비아-인-패드 BGA 설계: PCB 신뢰성과 성능 향상

비아-인-패드(via-in-pad) PCB 설계를 고려 중이신가요? 비아-인-패드 설계가 점점 인기를 끌고 있는데, BGA 패드 위 비아 개념이 생소하다면 이 새로운 PCB 설계 옵션을 탐색해볼 가치가 있습니다. 인기가 높아지고 있는 추세입니다.

비아-인-패드란 무엇인가?

이름에서 알 수 있듯 비아-인-패드 설계는 비아를 BGA 패드 바로 위에 배치하는 PCB 설계입니다. 비아-인-패드 설계(VIP 설계라고도 함)의 주된 이점은 비아에 필요한 면적을 줄여 미니어처 PCB 제조를 용이하게 하고, 신호 라우팅에 필요한 보드 면적을 획기적으로 줄여준다는 점입니다. 비아 홀이 부품 아래 층과 직접 연결되므로, 디바이스 풋프린트 경계를 벗어나지 않고도 신호 라우팅이 가능합니다.

BGA 패드에 비아를 두는 것이 나쁜 관행인가?

이게 좋은 관행인가 나쁜 관행인가? 왜 모두 안 하는가? 사실 많은 이들이 하고 있습니다. BGA 패드에 비아를 두는 것이 일반적인 관행이 되고 있습니다. 왜 모든 설계자가 안 할까요? 주된 이유는 패드에 비아를 두면 반드시 채워야 하기 때문입니다. 구리나 구리 덮개 비전도성 소재로 채워야 합니다. 비전도성 충전재가 가장 대중적이고 가격 경쟁력도 있습니다. 채우지 않으면 솔더가 패드에서 흘러나가 기능적 전기 연결을 얻을 수 없습니다.

비아 충전은 추가 공정 단계이며, 일부 설계자는 이로 인한 비용과 시간 증가를 원치 않을 수 있습니다. 패드 내 비아는 필요한 드릴 직경에도 영향을 줍니다. 그럼에도 불구하고 비아-인-패드 설계를 선택할 만한 좋은 이유가 많아, 약간의 추가 비용과 시간에도 불구하고 많은 PCB 사용자가 이를 요구합니다.

그럼 기존 비아 vs VIP 유형의 장단점은 무엇일까요?

기존 비아 vs VIP 유형 장단점

앞서 언급했듯 기존 비아 레이아웃에서는 솔더 마스크를 도포해 솔더가 비아 배럴로 빨려 들어가 전기 연결 문제를 일으키는 것을 방지할 수 있습니다. 하지만 비아-인-패드에서는 이게 통하지 않습니다. 조립 단계에서 공기 포집에 따른 아웃개싱(outgassing) 방지를 위해 비아를 완전히 채워야 합니다. 또한 미세 피치 BGA와 부품을 효과적으로 부착하려면 평평한 평면 표면이 필요합니다.

이 패드 내 비아를 어떻게 채울까요? 기계적 드릴링과 도금 후 인-패드 비아를 에폭시로 채워야 합니다. 또는 레이저 에이블레이션으로 비아를 만들고 구리로 채울 수도 있습니다. 어떤 방식을 선택할지는 특정 애플리케이션과 니즈, 비아 크기에 따라 달라집니다. 공정 결정 시 주요 이슈는 패드 직경입니다. 패드 크기가 비아 직경에 충분히 크면서 제조 공차 수용과 최소 IPC Class 2 또는 3 링 요건 충족이 가능해야 합니다.

VIP 장점은 패드 내 비아를 효과적으로 배치하면 놀라운 공간 절약 효과를 누릴 수 있고, 이는 효율성 증대뿐 아니라 특정 현대 애플리케이션에서는 필수적일 수 있다는 점입니다. 공간 유연성을 요구하는 혁신적 애플리케이션이라면 VIP가 이상적 선택일 수 있으며, 사실상 유일한 선택일 수도 있습니다.

기존 비아 vs VIP 결정하기

일상 업계 애플리케이션에 PCB를 사용하는 많은 이들에게 기존 비아와 VIP 설정 간 선택은 여전히 미스터리로 남아 있습니다. 올바른 선택이 중요한지, VIP 시도할 가치가 있는지, VIP가 모든 PCB를 판단할 미래 표준이 될지 의문을 가질 수 있습니다.

아직 인쇄 회로 기판에 기존 비아를 쓸지 비아-인-패드를 쓸지 확신이 없으시다면, 밀레니엄 서키츠 리미티드(MCL)가 도와드릴 수 있습니다. 우리는 PCB 공급 분야의 세계적 전문가이며, 거의 누구보다 PCB 설계에 대해 잘 압니다. 재능 있는 설계자, 제조사, 엔지니어 네트워크를 보유하여 비아 배치를 포함한 PCB 설계의 거의 모든 측면에 정통합니다.

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