고속 PCB에서 Via Plugging의 역할: 포괄적인 개요

Via Plugging의 세부적인 프로세스

준비:

관통 구멍 청소:

재료 준비:

비아 채우기:

과도한 충전재 제거:

충전재 경화:

비아 플러깅의 역할과 장점

신호 무결성 개선:

신호 간섭 억제:

신호 전송 손실 감소:

전자파 적합성 향상:

신뢰성 향상:

Via Plugging의 표준 치수

직경을 통해:

충전재 높이:

비아 간 간격:

충전재의 너비:

일반적으로 사용되는 비아 플러깅 기술

이제 일반적으로 사용되는 비아 플러깅 기법을 살펴보겠습니다. 고속 PCB 설계에는 저항 충진, 유전체층 충진, 레진 충진 등 여러 가지 비아 플러깅 기법이 있습니다. 각 기법은 고유한 장점과 적용 가능한 시나리오를 가지고 있습니다. 저항 충진은 신호 감쇠를 제공하여 반사와 간섭을 줄일 수 있습니다. 유전체층 충진은 전자기 차폐 및 기계적 지지를 제공합니다. 레진 충진은 향상된 신호 무결성과 열 전도성을 제공합니다. 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞는 적절한 비아 플러깅 기법을 선택하는 것이 중요합니다. 먼저 세 가지 유형의 레진 충진 기법을 소개합니다.

전기 도금: 이 방법은 전기 도금 공정을 이용하여 관통 구멍을 채웁니다. 먼저 구리와 같은 전도성 물질의 얇은 층을 관통 구멍에 코팅합니다. 그런 다음 전기 도금을 수행합니다. 전기 도금 과정에서 구리는 관통 구멍 내부에 점진적으로 증착되어 관통 구멍이 완전히 막힐 때까지 구멍을 채웁니다. 이 방법은 신뢰할 수 있는 충진 결과를 제공하며 우수한 전도성을 보입니다.

전도성 접착제 플러깅: 이 방법은 전도성 접착제를 사용하여 관통 구멍을 메웁니다. 전도성 접착제는 일반적으로 은이나 탄소 나노물질과 같은 전도성 입자와 바인더로 구성됩니다. 이 방법에서는 전도성 접착제를 관통 구멍에 주입하여 구멍을 채우고 전도성 트레이스와 함께 전도성 경로를 만듭니다. 전도성 접착제가 경화되면 뛰어난 전도성과 기계적 지지력을 제공합니다.

구리 캡핑: 이 방법은 비아홀 위에 구리 층을 추가하는 것입니다. 먼저 비아홀 위에 전도성 접착제를 바르고, 그 위에 구리 호일이나 구리 시트를 씌웁니다. 가열 및 압력 처리를 통해 구리 캡핑 층이 회로 기판 표면에 단단히 접착되어 비아홀을 채우고 밀봉합니다. 구리 캡핑은 우수한 전도성과 강력한 기계적 지지력을 제공합니다. 

수지 충전 기술과 관련하여 몇 가지 일반적인 방법과 단계는 다음과 같습니다.

행동 양식

비아 텐팅: 관통홀에 수지를 채우고 PCB 표면에 수지 마스크를 형성하여 관통홀을 분리하고 보호하는 방식입니다. 비아 필링: 관통홀에 수지를 주입하여 완전히 채우고 수지가 PCB 표면과 수평을 이루도록 하는 방식입니다. 

 마이크로비아 충전: 이 기술은 마이크로비아에 수지를 충전하는 방식으로, 일반적으로 고밀도 상호 연결 PCB 설계에 적용 가능합니다.

단계:

준비: 수지 충진 기술을 수행하기 전에 PCB 표면이 깨끗하고 먼지가 없는지 확인하고 수지 충진에 적합한 도구와 재료를 준비해야 합니다. 

 솔더 마스크 층 코팅(선택 사항): 수지를 채우기 전에 솔더 마스크 층을 PCB 표면에 도포하여 채우기가 필요하지 않은 영역에 수지가 침투하는 것을 방지할 수 있습니다. 

 수지 주입: 적절한 수지 주입 도구나 기술을 사용하여 관통 구멍에 수지를 주입하고 관통 구멍이 완전히 채워지고 원하는 충전 수준에 도달했는지 확인합니다. 

기포 제거: 레진 충전 과정에서 기포가 발생할 수 있으며, 기포를 제거하고 레진 충전의 무결성을 보장하기 위한 조치를 취해야 합니다. 

 과도한 수지 제거: 수지가 완전히 경화된 후에는 과도한 수지를 제거하여 채워진 관통 구멍이 PCB 표면과 평평해지도록 해야 합니다.

특징:

신호 무결성: 캡슐화 수지를 사용하면 신호 손실과 간섭을 줄여 뛰어난 신호 무결성을 제공할 수 있습니다. 

 기계적 지지: 캡슐화 수지는 관통 구멍에 대한 추가적인 기계적 지지를 제공하여 PCB의 구조적 강도를 향상시킵니다. 

 열전도도: 특정 캡슐화 수지는 우수한 열전도도를 나타내어 고전력 응용 분야에서 방열 및 냉각에 도움이 될 수 있습니다. 

 환경 보호: 캡슐화 수지는 습기와 불순물이 구멍을 통해 유입되는 것을 방지하여 PCB의 환경 보호 성능을 향상시킵니다. 

 두 번째로는 유전체층 충진 방법이 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 유전체층 충진 방법입니다.

유리 섬유 프리프레그: 유리 섬유에 수지를 함침시킨 유리 섬유층인 유리 섬유 프리프레그는 유전체로 사용되며, 열 압착 또는 경화 등의 공정을 통해 관통 구멍에 충진됩니다. 이 방법은 우수한 기계적 지지력과 안정성을 제공하며, 신호 전송 중 전자기 간섭을 효과적으로 감소시킵니다.

폴리머 필름: 폴리이미드와 같은 폴리머 필름은 관통공을 채우는 유전체층으로 사용됩니다. 이 필름은 우수한 절연 성능과 고온 안정성을 나타내어 효과적인 전자파 차폐를 제공하고 고속 신호 전송 시 누화 및 손실을 줄여줍니다.

레진 충진: 레진 충진은 에폭시 수지와 같은 특정 충진 수지를 사용하여 관통 구멍을 채우는 공정을 말합니다. 충진 수지는 뛰어난 절연성과 열전도도를 가지고 있어 안정적인 신호 전송 경로를 제공하고 방열을 돕습니다. 이 방법은 일반적으로 진공 또는 압력 주입을 통해 관통 구멍에 충진 수지를 채우는 방식으로 진행됩니다.

전해질 충진: 전해질 충진은 일반적으로 이온을 전도하는 액체인 전해질을 사용하여 관통 구멍을 채우고 전해질 층을 형성하는 공정입니다. 이 방법은 전해질 층이 있으면 전송 손실이 감소하고 신호 무결성이 향상되는 특수 고주파 또는 고속 응용 분야에 일반적으로 적용됩니다. 유전체 층 충진의 단계와 특성에 대한 간략한 설명은 다음과 같습니다.

단계:

비아 준비: 먼저 PCB 설계에서 유전체층 충진이 필요한 비아의 위치와 수량을 파악합니다. 그런 다음 드릴링이나 레이저 기술을 사용하여 회로 기판에 비아를 생성합니다. 

 세척 및 전처리: 유전체층을 충진하기 전에 관통홀과 주변을 철저히 세척하여 불순물이나 잔류물을 제거해야 합니다. 다음으로, 유전체층의 양호한 접착력을 보장하기 위해 표면 처리 또는 산화 제거와 같은 필수 전처리 단계를 수행합니다. 

 유전체 재료 충진: 에폭시 수지나 폴리이미드와 같은 적절한 유전체 재료를 선택하여 설계 요건 및 특정 적용 분야에 따라 관통홀에 주입합니다. 유전체 재료 충진은 주입 기술, 진공 밀봉 또는 코팅 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다. 

 과도한 재료 제거: 유전체 재료가 관통 구멍에 채워지면 과도한 재료를 제거해야 합니다. 기계적 절단, 연삭 또는 화학적 에칭 방법을 사용하여 회로 기판 표면을 평탄화하고 과도한 유전체 재료를 제거할 수 있습니다.

특징:

전자파 차폐: 유전체 재료를 채워 비아 주위에 연속적인 유전체 층을 형성하여 전자파 복사 및 간섭 신호를 효과적으로 차폐하고 회로의 간섭 방지 성능을 향상시킬 수 있습니다. 

 기계적 지지: 채워진 유전체 재료는 추가적인 기계적 지지를 제공하고, 비아의 기계적 강도와 신뢰성을 향상시키고, 물리적 스트레스로 인한 손상이나 파손을 줄일 수 있습니다. 

열전도도: 특정 유전체 재료는 우수한 열전도도를 가지고 있어 비아 주변에서 발생하는 열을 효과적으로 분산시키고 회로 기판의 방열 성능을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 

마지막으로, 저항 충진 기술은 일반적으로 사용되는 비아 플러깅(Via Plugging) 기법으로, 관통 구멍을 저항 특성을 가진 재료로 채워 신호를 감쇠하고 제어하는 ​​것을 목표로 합니다. 다음은 몇 가지 일반적인 저항 충진 방법입니다.

탄화규소 충진: 이 방법은 관통 구멍을 탄화규소 재료로 채우는 것입니다. 탄화규소는 우수한 전도성과 열전도도를 나타내어 일정 수준의 저항을 제공합니다. 이 방법은 고속 신호 감쇠 및 간섭 제어에 일반적으로 사용됩니다.

탄소 잉크 충전: 전도성 탄소 잉크 또는 전도성 접착제로 관통 구멍을 채웁니다. 탄소 잉크는 전도성이 높아 신호 감쇠 및 반사 억제에 효과적입니다.

저항 충전 코팅: 특수 저항 충전 코팅으로 관통 구멍을 덮습니다. 이러한 코팅은 일반적으로 전도성 입자와 기본 수지로 구성되며, 코팅 농도를 조절하여 저항값을 제어합니다. 저항 충전 기술은 관통 구멍을 저항 재료로 채워 특정 저항값을 얻는 일반적인 비아 플러깅(Via Plugging) 기술입니다. 저항 충전 기술의 단계와 특징은 다음과 같습니다.

단계:

스루홀 준비: 먼저 PCB 설계에서 저항 충진이 필요한 스루홀의 위치와 수량을 결정합니다. 이러한 스루홀은 일반적으로 고속 신호선 옆에 위치하여 감쇠 효과를 제공하고 반사를 억제합니다. 

 재료 선택: 적합한 저항 충진재(일반적으로 저항 특성을 가진 접착성 또는 전도성 충진재)를 선택하십시오. 이러한 재료는 접착력, 전도성, 열 안정성이 우수해야 합니다. 

 관통 구멍 채우기: 적절한 방법과 도구를 사용하여 저항기 충진재를 관통 구멍에 주입합니다. 충진은 수동 또는 자동으로 수행하여 관통 구멍이 완전히 채워지고 저항기 재료가 고르게 분포되도록 합니다. 

 재료 경화: 관통 구멍을 채운 후, 저항기 충진재를 경화 또는 단단하게 만들어야 합니다. 이는 열 경화 또는 UV 경화와 같은 방법을 통해 달성할 수 있습니다.

특징:

저항 제어: 저항 충전 기술을 사용하면 설계 요구 사항에 따라 비아의 저항 값을 정밀하게 제어하여 특정 회로 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 

반사 억제: 신호 경로에 인접한 비아를 저항성 재료로 채우면 신호 반사를 효과적으로 억제하여 신호 무결성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 

신호 감쇠: 저항 충전은 신호선을 따라 감쇠 효과를 도입하여 상승 시간과 진폭을 줄이고 신호 가장자리에서의 진동과 간섭을 최소화합니다. 

공간 절약: 다른 Via Plugging 기술과 비교했을 때 저항 충전 기술은 추가적인 유전체 층이나 충전 재료가 필요하지 않아 PCB 공간을 더 잘 활용할 수 있습니다. 

이러한 방법은 비아 플러깅 과정에서 어느 정도 저항 효과를 제공하여 신호 반사 및 간섭을 줄일 수 있습니다. 저항 충전 방법의 구체적인 선택은 설계 요구 사항, 신호 주파수 및 성능 요구 사항과 같은 요인에 따라 달라집니다. 이는 일반적인 비아 플러깅 기술이며, 각 기술에는 고유한 적용 시나리오와 특성이 있습니다. 실제 적용에서는 특정 설계 요구 사항과 비용 효율성에 따라 적절한 비아 플러깅 기술을 선택하는 것이 중요합니다. 이 글의 포괄적인 개요를 통해 고속 PCB에서 비아 플러깅의 중요성을 더욱 깊이 이해하게 되었습니다. 관통 홀을 충전함으로써 신호 간섭과 전송 손실을 줄이는 동시에 회로 기판의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 비아 플러깅 기술을 구현하려면 표준 비아 크기를 준수하고 적절한 비아 플러깅 기술을 선택해야 합니다. 끊임없이 발전하는 전자 장치 및 고속 통신 분야에서 비아 플러깅은 더욱 안정적이고 효율적인 전자 시스템을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.