 이러한 연결에 의존합니다. 여러 종류의 비아가 있습니다. 기계적으로 뚫은 구멍 비아가 사용됩니다. 하지만 레이저 대신 블라인드 비아가 만들어지고 특정 층만 연결합니다. 각 비아 유형의 목적은 PCB 설계 중에 구체적입니다. 전기 연결은 강력해야 합니다. 그렇지 않으면 PCB가 제대로 작동하지 않습니다.

표준 비아 크기

대부분의 PCB는 약 10밀의 표준 비아 크기를 갖습니다. 도금, 이 크기는 7밀로 줄어들었습니다. 그러나 크기를 통해 고정되지 않습니다. 이것은 다음에 따라 달라집니다. 보드 두께 그리고 종횡비가 있습니다. 일반적으로 약 4밀 높이의 마이크로 비아는 비아보다 작습니다. 그런 다음 레이저나 기계적으로 드릴링할 수 있습니다. 레이저 드릴링 비아의 특정 요구 사항은 다음과 같습니다. 그리고 층 사이에 최소 3밀의 간격이 필요합니다.

PCB Via 유형

• 스루홀 비아

PCB 설계에서 가장 일반적인 유형입니다. 보드를 완전히 관통하는 구멍입니다. 모든 레이어를 연결합니다. 종종 다음에 사용됩니다. 고전류 연결. 보드는 관통 구멍 비아로 강도를 더해 더 내구성이 높아집니다.

• 블라인드 비아

이것은 외부 노출된 층을 PCB의 하나 이상의 하위 층에 연결합니다. 보드 전체를 통과하지는 않습니다. 공간이 없는 고밀도 설계는 블라인드 비아가 사용될 수 있는 곳입니다. 전체 관통 구멍 없이도 레이어 연결을 할 수 있습니다. 귀중한 보드 공간을 절약하기 때문에 유용했습니다. 게다가 물건을 더 컴팩트하게 배치하는 데 도움이 됩니다. 작은, 복잡한 보드, 블라인드 비아 필요합니다.

• 매장 된 비아

PCB의 두 개 이상의 내부 레이어를 함께 연결합니다. 외부 레이어에는 전혀 영향을 미치지 않습니다. 고밀도 설계가 필요한 경우 레벨당 또는 레벨당 여러 개의 비아, 일반적으로 크기와 불투명도 고려 사항으로 인해 비아 레벨이 좋은 경로입니다. 많은 연결을 만드는 데 많은 공간이 필요하지 않습니다. 묻힌 비아 보드를 차지하는 공간을 줄이세요. 이를 통해 계속 머물지 않고도 더 많이 연결할 수 있습니다. 더 큰 PCB.

• 적층형 비아

서로 위에 뚫어 뚫었습니다. 고밀도 PCB에서 이 유형의 비아는 매우 유용합니다. 많은 연결이 하나의 작은 공간에 들어맞습니다. 비아를 쌓아서 보드의 공간을 절약합니다. 보드 크기를 늘리지 않고도 연결을 추가할 수 있습니다.

• 계단형 비아

PCB의 레이어를 연결합니다. 서로 직접 닿지 않습니다. 고밀도 상호 연결에 존재하며 다층 디자인은 꽤 자주. 최적화됨 라우팅 계단형 비아를 사용하면 제거가 가능합니다. 신호 간섭. 고주파에서는 임피던스를 줄입니다. 설계 작업이 줄고 구리 충전을 통해 계단형 비아에 필요합니다.

• 스킵 비아

그들은 일종의 블라인드 비아입니다. 패드는 다른 레이어에 연결됩니다. 그들은 종종 사용됩니다 고밀도 상호연결(HDI) PCB 트레이스의 양쪽을 연결합니다. 수동 라우팅 시간을 줄여줍니다. 레벨 사이의 묻힌 비아를 제거합니다. 또한 쌓인 블라인드 묻힌 비아에서 발생할 수 있는 신뢰성 문제도 해결합니다.

• 마이크로비아

PCB의 매우 작은 구멍입니다. 일반적으로 크기는 6밀 미만입니다. 이것은 고밀도 설계에 완벽한 유형의 비아입니다. 많은 것들이 공간이 좁은 곳에 들어갈 수 있습니다. 고주파 애플리케이션도 마이크로비아에 적합합니다. 신호를 강하고 명확하게 유지하는 데 좋습니다. 그러나 전반적인 신호 품질은 마이크로비아를 사용하면 개선됩니다. 소형 장치에서 더 나은 성능을 제공합니다.

• 패드의 비아

이것은 부품 패드 아래의 구멍이었습니다. 그 이유는 이 유형의 비아가 고밀도 PCB 설계에 정말 좋기 때문입니다. 모든 비트가 중요한 곳에서는 공간을 절약합니다. 비아-인-패드를 통해 보드에 직접 연결됩니다. 이렇게 하면 트레이스 길이가 줄어들어 신호 품질이 향상됩니다. 또한 다음과 같은 위험도 줄어듭니다. 솔더 브리징전도성 물질은 PCB 조립 중에 채워집니다.

• 텐팅을 통해

이것은 비아를 도금할 때의 상황입니다. 솔더 마스크는 이 작은 구멍에 보호 층을 제공합니다. 텐팅은 비아를 습기, 먼지 또는 화학 물질로부터 보호합니다. 부식과 단락을 일으킬 수 있습니다. 도금 관통 구멍 비아 때문에 레이어 간에 전기 신호가 전달되는 방식입니다. 신뢰할 수 있고 고성능 PCB는 텐팅에 의존합니다. 특히 고밀도 상호 연결(HDI) 및 융통성있는 디자인. 또한 솔더 위킹도 방지합니다. 솔더 패드에서 솔더가 빠져나가는 곳입니다.

비아의 종횡비

이것은 비아 내부에서 구리를 도금하는 것과 관련이 있습니다. 비아를 구리로 채울 수 있는 방법을 측정하는 것입니다. AR은 PCB 두께 구멍 직경에. 회로 기판의 신뢰성이 핵심이며 좋은 AR이 핵심입니다. 마이크로비아, 이상적인 AR은 0.75:1입니다. 이는 보드 두께보다 훨씬 작은 구멍을 만드는 것을 의미합니다. 관통 홀 비아의 경우 이상적인 AR은 10:1입니다. 큰 문제 없이 도금에 적합합니다. 10:1보다 큰 AR을 선택할 수 있습니다. 그러나 이러한 접근 방식은 설계 비용과 복잡성을 증가시킵니다. 심지어 신뢰성 문제를 일으킬 수도 있습니다.

PCB Via 유형 대 크기

PCB Via 크기 요구 사항

PCB를 설계할 때 비아는 중요합니다. 설계 방법과 어디에 두느냐가 중요합니다. 때로는 나쁜 비아가 보드의 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.

종횡비 계산기를 통해

결과적으로 PCB 설계는 via 종횡비만큼만 좋습니다. via의 깊이를 너비와 비교합니다. 이 비율은 via가 전류를 전달하는 방식에 영향을 미칩니다. 높은 종횡비에는 도금 시간이 덜 필요합니다. 이렇게 하면 더 두꺼운 층이 생성됩니다. 낮은 종횡비로 인해 얇은 층이 생길 수 있습니다. 전도할 수 있는 전기를 낮출 수 있습니다.

표준 비아 크기(밀)

매우 작은 측정은 mils라는 단위로 설명합니다. PCB의 두께에 따라 이러한 크기가 결정됩니다. 그리고 PCB 제조업체가 무엇을 할 수 있는지에 따라 달라집니다. 비아 크기에 따라 제조업체마다 한계가 다릅니다. 매우 중요하기 때문에 올바른 크기를 선택하는 것이 매우 중요합니다. 그리고 보드 비용에 영향을 미칩니다. 또한 크기가 맞지 않는 크기를 선택하면 보드의 신뢰성에 영향을 미칠 수도 있습니다. 너무 작은 비아는 작동하지 않을 수 있습니다.

PCB 링 계산기

비아를 둘러싼 구리 링은 다음과 같이 불립니다. 환형 링. 크기가 매우 중요합니다. 비아가 약하면 작은 링으로 충분합니다. 그러나 이것은 구리 패드의 본드를 끊습니다. 좋은 전도성은 낮은 전도성으로 이어질 수 있습니다. 차폐되지 않은 신호는 이로 인해 보드의 안정성을 손상시킬 수 있습니다. 반면에 큰 환형 링은 더 비쌉니다. 또한 보드의 밀도를 줄일 수 있습니다.

도금 두께를 통해

더 두꺼운 도금은 전도도를 높이는 수단이 될 수 있습니다. 그러나 비용을 증가시킬 수도 있습니다. 또한 보드를 더 두껍게 만들 수도 있습니다. 더 얇은 도금은 비용이 적게 듭니다. 또한 보드를 가볍게 만들 수도 있습니다. 그러나 조심하세요. 이는 비아의 전도도와 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.

PCB 레이아웃의 스텁

이것은 짧은 트레이스 조각으로, 비아에 연결되어 있습니다. 이것은 PCB에서 문제를 일으킬 수 있습니다. 신호 반사는 스터브를 통해 발생할 수 있습니다. 그러나 이것은 신호 품질을 손상시킬 수 있습니다. 스터브는 짧게 유지해야 합니다. 짧을수록 좋습니다. 간섭을 줄여줍니다. 또한 스터브의 임피던스를 확인해야 합니다. 트레이스 임피던스와 일치해야 합니다. 좋은 신호 무결성 임피던스를 맞추는 것이 핵심이다.

PCB Via 크기 선택을 위한 가이드라인 및 고려 사항

비아 유형

비아 유형으로 작업할 때는 어떤 프로젝트를 작업하고 있는지 기억하세요. 다른 프로젝트에는 다른 비아가 필요합니다. 레이어가 하나뿐인 경우 더 큰 구멍이 잘 작동합니다. 채우기나 추가 기술 없이도 유연성이 있습니다. 더 큰 비아를 통해 더 많은 전류를 흘릴 수 있습니다. 또한 더 나은 방열도 가능합니다.

차원을 통해

비아의 크기는 두께에 따라 결정됩니다. 이를 종횡비라고 합니다. 비아는 적절한 종횡비에서 잘 작동합니다. 보드가 클수록 비아 요구 사항도 커집니다. 더 큰 비아를 통해 더 많은 전류를 통과시킬 수 있습니다. 보드가 얇다면 더 작은 비아로 충분합니다. 작은 비아는 더 작고 공간을 덜 차지합니다. 항상 비아 크기를 보드 두께와 일치시키세요.

허용 오차를 통해

이것은 구멍 크기가 허용되는 범위입니다. 이 허용 오차가 어떻게 규정될지 구체적으로 명시해야 합니다. 이렇게 하면 구멍이 잘 맞는지 확인할 수 있습니다. 대부분의 PCB 공급업체는 자체 표준을 가지고 있습니다.

적합한 기술 선택

필요한 기술을 결정하세요. 블라인드 또는 묻힌 비아가 필요한가요? 그런 다음 PCB 공급업체와 상의하세요. 그들은 귀하의 디자인에 맞는 올바른 스택업을 개발하여 귀하를 도울 수 있습니다. 모든 요구 사항이 항상 명확하게 전달되도록 하세요. 이를 통해 더 나은 최종 제품이 나올 것입니다.

링 사양

이것은 클래스 2 및 클래스 3 보드에 중요합니다. 마이크로비아 또는 레이저 드릴링 비아의 경우 환형 링은 최소 2밀이어야 합니다. 기계적으로 드릴링된 비아의 경우 최소 4밀이어야 합니다. 그러나 링은 측정 단위가 다음과 같다는 점을 기억하세요. 캠 소프트웨어. 뚫린 구멍의 크기가 고려됩니다.

PCB IPC 분류

2등급, 3등급 보드는 다른 표준을 가지고 있습니다. 2등급 보드는 일상 전자 제품에 권장됩니다. 노트북과 스마트폰에 있습니다. 그리고 작은 결함이 있을 수 있습니다. 그리고 이 때문에 검사하기 쉽고 더 빨리 만들 수 있습니다. 높은 신뢰성 장치는 3등급 보드에 있습니다. 군용 장비와 심장 박동 조절기가 사용됩니다. 이 보드는 매우 엄격하고 신뢰할 수 있습니다. 검사가 더 많고 비용이 더 많이 듭니다. 지난번과 마찬가지로 계속해서 작동해야 하는 제품은 3등급 보드에 가장 적합합니다.

장비 사양

PCB 설계에서 비아 크기를 만들 때는 제조업체의 능력을 염두에 두십시오. PCB를 구매할 때는 최신 기술을 보유한 공급업체를 선택하는 것이 중요합니다. 그렇게 하면 특정 비아 크기 요구 사항을 사용할 수 있습니다. 많은 제조업체는 적절한 장비 없이 그럴 수 있습니다. 아니면 다른 사람에게 작업을 하청해야 할 수도 있습니다.

PCB 밀도

밀도가 높은 보드는 제곱인치당 65~120개의 연결이 있습니다. 또한 구멍 밀도를 살펴보세요. A 양면 보드 제곱 데시미터당 약 600개의 구멍이 매우 일반적입니다. 전류 밀도도 중요합니다. 구리 트랙 간격을 주시하세요. 트랙을 너비와 동일한 간격으로 배치하세요. 신호 문제와 과열을 모두 방지합니다. 구성 요소가 비슷하다면 서로 가깝게 배치하는 것이 좋습니다.

Via 충전 기술 및 도금 옵션

PCB의 결함은 갇힌 물질로 인해 발생합니다. 전도성 및 비전도성 에폭시 페이스트를 비아에 넣을 수 있습니다. 블라인드 비아와 비아 인패드에는 특수 전기 도금 화학 물질이 사용됩니다. 그러나 보드 전체로 열을 이동시키려면 전도성 충전재를 사용하십시오. 비아가 밀봉되거나 캡 도금으로 덮여 있는지 확인하십시오. 그 결과 제조 중에 묻힌 비아 도금 문제가 방지됩니다. 먼저 비아에 수지를 채우면 이러한 문제를 피할 수 있습니다. 비아 인 패드가 있는 경우 도금해야 합니다.

구성 요소 클리어런스

비아 주변의 공간입니다. 모든 PCB 구성 요소에 충분한 공간이 있어야 합니다. 비아가 클리어런스가 너무 작으면 구성 요소를 방해할 수 있습니다. 조립 또는 작동이 문제가 될 수 있습니다. 최소 클리어런스는 최소 0.1mm이어야 한다고 제안합니다. 좋은 규칙입니다. 이렇게 하면 구성 요소를 올바르게 배치하는 데 도움이 됩니다.

솔더 마스크

그것들을 얻는다 솔더 마스크 오른쪽 개구부가 중요합니다. 구성 요소 패드는 이러한 개구부보다 약간 작아야 합니다. 이렇게 하면 솔더 페이스트 근처 패드로 내려가는 것을 방지합니다. 또한 텐팅(비아를 솔더 마스크로 덮는 것)이 유용하다는 것을 알게 되었습니다. 비아가 손상되지 않도록 보호하고 솔더가 비아로 새어들어가는 것을 방지하여 단락을 방지합니다. 하지만 패드 직경이 12밀보다 큰 비아는 텐팅하지 마세요. 솔더 보이드와 잠재적인 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다.

Via 크기 선택을 최적화하는 방법

• 트레이스가 처리해야 할 전류량을 알아보세요

비아가 전달하는 신호, 전력 ​​및 접지 전류. 각 유형은 함께 잘 작동해야 합니다. 신호를 명확하게 전달할 수 있는 비아는 좋습니다. 결과적으로 손실이 적고 성능이 더 좋습니다. 비아가 전류에 안전한지 확인하세요.

• 트레이스 폭과 간격에 대한 간단한 지침을 따르세요

귀하의 설계에는 트레이스와 비아가 포함되어 있습니다. 표면 구성 요소는 비아로 연결됩니다. 비아의 효과적인 라우팅은 좋은 트레이스 라우팅입니다. 트레이스는 전류에 충분히 넓어야 합니다. 간섭하지 않고 적절한 간격으로 배치합니다. 그러면 더 나은 비아가 가능합니다.

• 최소 구멍 크기에 대한 IPC-2222 규칙을 준수하세요

먼저 구성 요소 밀도 분류가 무엇인지 알고 싶을 것입니다. 그런 다음 간단한 공식을 사용하여 최소 구멍 크기를 찾습니다. 레벨 A의 경우 최대 리드 직경에 0.25mm를 더합니다. 레벨 B의 경우 0.20mm를 더하고 레벨 C의 경우 0.25mm를 더합니다. 그런 다음 IPC‑2221을 통해 패드 크기를 결정합니다. 패드 직경은 구멍 크기에서 계산됩니다.

• 사용하는 비아의 수를 줄이세요

가능하면 비아를 적게 사용하세요. 비아가 너무 많으면 비아가 막힙니다. 보드와 작동 방식이 약해집니다. 비아가 적을수록 더 나은 설계가 가능합니다. 대신 트레이스를 라우팅하는 방법에 집중하세요. 즉, 연결에 가장 적합한 경로를 찾는 것입니다. 라우팅이 좋으면 비아가 적게 필요합니다.

• 적합한 Via 크기를 찾으려면 제조업체와 협력하세요

제조업체와 협력하면 최상의 보드를 만드는 데 도움이 됩니다. 어떤 비아 크기를 드릴링할 수 있는지 물어보세요. 제조업체마다 역량이 다릅니다. 어떤 제조업체는 작은 구멍을 드릴링할 수 있지만, 어떤 제조업체는 그렇지 못합니다. 보드 두께에 제한이 있습니다. 하지만 이러한 한계를 이해하면 어떤 비아 크기가 자신에게 적합한지 결정하는 데 도움이 됩니다.

PCB Via 크기에 대한 질문

• PCB 레이저 비아 크기는 무엇입니까?

레이저 드릴링된 PCB는 크기가 다양합니다. 가장 작은 것은 0.001인치(0.025mm)입니다. 0.0005인치만큼 작을 수 있습니다. 0.008인치만큼 클 수 있습니다. 종횡비는 일반적으로 0.75:1입니다. 블라인드 및 매립형 비아의 경우 레이저 드릴링 비아를 자주 사용합니다. 순차적 적층이 잘 맞습니다. 또한 미세 피치입니다. BGA.

• 비아 캡처 패드의 크기는 얼마입니까?

PCB의 유형과 두께에 따라 달라집니다. PCB의 두께는 1.5mm>에서 시작합니다. 일반적으로 이 경우 0.660mm 비아 캡처 패드입니다. 대형 비아의 패드 크기는 0.7mm이고 드릴 크기는 0.3mm입니다. 드릴 크기는 0.25mm이고 패드 크기 0.6mm는 중간 비아용입니다. 소형 비아의 경우 패드 크기는 0.5mm이고 드릴 크기는 0.2mm입니다. 블라인드 비아의 최대 직경은 0.4mm이고 패드는 450μm입니다. 마찬가지로 매립형 비아의 직경도 0.4mm이지만 패드 치수는 300μm입니다.

• 비아는 얼마나 작을 수 있는가?

일반적으로 최소 크기의 비아는 0.25~0.3mm 범위입니다. 이러한 작은 비아에는 재료가 덜 필요합니다. 그러나 보드 깊이가 다르면 레이저 드릴링이 필요할 수 있습니다. 최소 드릴 크기는 일반적으로 0.25mm입니다. 가장 작은 환형 링 크기는 0.15mm입니다. 이상적으로는 이러한 최소값으로 가는 것을 피하고 싶을 것입니다.

• PCB 크기는 어떻게 계산하나요?

길이와 너비(밀리미터)는 PCB 크기를 계산하는 데 사용됩니다. 이 두 숫자를 곱합니다. 다음으로 면적(제곱밀리미터)이 있습니다. 1,000,000으로 나누어 제곱미터로 변경합니다. PCB 설계 소프트웨어 예를 들어. 소프트웨어에서 사용할 수 있는 PCB 레이아웃 파일을 엽니다. 이제 PCB 윤곽선 내에 구성 요소를 배치합니다. "이동" 도구를 사용하여 윤곽선 크기를 조정합니다. 마지막으로 윤곽선 상자의 크기를 측정합니다.

맺음말

이에 PCB톡 블로그에서 PCB via 크기에 필요한 모든 것을 설명했습니다. 정보에 입각한 설계 결정을 내리기 위해 이해해야 할 중요한 아이디어가 있었는데, 이는 표준, 유형 및 종횡비였습니다. via에서 다양한 유형, 크기 요구 사항 및 최적화 기회에 이르기까지 모든 것을 논의하여 PCB 설계 프로세스를 개선하는 방법에 대한 더 큰 그림을 제공했습니다.