현대 PCB 설계에 대한 캡드 비아와 다른 비아 기술을 비교

고밀도 PCB의 시대에 5G 스마트폰에서 의료 임플란트까지의 기기를 기술로 공급하는 것은 결정적인 요소입니다.비아 (PCB 층 을 연결 하는 작은 구멍) 는 보드 의 신호 처리 능력 을 결정 한다, 열, 및 조립. 많은 횡단 유형 중, Capped Vias 기술은 구멍을 밀고, 용매 누출을 방지하는 능력으로 돋보인다그리고 BGA와 같은 HDI (High-Density Interconnect) 설계 및 얇은 피치 구성 요소에 대한 신뢰성을 높입니다.그러나 전통적인 비아 (rough-hole, blind, buried) 는 여전히 단순하고 비용에 민감한 프로젝트에서 자리를 차지하고 있습니다. 이 가이드에서는 뚜렷한 비아와 다른 기술 사이의 차이를 분해합니다.,그들의 성능, 제조 가능성, 그리고 여러분의 PCB 디자인에 적합한 것을 선택하는 방법.

주요 내용
1뚜렷한 신뢰성: 밀폐 된, 채워진 구멍은 용접기 삐걱, 습기 침입 및 열 손상을 방지합니다. 고 스트레스 환경 (자동차, 항공 우주) 에 이상적입니다.
2신호 및 열 장점: 뚜렷한 비아스는 신호 손실을 20~30% 줄이고 (평면 패드 = 짧은 경로) 열 전달을 15% 향상시킵니다.
3비용 대 가치: 캡 바이어 (capped vias) 는 PCB 비용에 10~20%를 추가하지만 조립 결함을 40% 줄여 HDI / 얇은 피치 설계에 가치가 있습니다.
4단순성을 위해 전통적인 비아: 구멍 비아는 저밀도 보드에 저렴하고 강합니다. 블라인드 / 묻힌 비아는 뚜?? 의 비용없이 공간을 절약합니다.
5표준 문제: IPC 4761 타입 VII를 따라 뚜?? 뚫린 비아스를 사용해서 덩굴이나 구멍 같은 결함을 피합니다.

캡드 비아 는 무엇 인가? 정의 및 주요 이점
뚜렷한 비아스는 현대 PCB의 두 가지 중요한 문제를 해결하기 위해 고안된 전문적인 기술입니다. 용매 누출 (모집 중에) 및 환경 손상 (습기, 먼지). 채우지 않은 비아와 달리,뚜?? 이 있는 비아스는 전도성/무전도성 물질 (에포시) 로 채워집니다., 구리) 로 납작한 모자 (연금 마스크, 구리 접착) 로 봉인하여 부드럽고 방수적인 표면을 만듭니다.

핵심 정의
뚜렷한 튜브는 굴착 및 접착 후 두 가지 주요 단계를 거치는 튜브입니다.

1채우기: 트라이 구멍은 에포시 樹脂 (전도적이지 않은 필요) 또는 구리 페이스트 (열기 / 전기 전도성) 로 채워집니다.
2덮개: 얇고 평평한 층 (연금 마스크 또는 구리) 이 채워진 구멍의 위/아래에 적용되어 완전히 밀폐됩니다.

이 과정은 비아에 빈 공간을 제거하여 재흐름 용접 과정에서 용접물이 구멍으로 흐르는 것을 방지하고 오염 물질이 PCB에 들어가는 것을 차단합니다.

뚜?? 의 주요 특징

현대 의 디자인 에 있어서 왜 뚜?? 이 있는 비아 가 중요 합니까?
HDI PCB (스마트폰, 웨어러블 기기 등에서 흔한) 에서 공간은 프리미엄입니다. BGA와 같은 구성 요소는 진도 0.4mm 정도로 작은 패드를 가지고 있습니다. 이러한 디자인에서 채우지 않은 비아스는 두 가지 주요 문제를 야기합니다.

1용매 윙크: 용액은 재흐름 중에 통로로 흐르며 패드를 비어 놓으며 약한 관절을 만듭니다.
2패드 불균형: 채우지 않은 비아스는 패드에 구멍을 만들어 구성 요소의 오차로 이어집니다.

뚜렷한 비아스는 부드럽고 평평한 패드를 만들어 HDI 프로젝트에서 40%의 조립 결함을 줄여 두 가지 모두를 해결합니다.

뚜?? 이 있는 비아 의 제조 방법: 제조 과정
뚜?? 이 있는 비아스 는 전통적인 비아스 보다 더 많은 단계 를 필요로 하지만, 더 많은 노력 이 신뢰성 을 높이는 데 효과 를 준다. 다음은 표준 제조 작업 흐름 이다.

1기본 준비: 구리 접착 래미네이트 (예: FR-4) 로 시작하여 크기에 따라 자르십시오.
2정밀 뚫기: 레이저 뚫기 (마이크로 비아 < 150μm) 또는 기계 뚫기 (더 큰 비아) 를 사용하여 구멍을 만들어야 합니다.
3- 플래팅: 횡단 벽은 층 사이의 전기 연결을 만들기 위해 구리 (25μm 30μm 두께) 로 가전됩니다.
4채우기:
에포시 채우기: 비전도적 용도 (시그널 비아스 등) 를 위해, 에포시 樹脂은 비아스에 주입되어 120~150°C에서 완화된다.
구리 채우기: 열/전기 전도성 (예를 들어, 전력 비아) 를 위해 구리 페이스트를 적용하고 고체 전도체를 형성하기 위해 합금합니다.
5평면화: 채운 통은 평평한 표면을 만들기 위해 얇게 만들어지며, 부 bump 또는 dimples (연금에 중요) 를 보장하지 않습니다.
6뚜??: 유도성 없는 뚜?? 에 대한 용접 마스크 (solder mask) 또는 유도성 있는 뚜?? 에 대한 구리 (copper) 의 얇은 층을 적용하여 뚜?? 을 봉인합니다.이 단계는 핀홀을 피하기 위해 IPC 4761 타입 VII 표준을 따르고 있습니다.
7검사: 엑스레이 기계가 빈자리를 채우는지 확인; AOI (자동 광학 검사) 는 뚜?? 의 평평성과 정렬을 확인합니다.

프로 팁: 레이저 드릴링은 디자인을 통해 캡 된 마이크로 비아 (<150μm) 에 필수적입니다. 기계적인 드릴은 얇은 피치 구성 요소에 필요한 정밀도를 달성 할 수 없습니다.

전통적 도로 기술: 그 대 한 비교
전통적인 비아 (rough-hole, blind, buried, microvias) 는 캡 비아보다 간단하고 저렴하지만 밀폐 및 신뢰성 기능이 부족합니다.아래 에는 각 종류 와 그 종류 들 의 분포 가 있습니다..

1뚫린 거리
가장 오래되고 가장 흔한 것은 PCB를 완전히 통과하는 튜브 구멍을 통해 구리 판 벽을 가지고 있습니다.

주요 특성
a.구조: 상단층과 하단층을 연결한다; 종종 구멍으로 구성된 부품 (DIP IC, 콘덴서) 에 사용됩니다.
b.강도: 2 ′′ 3A 전류를 (1mm 구멍, 1 온스 구리) 운반 할 수 있으며 진동에 견딜 수 있습니다. 산업 / 군사 PCB에 이상적입니다.
c.Cost: 모든 종류 중 가장 낮은 비용 (충전/장막 단계가 없습니다).

제한 대 제한된 경로
a. 공간 비효율성: 캡드 마이크로 비아보다 2배 더 많은 PCB 공간을 차지하여 HDI 설계에 적합하지 않습니다.
b.연금 문제: 채우지 않은 구멍은 특히 얇은 피치 부품에서 용접기가 찢어질 위험이 있습니다.
c. 신호 손실: 긴 경로 (전 판을 통해) 는 높은 주파수 (> 1 GHz) 에서 30% 더 많은 신호 저하를 유발합니다.

베스트 포:
간단한 PCB (예를 들어, 아두이노 보드), 낮은 밀도 디자인, 그리고 비용과 강도가 소형화보다 더 중요한 구멍 구성 요소.

2눈먼 비아
외부층과 하나 이상의 내부층을 연결하지만 전체 보드를 통과하지 않는 비아.

주요 특성
a. 공간 절약: 스마트 폰과 태블릿에서 흔히 볼 수 있는 구멍 뚫린 비아에 비해 PCB 크기를 30%까지 줄입니다.
b.신호 품질: 짧은 경로로는 구멍을 통과하는 비아에 비해 25% 낮아집니다.

제한 대 제한된 경로
밀폐가 없습니다: 채우지 않은 블라인드 비아스는 여전히 용접기의 누출과 수분 침투 위험이 있습니다.
b. 제조의 복잡성: 레이저 절개와 정확한 깊이 제어 (± 10μm) 를 요구하며, 구멍에 비해 비용을 추가하지만 뚜렷한 비아보다 적습니다.

베스트 포:
중간 밀도 PCB (예를 들어, 스마트 TV 보드) 공간이 좁지만 추가 비용의 제한은 정당화되지 않습니다.

3비아스를 묻고
PCB의 상단이나 하단에 도달하지 않는 내부 층만 연결하는 비아.

주요 특성
a.최대 공간 효율성: 구성 요소를 위한 외부 층을 자유롭게 하여 맹인 비아에 비해 40% 더 높은 밀도를 가능하게 한다.
b.신호 무결성: 외부 오염물질에 노출되지 않아 고속 신호 (예를 들어, PCIe 5.0) 에 이상적입니다.

제한 대 제한된 경로
a.숨은 결함: 시각적으로 검사할 수 없거나 X선 촬영이 필요하여 검사 비용을 추가합니다.
b.열효과가 없습니다: 채우지 않은 묻힌 비아스는 뚜렷한 비아스와 비교하여 열을 잘 전달하지 않습니다.

베스트 포:
높은 계층의 PCB (예: 서버 메인보드) 는 내부 계층의 연결이 중요하고 외부 계층의 공간이 제한적입니다.

4미크로비아
작은 비아 (<150μm 지름) 가 레이저로 구멍을 뚫고 HDI 설계에 사용됩니다.

주요 특성
초소형: 0.2mm 정도로 작은 패드 크기를 허용합니다. BGA와 웨어러블 기기에 적합합니다.
b.신호속: 최소 손실로 최대 40 GHz의 주파수를 지원합니다.

제한 대 제한된 경로
a.약함: 채우지 않은 마이크로 비아들은 열 스트레스 (예: 재흐름 용접) 에 의해 쉽게 균열된다.
b.연금 위험: 작은 구멍은 용매 윗부분에 노출되어 있습니다.

베스트 포:
초소형 장치 (예를 들어, 스마트 워치, 보청기) 는 신뢰성을 높이기 위해 종종 캡형 마이크로 비아를 사용합니다.

캡드 비아 대 전통적인 비아: 헤드 투 헤드 비교
올바른 종류 를 선택 하기 위해서는 성능, 비용, 제조 가능성 을 고려 해야 합니다. 아래 에는 상세 한 비교 가 있습니다.

실제 사례: BGA 조립
0.4mm pitch BGA (스마트폰에서 흔히 사용되는데):

a. 덮인 비아스: 평평한 패드는 용접기의 윙킹을 방지하여 99.5%의 합성 양을 제공합니다.
b. 채우지 않은 미크로비아: 용이기가 구멍으로 흐르면서 15%의 관절이 실패합니다.
d.홀 비아스: 사용이 불가능합니다. 너무 많은 공간을 차지합니다.

언제 뚜?? 을 사용 해야 하는가 (그리고 언제 피해야 하는가)
뚜?? 으로 된 비아 는 모든 사람 에게 적합 한 해결책 이 아니다. 그 이점 이 비용 을 정당화 할 때 비아 를 사용 하고, 단순 함 이나 예산 이 핵심 이 될 때 전통적인 비아 를 선택 한다.

뚜?? 을 사용 할 때
1.HDI 또는 얇은 피치 디자인: BGA, QFN 또는 0.5mm 피치 뚜렷한 비아스 윗부분의 평면 패드가 안정적인 용접을 보장합니다.
2고 스트레스 환경: 자동차 (하우드), 항공우주, 또는 의료기기 密封 vias 습도, 진동 및 온도 주기에 저항합니다.
3고속 신호: <1 GHz (5G, PCIe) 신호에서 제한된 비아스 (via) 의 낮은 신호 손실이 중요합니다.
4전력 구성 요소: 전압 조절기 또는 증폭기 꽉 찬 비아스는 과열을 방지하여 열 전달을 향상시킵니다.

언제 뚜?? 을 두는 길 을 피해야 하는가
1저비용, 간단한 PCB: 아두이노 보드, 기본적인 센서
2저밀도 설계: HDI 盲/埋葬 vias가 필요없고 비용을 제한하지 않고 공간을 절약합니다.
3프로토타입 제작: 빠른 반복은 더 저렴한 전통적인 방식에서 이익을 얻습니다. 신뢰성이 중요하다면만 제한됩니다.

캡드 비아 제조업 과제 및 해결책
뚜렷한 제조가 필요한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한 뚜렷한
1공허함을 채우기
문제: 에포시/황제 채울기에 있는 공기 거품은 약한 점과 열 전달이 좋지 않습니다.
솔루션: 공기를 제거하기 위해 진공 보조 채우기를 사용하십시오. 완전한 굳기를 보장하기 위해 150°C에서 60 분 동안 가열하십시오.

2컵 덤플스
문제: 불균형 평형화 는 뚜?? 에 작은 절개 를 남기고, 용접 문제 로 이어진다.
솔루션: 밀링을 위한 IPC 4761 타입 VII 표준을 따르고 (1μm 가려진 패드를 사용) AOI로 평면성을 검사한다 (내용 ±2μm).

3열 스트레스 균열
문제: 구리와 PCB 물질은 서로 다른 속도로 팽창하고, 횡단벽에 균열을 일으킨다.
솔루션: 고 Tg FR-4 (Tg > 170 °C) 를 사용하여 구리 ‧의 열 팽창과 일치합니다. 추가 강도를 위해 30μm 두께의 구리를 가진 판 비아스를 사용합니다.

4정렬 오류
문제: 잘못 정렬 된 비아 (중심 에서 벗어난 굴개) 는 층 연결 이 부적절 해지기 때문 이다.
솔루션: 시야 정렬 (± 1μm 정확도) 로 레이저 드릴링을 사용하십시오. 포지션을 확인하기 위해 드릴링 후 엑스레이 검사를 수행하십시오.

뚜렷한 비아에 대한 표준: IPC 4761 VII형
품질을 보장하기 위해, 뚜렷한 비아스는 IPC 4761 타입 VII를 준수해야합니다. 채우고 뚜렷한 비아에 대한 산업 표준. 주요 요구 사항은 다음을 포함합니다.

a. 충전 재료: 에포시 (Epoxy) 는 유리 전환 온도 (Tg) >120°C가 있어야 하며, 구리 페이스트는 95% 이상의 전도성을 가져야 한다.
b. 캡 두께: 용접 마스크 캡은 두께 10μ20μm, 구리 캡은 두께 5μ10μm가어야 합니다.
c. 평면성: 용접 관절의 신뢰성을 보장하기 위해 캡 표면은 최대 ±2μm의 오차를 가져야합니다.
d.검사: 공백을 채우기 위한 100% X선 검사; 뚜?? 의 평평성과 정렬을 위한 AOI.

이 표준을 따르는 것은 결함을 50% 감소시키고 글로벌 제조 프로세스와 호환성을 보장합니다.

FAQ
1뚜렷한 비아스는 신호의 무결성을 향상시키나요?
예 뚜렷한 비아스는 5G 또는 PCIe와 같은 고속 신호에 이상적입니다.

2- 막힌 비아스는 PCB 비용에 얼마나 더합니까?
캡 바이아스는 전체 PCB 비용 (충전 + 캡 + 검사) 에 10~20%를 추가합니다. 그러나 그들은 조립 결함을 40% 줄이기 때문에 추가 비용은 종종 더 적은 재작업으로 상쇄됩니다.

3- 뚜렷한 비아스는 유연한 PCB에 사용될 수 있습니까?
예 융통성 PCB는 폴리아미드 기판과 에포시로 채워진 캡 바이아스를 사용합니다. 채워진 물질은 유연성을 손상시키지 않고 중요한 영역 (예를 들어, 커넥터 패드) 에 딱딱함을 추가합니다.

4용매 누출을 위해 뚜렷한 비아에 대한 대안이 있습니까?
텐트 비아 (연금 마스크로 덮여) 는 더 저렴한 대안이지만 덜 효과적입니다. 연금 마스크는 껍질을 벗겨 누출을 허용합니다.

5캡드 비아와 비아 인 패드 (VIP) 의 차이점은 무엇입니까?
비아-인-패드 (VIP) 는 비아를 구성 요소 패드의 바로 아래로 배치하는 비아이다.VIP가 이 문제를 해결해.

결론
뚜렷한 비아스는 현대 PCB 설계에 대한 게임 변경입니다. HDI, 얇은 피치 부품 및 고 스트레스 환경의 중요한 요구를 해결합니다.채워진 구조는 용접 결함을 방지합니다., 신호 무결성을 향상시키고 PCB 수명을 연장하여 스마트 폰, 자동차 전자제품 및 의료 기기에 필수적입니다.그래서 전통적인 비아 (rough-hole), 맹인, 묻힌) 는 단순하고 저렴한 프로젝트에 가장 좋은 선택입니다.

올바른 기술을 선택하는 열쇠는 디자인 목표와 일치하는 것입니다.

a.신뢰성과 밀도를 우선시한다: 뚜렷한 비아를 선택하라 (IPC 4761 타입 VII를 따르라).
b.비용과 단순성을 우선시한다: 구멍 또는 맹인/장인 비아를 선택한다.
c. 초소형화를 우선시한다.

PCB가 계속 작아지고 구성 요소가 점점 더 얇아질수록 뚜렷한 비아스의 중요성은 더욱 커질 것입니다.당신은 PCB를 더 작게 만들 것입니다., 더 신뢰할 수 있으며 현대 전자 장치의 요구에 더 적합합니다.