급속도로 변화하는 전자 산업에서, 고성능 하드웨어 제품에 대한 시장의 수요가 커지면서 더 작은 회로 기판에 미니어처화, 더 높은 성능, 더 복잡한 기능을 구현해야 하는 요구는 그 어느 때보다도 중요해졌습니다. 설계자와 PCB 제조업체들은 가능한 한 많은 기능을 1제곱밀리미터 단위로 집적하려는 노력 속에서 새로운 도전에 직면하고 있습니다. 이러한 과제는 HDI PCB 및 다층 PCB 설계에서 맹공(blind via)과 매립공(buried via) 사용으로 이어졌습니다. 이러한 숨겨진 비아를 통해 전례 없는 공간 최적화, 더욱 조밀한 배선 구조, 그리고 향상된 신호 무결성을 실현할 수 있습니다. 경험 많은 회로기판 제조업체로서, LHD TECH은 지난 20년간 시장 제품의 진화와 함께 가공 및 제조 역량을 지속적으로 발전시켜 왔습니다. 시스템 최적화부터 장비의 정밀 제조 능력, 그리고 생산팀의 효율적인 관리에 이르기까지 모든 분야에서 시대의 요구에 부응하며 발전해 나가고 있습니다.
기술 자체로 다시 돌아가 보겠습니다. 하지만 PCB 설계에서 이 비아(via)란 정확히 무엇일까요? 블라인드 비아와 벌라이드 비아는 어떻게 만들어지는 것일까요? 기존의 스루홀(su-hole) 공정과 비교했을 때, 어느 분야에서 더 우수하며 대상 사용자는 누구일까요? 이 포괄적인 가이드에서 우리는 이러한 기술에 대해 깊이 파고들어 블라인드 비아와 벌라이드 비아의 비밀을 풀어보고, 숙련된 PCB 제조업체들이 이를 어떻게 활용하는지 살펴보며, 다음 복잡한 PCB 설계에서 어떤 강력한 이점을 제공하는지 설명하겠습니다.
먼저 PCB의 비아 공정을 살펴보겠습니다. 기본 원리 측면에서 PCB의 비아는 서로 다른 PCB 레이어를 연결하는 전기적 연결부입니다. 단순한 4층 기판부터 복잡한 30층 이상의 다층 구조에 이르기까지 모든 다층 PCB는 신호, 전원 및 접지를 PCB 외층과 내층 사이에서 전달하기 위해 비아에 의존합니다.
비아는 왜 사용될까요?
현대의 고밀도(HDI) 및 다층 PCB 회로에서 위의 이해를 바탕으로, 비아들은 성능, 신뢰성 및 제조 용이성을 균형 있게 맞추기 위해 신중하게 계획된 스택업 구조로 배열됩니다.
일반적으로 우리가 접하는 비아의 종류는 몇 가지가 있으며, 다양한 유형의 비아를 이해하는 것은 PCB 설계를 숙달하고 최적의 보드 성능을 달성하는 데 있어 기본이 됩니다.
이 표는 명확한 차이를 보여줍니다:
비아 유형 |
층 연결 |
사용 사례 |
시력 |
복잡성 |
스루홀 비아 |
외부 층에서 반대쪽 외부 층까지 |
일반 다층 신호 배선 |
양면 |
낮은 |
블라인드 비아 |
외부 층에서 내부 층까지 |
HDI, BGA 브레이크아웃, SMT 기판 |
단면 |
중간 |
매설 비아 |
내부 층만 |
전원/그라운드 절연, 고밀도 PCB |
보이지 않음 |
높은 |
마이크로 비아 |
인접한 레이어, 매우 작음 |
초고밀도 설계, HDI PCB |
숨겨져 있을 수 있음 |
매우 높습니다 |
오늘 우리는 블라인드 홀과 버리드 홀에 대해 다루고 있습니다. 그렇다면 블라인드 홀의 구조와 원리는 정확히 어떻게 되는 것일까요? 블라인드 비아는 PCB의 외부 레이어를 반대편 외부 레이어까지 관통하지 않고 하나 이상의 내부 레이어에 연결하는 비아입니다. 한쪽 표면에서만 보이고 접근할 수 있기 때문에 '블라인드'라고 부릅니다. 따라서 블라인드 비아는 종종 PCB의 레이어 수를 줄이는 데 사용됩니다.
블라인드 비아는 특정 적층 및 드릴링 공정 중에 가공됩니다. 그 수량과 위치, 깊이는 의도하지 않은 층을 관통하지 않도록 정확히 제어되어야 하며, 이후 구리 도금을 통해 전도 경로를 형성합니다. 블라인드 비아 제작 시에는 PCB 내부에 공기가 갇히거나 도금이 불완전해지는 것을 방지하기 위한 세심한 준비 과정이 필요하여 신뢰성을 확보해야 합니다.
블라인드 홀과 달리, 버라이드 홀은 기판의 외부 층을 관통하지 않습니다. 버라이드 비아는 PCB의 두 개 이상의 내층을 연결하지만 양쪽 외층에서 보이거나 접근할 수 없는 비아입니다. 이러한 비아는 PCB 표면 레이어 사이에 '매장'되어 있기 때문에 히든 비아(hidden vias)라고도 합니다. 함께 버라이드 홀에 대해 더 알아봅시다.
인쇄회로기판(PCB)에서 스루홀은 서로 다른 PCB 레이어 간 회로를 연결하는 홀 구조입니다. 스루홀은 기판 레이어 사이에서 전기 신호를 전달할 수 있게 해주며, 전통적인 PCB 설계에서 가장 기본적이고 흔한 홀 유형 중 하나입니다. 다음과 같은 특징을 가집니다:
마이크로비아는 매우 작은 지름(일반적으로 0.1mm 이하)의 스루홀을 의미하며, 고밀도 상호연결(HDI) 인쇄회로기판(PCB)의 다양한 설계 레이어에서 자주 사용됩니다. 다음과 같은 특징을 가집니다.
기능 |
맹비아 |
매장비아 |
스루홀 비아 |
시력 |
한쪽 표면에서만 보임 |
보이지 않음 (숨겨진 비아) |
양면에서 모두 가시적 |
연결 |
외층에서 하나 이상의 내층으로 (전체 적층이 아님) |
내층에서 내층으로만 연결 |
상단에서 하단까지 (모든 층) |
공간 절약 |
높은 |
매우 높습니다 |
낮은 |
비용 |
중간 |
높은 |
낮은 |
이 장에서는 블라인드 홀과 벌리드 홀에 대해 다룹니다. 제품 요구사항의 설계 고려 사항에서 블라인드 비아와 벌리드 비아를 사용할 경우 어떤 장점과 제한점이 있는지 살펴보겠습니다. 함께 정리하고 구분해 보겠습니다.
그 pCB 제조 pCB의 블라인드 비아와 벌라이드 비아의 제조 과정은 복잡하고 정밀합니다. 그러나 이러한 비아의 제조 공정은 PCB의 성능 향상, 기판 층 수 감소 및 공간 활용도 증대에 매우 중요한 의미를 갖습니다.
3.라미네이션: 두 처리 방식의 라미네이션 공정도 서로 다릅니다. 매설 비아의 경우, 층들을 압착하여 결합한 후 추가적인 층을 이후에 더합니다. 맹비아 및 매설 비아를 포함하는 PCB 제조는 정확한 레지스트레이션과 정렬이 완벽하게 이루어져야 합니다.
4.도금: 스루홀, 맹비아, 매설 비아를 포함한 모든 비아는 화학 도금 및 전기 도금을 사용해 구리로 도금되어 전도성을 보장합니다.
5.테스트: PCB 내 매설 비아의 경우 특히 X선 촬영 또는 미세 단면 분석과 같은 고급 테스트를 통해 비아가 올바르게 형성되었고 신뢰할 수 있는지 확인합니다.
맹비아와 매설 비아는 고급 PCB 설계에서 표준화되었습니다. 이 기술은 공간 활용률을 크게 향상시키고, 기판 면적을 줄이며, 층 수를 낮추고, 설계를 더욱 소형화할 수 있어 고성능, 고집적 또는 소형화가 요구되는 거의 모든 산업 분야에서 사용되고 있습니다.
블라인드/버리드 홀 기술은 드릴링, 동도금, 코팅 처리와 같은 특수 공정을 필요로 하기 때문에 일반적으로 생산 비용이 증가합니다. 특히 중저가 제품의 경우 이러한 기술을 적용하기 어려울 수 있습니다. 따라서 비용 증가는 일부 산업의 공정 요구사항에서 중요한 요소입니다.
비용이 증가하고 있음에도 불구하고, 일부 분야의 기술 하드웨어 제품은 제어 보드의 방열 효과와 기계적 강도에 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 블라인드 및 버리드 홀 제조 요구사항의 선택은 제품 반복을 위한 필수적인 경로이기도 합니다.
블라인드 및 매설 홀의 생산 요구 조건은 매우 까다롭고 그 기능이 중요한 만큼 설계 구조에 대해서도 높은 수준의 요구가 따릅니다. 고객의 제품 요구사항 이해부터 자재 선택, 비용, 공급업체의 제조 능력에 이르기까지 이러한 모든 요소를 종합적으로 고려하여 합리적인 설계를 해야 합니다. 다음의 요소들은 우선적으로 검토되어야 합니다.
Q: 블라인드 비아와 매립 비아는 표준 스루홀 비아와 어떻게 다릅니까?
A: 블라인드 비아는 외부 레이어를 하나 이상의 내부 레이어에 연결하지만 기판 전체를 관통하지 않습니다. 매립 비아는 두 개의 내부 레이어를 연결하며, 적층 후에는 '숨겨진' 상태가 됩니다. 스루홀 비아는 PCB 전체를 직통으로 표면에서 표면까지 연결합니다.
Q: PCB 제조 시 언제 블라인드 비아와 매립 비아를 사용해야 합니까?
A: 밀집된 HDI PCB 레이아웃, 미세 피치 BGA, 고속 신호 또는 보드 크기를 최소화해야 할 경우 블라인드 및 버라이드 비아를 사용하십시오.
Q: 블라인드 및 버라이드 비아가 신뢰할 수 있나요?
A: 예. 숙련된 PCB 제조업체와 드릴링, 도금, 충전 공정에 대한 적절한 공정 관리가 이루어진다면 신뢰할 수 있습니다. 모든 비아가 정확하게 형성되고 검사되는지 확인하는 데 어려움이 있을 수 있습니다.
Q: 하나의 기판에서 다양한 비아 유형을 혼합할 수 있나요?
A: 물론입니다! 대부분의 현대적이고 복잡한 PCB 설계는 회로 요구 사항에 따라 전통적인 스루홀 비아, 블라인드 비아, 버라이드 비아, 심지어 마이크로비아까지 조합하여 사용합니다.
Q: 버라이드 비아 생산이 납기 일정에 어떤 영향을 미나요?
A: 추가 라미네이션, 추가 드릴링 및 보다 철저한 검사 과정으로 인해 PCB에 버라이드 비아를 추가하면 납기 일정이 늘어납니다. 이에 맞춰 계획하시기 바랍니다.
복잡하고 정밀하거나 고급 기술이 요구되는 PCB 설계를 진행 중이라면, 이러한 특수 비아(vias)는 거의 필수적입니다. 오늘날의 전자기기에서 보드 크기를 줄이고 신호 품질을 깨끗하게 유지하며 복잡한 연결 라우팅을 가능하게 해주기 때문입니다. 하지만 문제는 제작 비용이 더 들고, 전문적인 제조 업체가 필요하다는 점입니다. 따라서 제조업체와 초기 단계부터 긴밀히 협력하고, 꼭 필요한 경우에만 블라인드 및 매설 비아(blind and buried vias)를 사용하며, 파일을 보내기 전에 해당 설계를 처리할 수 있는지 반드시 확인하는 것이 현명합니다.
결론적으로 말하면, HDI PCB를 다루거나 일반적인 스루홀(through-holes)을 줄이려 할 때, 혹은 멀티레이어 PCB에서 최고 수준의 성능을 목표로 한다면, 블라인드 및 매설 비아가 제공할 수 있는 이점을 간과해서는 안 됩니다.
EN
