PCB에서 마이크로비아는 공간 활용도를 높일 뿐만 아니라 PCB 밀도와 성능을 향상시키는 핵심 공정 중 하나로 활용됩니다. 마이크로비아는 고주파, 고밀도 회로 기판 제조에 필수적인 옵션으로 자리 잡았습니다. 본 글에서는 PCB의 적층 마이크로비아(Stacked Via) 및 오프셋 마이크로비아(Offset Via) 기술에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 심천 스프린트PCB 의 실무 경험을 바탕으로, 본 글은 고정밀, 고성능 회로 기판에서 이러한 기술의 적용 및 이점을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
Stacked Via는 PCB 설계에서 여러 개의 홀 층을 동일한 위치에 쌓아서 서로 다른 층 사이의 전기적 연결을 달성하는 프로세스를 말합니다.
공간 절약 : 적층형 마이크로비아 설계는 여러 전기 연결을 단일 영역에 집중시켜 기판의 비아 수를 줄이고 공간을 절약합니다. 이는 특히 고밀도 및 소형화된 회로 기판에 중요하며, PCB 배선 밀도를 효과적으로 높이고 최신 전자 제품의 까다로운 공간 요구 사항을 충족합니다.
다층 기판 생산 밀도 향상 : 적층형 마이크로비아는 여러 개의 관통 홀을 한 곳에 집중시켜 동일 면적에 더 많은 신호 트레이스를 배치할 수 있게 함으로써 다층 PCB의 생산 밀도를 높입니다. 많은 연결 지점이 필요한 복잡한 회로 기판의 경우, 적층형 마이크로비아 설계는 효과적인 솔루션을 제공합니다.
고속 신호 전송 지원 : 적층형 마이크로비아 설계는 신호 경로 길이를 줄여 신호 전송 속도를 향상시킵니다. 이는 특히 고주파 회로 기판에 중요하며, 신호 전송 지연 및 왜곡을 효과적으로 줄여 기판의 신뢰성과 성능을 보장합니다.
전기적 성능 최적화 : 적층형 마이크로비아 설계는 여러 층에 걸친 전기적 연결을 더욱 컴팩트하게 만들어 신호 트레이스 간의 누화 및 상호 간섭을 줄임으로써 전기적 성능을 최적화합니다. 고주파 및 고속 애플리케이션의 경우, 적층형 마이크로비아는 임피던스 제어를 개선하고 신호 손실을 줄입니다.
향상된 제조 유연성 : 적층형 마이크로비아는 다양한 층 사이에 유연하게 설계될 수 있으며, 다양한 적층 조합을 통해 다양한 전기적 연결을 구현할 수 있어 설계자는 더 많은 유연성을 확보하고 다양한 고객의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있습니다.
오프셋 비아는 계단형 마이크로비아 또는 계단형 마이크로비아라고도 하며, 인접한 층 사이의 마이크로비아가 동일 축에 수직으로 완전히 쌓이지 않고 계단식으로 엇갈려 배치되어 "계단형" 또는 "계단형 적층" 구조를 형성하는 다층 PCB를 말합니다.
가공 위험 감소 : 여러 번의 고정밀 적층 정렬 및 도금이 필요한 적층형 마이크로비아와 달리, 스태거형 마이크로비아는 계단식 적층 연결을 사용하여 상위 단계 적층과 관련된 홀 오프셋 및 도금 불량 위험을 방지합니다. 이를 통해 생산 공정 제어가 더욱 용이해집니다.
수율 향상 : 제조 과정에서 스태거드 마이크로비아는 개별 비아 세그먼트가 더 짧아 각 세그먼트의 도금 및 충진 작업이 용이해지고 전체 수율이 향상됩니다. 이는 대량 생산에 특히 중요하며, 비용을 효과적으로 제어하고 배치 일관성을 보장합니다.
상대적으로 저렴한 비용 : 고층 적층 마이크로비아에 비해, 스태거드 마이크로비아는 더욱 발전된 공정 기술과 덜 엄격한 장비 정밀도 요건을 제공하여 단일 기판 제조 비용을 절감합니다. 고밀도 배선이 필요하지만 비용에 민감한 제품에 적합합니다.
뛰어난 적용성 : 스태거드 마이크로비아 설계는 유연성을 제공하며, 회로 요구 사항 및 레이아웃에 따라 계단형 위치를 최적으로 배치할 수 있어 다양한 HDI 설계에 적합합니다. 특히 스마트폰, 웨어러블, 자동차 전자 장치와 같은 얇고 가벼운 제품에 널리 사용됩니다.
적층형 마이크로비아는 직접적인 수직 연결을 추구합니다. 여러 개의 마이크로비아를 적층하고 정렬하여 수직 공간 내에 더욱 컴팩트한 라우팅 채널을 형성합니다. 이러한 접근 방식은 매우 컴팩트한 공간과 최단 신호 경로를 요구하는 고급 설계에 적합합니다.
오프셋 마이크로비아는 계단형 오프셋 패턴을 통해 깊은 연결을 구현하고, 연결 지점을 서로 다른 높이로 엇갈리게 배치합니다. 이는 라우팅 밀도와 제조 용이성의 균형을 맞추는 데 더 적합하며, 적층과 관련된 제조 복잡성을 줄여줍니다.
적층형 비아는 고정밀 정렬과 여러 단계의 전기 도금 및 충진 공정을 필요로 합니다. 층간 정렬이나 충진이 불충분하면 내부 비아 단락이나 층간 솔더 접합 불량이 발생할 수 있습니다. 따라서 제조 공정 및 검사 요건이 매우 높습니다.
오프셋 비아의 각 연결 단계는 비교적 간단합니다. 부분 압입 후, 다음 구멍을 뚫어 연결합니다. 다음 구멍은 오프셋 위치에 위치합니다. 이를 통해 층간 정렬 허용 오차가 커지고 공정 안정성이 향상되며 수율이 향상됩니다.
적층형 비아는 여러 단계의 드릴링, 도금, 충진 및 정렬 단계를 거쳐야 하므로 공정 주기가 길고 제조 비용이 상대적으로 높습니다. 오프셋 마이크로홀 공정은 비교적 성숙도가 높아 레이저 드릴링 장비 의존도가 낮고 전체 비용이 관리하기 쉬워 대량 생산 및 비용에 민감한 프로젝트에 적합합니다.
| 범주 | 스택드 비아 | 오프셋을 통해 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 하이엔드 스마트폰, 칩 캐리어, 고속 통신 장치 | 중·고급 스마트 단말기, 가전제품, 자동차 전자제품 |
| 레이어 수 | 고밀도 다층, 6층 이상 HDI 보드 | 주류 4~8층 HDI 보드 |
| 신호 요구 사항 | 고주파, 고속, 저지연 | 중~고속, 비용 효율성 및 효율성 중시 |
| 디자인 우선순위 | 공간 최소화, 성능 우선 | 비용 관리, 제조 가능성 우선 순위 |
생산 능력 측면에서, 심천 SprintPCB는 여러 대의 고정밀 드릴링 머신, LDI 노광 장비, 그리고 자동화된 라미네이션 생산 라인을 도입하여 마이크로비아 드릴링, 홀 충진, 전기 도금 및 라미네이션 공정에서 높은 일관성과 신뢰성을 보장합니다. 심천 SprintPCB는 고주파, 고밀도, 고품질 PCB 주문에 대응하여 다음과 같은 안정적인 성과를 달성할 수 있습니다.
0.15mm만큼 작은 마이크로비아 직경, 1밀 이내의 층간 정렬 정밀도;
6층, 8층, 12층 이상의 설계를 위한 하이브리드 적층 + 오프셋 비아 구조의 대량 생산
고속 신호 전송을 위한 엄격한 임피던스 제어와 저손실 유전체 스택업
프로토타입과 소량/중량 생산 모두에 대한 유연한 납품과 신속한 납품이 포함됩니다.
복잡한 다층 보드가 필요하든 엄격한 신호 무결성을 갖춘 고속 설계가 필요하든, SprintPCB를 선택하면 정밀 제조, 신뢰할 수 있는 품질, 경쟁력 있는 납품 효율성을 선택할 수 있습니다.
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