PCB 설계 및 제조 과정에서 비아(Via)는 서로 다른 층을 연결하는 '다리' 역할을 합니다. 만약 비아가 노출된 상태라면 이는 조립 품질에 잠재적 위험이 될 수 있습니다. 납 페이스트가 홀(Hole) 속으로 떨어지는 현상이 발생할 수 있고, 이로 인해 솔더 조인트가 부족하거나 심지어 효과적인 솔더 조인트가 형성되지 않을 수 있습니다. 마치 댐의 균열에서 물이 새어나오듯이 이러한 문제가 발생하면 회로의 전도성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치게 됩니다.
간단히 말해, 비아(Via) 커버링 기술이란 비아(Via)를 솔더 마스크 또는 특수 소재로 감싸거나 채워 넣는 방식으로, 솔더 페이스트의 침투를 효과적으로 방지하고 예기치 못한 단락 회로의 위험을 줄일 수 있습니다. 비아(Via)의 기능적 요구사항과 적용 시나리오에 따라 세 가지 일반적인 커버링 방법이 있습니다.
비아 탠팅(Via Tenting)은 추가 공정 없이 솔더 마스크 잉크로 비아(Via)를 직접 덮는 방식으로, 마치 비아(Via) 위에 한 겹의 '거즈(gauze)'를 덮은 것과 같습니다. 구체적인 형태는 두 가지가 있습니다.
1. 단면 차폐: 비아(Via)의 한쪽 면만 솔더 마스크 잉크로 덮고 반대쪽은 열린 상태로 둡니다. 이는 발열량이 적은 요구 사항에 적합합니다.
2. 양면 차폐: 비아(Via)의 양쪽 면을 모두 솔더 마스크 잉크로 완전히 덮는 방식으로 보호 효과가 더 뛰어나며 일반적인 신호 비아(Via)에 적합합니다. 이를 통해 솔더 페이스트가 구멍 속으로 잘못 흘러 들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
이 방법은 공정 비용이 저렴하고 간단하며, 기존 PCB에서 가장 널리 사용되는 기본 보호 방법입니다. 설계 시 주의 사항: 솔더 마스크 층 창 개방 파일은 덮개가 필요 없는 영역을 명확하게 표시하여 차폐 공정과 설계 요구사항 간의 충돌을 피해야 합니다.
비아 플러깅(Via Plugging)이란 비전도성 물질인 에폭시 수지 및 솔더 마스크 잉크 등을 사용하여 비아(Via)를 '반쪽만 채우는' 방식으로, 마치 비아(Via)에 '소프트 플러그'를 끼워 넣는 것과 같습니다. 구체적인 방법은 두 가지가 있습니다:
1. 단면 플러깅(Single-sided plugging): 한 측면에서 비전도성 물질로 비아(Via)를 부분적으로 채우고 표면을 솔더 마스크로 덮은 후 반대쪽은 열린 상태로 유지합니다;
2. 양면 플러깅(Double-sided plugging): 비아(Via)의 양쪽 측면을 부분적으로 채우고 솔더 마스크로 덮습니다.
비아 충진이란 비아를 완전히 비전도성 물질로 채우는 것을 말하며, 이는 비아에 '솔리드 코어(solid core)'를 추가하는 것과 같습니다. 이 공정은 BGA와 같은 고밀도 배선 영역에 특히 적합합니다. 이러한 부위의 비아가 노출된 경우, 납땜 시 패드에서 솔더 페이스트가 구멍으로 흘러들어 납땜 부위가 부족해져 콜드 솔더 결함이 발생하거나 심지어 납땜이 전혀 이루어지지 않을 수도 있어 PCB 어셈블리 품질에 큰 영향을 미칩니다. 주요 형태는 다음과 같습니다:
1. 완전 충전 + 선택적 코팅: 비전도성 물질로 비아(via)를 완전히 채우고, 표면에 솔더 마스크를 덮을 수 있음(또는 납땜 요구사항에 따라 덮지 않을 수도 있음);
2. 충전 + 캡핑(Capping): 보다 정교한 공정임 - 먼저 비아를 전해도금하고 세척한 후, 비전도성 물질을 압입하여 경화시키고, 마지막으로 홀(hole)의 단면을 평탄하게 연마한 후 도금하여 표면을 평탄하고 납땜이 가능한 상태로 만듦. 이 방법은 특히 "Via-in-Pad" 설계에 적합하며, 적층 마이크로 비아 패키징도 지원하여 BGA 간 밀집 배선을 위한 길을 열어줌.
적절한 비아 코버링 방법을 선택하기 위해서는 비아 지름, PCB 층 수, 조립 요구사항 등 다양한 요소를 종합적으로 판단해야 합니다. 기본 차폐 방식이든 고급 충진 방식이든 핵심은 납땜 위험을 줄이고 PCB의 신뢰성을 향상시키는 데 있습니다. 이는 실제 적용에서 모든 PCB가 견고함을 보장하기 위해 저희가 항상 공정 선택 시 준수하는 원칙이기도 합니다.
비아 커버링
스루 홀 어셈블리
F4
도금 반원형 홀
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