Via-in-pad 도금 기술로 구성 요소 및 트레이스의 고밀도를 높이세요

제 아파트에 있는 서브우퍼가 달린 멋진 4스피커 스테레오 시스템이 있는데, 이웃들이 정말 싫어해요. 이 시스템으로 음악 듣는 걸 정말 좋아하지만, 스피커 뒤에 숨어 있는 오디오 케이블 더미를 정리하는 건 정말 싫어요. 마지막으로 시스템 뒤를 청소하려고 했을 때, 오디오 케이블 몇 개를 거의 뽑아내는 바람에 큰일 날 뻔했어요. 오디오 케이블의 고밀도를 HDI 프린트 회로 기판 위의 트레이스를 라우팅하는 것처럼 쉽게 할 수만 있다면 좋을 텐데요.

블라인드 비아와 매립 비아는 여러 층의 보드에서 중요한데, 이는 디자이너들이 층간 전기 연결을 라우팅할 수 있게 해주기 때문입니다. 이는 특히 미세한 피치의 SMT 구성 요소와 고밀도의 트레이스를 필요로 하는 BGA 패드에 있어서 중요합니다. 비아 인 패드 기술은 패드와 비아 사이에 짧은 트레이스를 라우팅할 필요가 없기 때문에 보드 공간을 절약하는 효율적인 방법입니다.

비아 인 패드 디자인을 사용해야 할 때

일부 디자이너들은 패드 내 비아 디자인을 피하라고 말할 것입니다. 실제로 패드 내 비아는 다른 비아 구조와 마찬가지로 특정 상황에서 유용한 도구입니다. 비아 주변의 금속 패드는 열을 분산시키고 회로 기판의 열 패드 관리에 도움을 줍니다. 이 패드들은 또한 수동 부품 SMT나 IC와의 연결을 가능하게 하며, 인근의 비아 홀은 더 깊은 층으로의 라우팅을 허용하고 부품 밀도를 높게 유지하는 데 도움을 줍니다.

인터커넥트 밀도를 증가시키고 하위 층에서의 라우팅을 허용하는 것 외에도, Altium 패드 내 비아 디자인은 연결에서의 인덕턴스를 줄여줍니다. 패드 내 비아 디자인은 일반적으로 미세 피치 BGA와 함께 사용되며, 도그 본 타입의 팬아웃보다 몇 가지 장점을 제공합니다. 패드 내 비아 디자인이 제공하는 공간 절약은 디자이너들이 층 수를 줄이는 데에도 도움을 줄 수 있습니다.

VIPPO

Via-in-pad plated over (VIPPO) 디자인은 소형 단면의 패드 내 비아에 솔더 마스크와 솔더링을 가능하게 하는 한 기술입니다. VIPPO 디자인에서는 비아를 경화된 에폭시 재료로 채울 수 있습니다. 먼저, 비아 내부를 코팅하기 위해 표준 도금 공정이 사용됩니다. 구리 도금 및 에폭시 충전 후, 충전된 구멍은 구리 패드로 덮입니다. 그런 다음 전자 부품을 VIPPO 패드에 직접 납땜할 수 있습니다.

Via-in-pad와 VIPPO 용어는 때때로 서로 바꿔 사용됩니다. 직접 납땜에 사용되는 Via-in-pad 디자인은 VIPPO에서와 마찬가지로 비아 홀을 통한 유동을 방지하기 위해 에폭시로 채워져야 합니다. 비아를 막는 데 사용되는 에폭시는 전도성이 있거나 없을 수 있습니다.

세밀한 피치 BGA

전도성 에폭시는 더 높은 열 전도성으로 인해 열 관리 측면에서 이점이 있습니다. VIPPO는 연결 지점에서 구리 패드를 사용하기 때문에 더 높은 열 전도성으로 인해 회로 기판의 열 관리도 더 우수합니다. 전도성 에폭시와 VIPPO를 결합하면 연결 지점에서의 열 분산이 더욱 개선됩니다. 최상의 열 관리 전략은 비아 내부가 구리로 완전히 도금되어야 합니다.

제조 문제

Via-in-pad 및 VIPPO 디자인은 PCB 제조 단계를 증가시켜 제조 비용을 높입니다. 실제 비용은 비아 크기와 보드에 있는 비아의 총 수에 따라 달라집니다. 그러나 via-in-pad 디자인은 창의적인 설계자가 라우팅을 더 효율적으로 할 수 있게 하며, 필요한 레이어 수를 줄일 수도 있습니다. 이는 제조 비용 증가를 상쇄할 수 있습니다.

솔더 마스크는 비아 구멍에 솔더가 스며드는 것을 방지하기 위해(“텐팅”으로 알려짐) 열린 via-in-pad 구멍을 막는 데 사용되었습니다. 대신 VIPPO 디자인은 작은 패드 크기 때문에 미세 피치 구성 요소와 함께 사용해야 합니다. VIPPO의 도금은 솔더가 비아 구멍을 통해 흐르고 조립 중에 하단 레이어에 혼란을 일으키는 것을 차단합니다.

솔더 위킹을 방지하는 데 인간의 손재주가 도움이 될 수 있으므로, 손으로 솔더링하는 것이 열린 via-in-pad 디자인에 전자 구성 요소를 부착하는 데 적합할 수 있습니다. 웨이브 또는 리플로우 솔더링을 사용할 때는 위킹을 제어할 수 없으므로 VIPPO를 사용해야 합니다. 한 가지 예외는 미세 피치 구성 요소입니다: VIPPO는 이러한 전자 구성 요소, 특히 미세 피치 BGA에 항상 적절한 팬아웃 전략과 함께 사용되어야 합니다.

고밀도 PCB 리워크 스테이션

구리로 완전히 채우는 것의 한 가지 단점은 비아 내부를 고르게 도금하는 것이 어렵다는 것입니다. 구멍이 밀봉된 것처럼 보일지라도, 유체나 공기가 구리 채움 내부에 갇힐 수 있습니다. 이는 납땜 중에 가스가 방출되는 결과를 초래합니다. VIPPO를 전체적으로 구리로 채우기로 결정했다면, 제조업체는 적절한 품질 관리 절차를 갖추고 있어야 합니다.

Altium Designer^®의 내장 CAD 도구는 패드 내 비아를 사용하여 연결을 라우팅하는 것을 쉽게 만들어줍니다. ActiveRoute^® 도구는 회로 기판 전체에 신호를 라우팅하는 데 도움을 줍니다. 오늘 Altium 전문가와 대화하세요더 알아보기 위해.