PCB 상호연결 결함(ICD) 이해: 원인, 예방, 해결책

상호연결 결함(ICD)에 대해 알아야 할 사항

내부 층 분리, 또는 상호연결 결함(ICD)은 PCB에서 회로 고장을 초래할 수 있습니다. 완전히 기능적인 PCB를 만들려면 제조업체는 ICD와 그 원인을 주의 깊게 살펴야 합니다. 여기 ICD와 제조업체가 이를 예방하고 수정하는 방법을 살펴봅니다.

상호연결 결함(ICD)이란?

PCB 생산 중 제조업체는 내부 층 회로를 관통하여 홀을 무전해 구리로 도금하여 내부 층 회로들을 서로 연결합니다. 이 구리 도금 홀을 보통 비아(via)라고 부르며, 회로를 기판의 최상층으로 가져옵니다. 비아는 PCB의 서로 다른 층을 연결하여 기능성을 부여합니다.

그러나 때때로 이 드릴링된 홀 내부 또는 근처에 결함이 발생합니다. 이 결함을 상호연결 결함(ICD) 또는 내부 층 분리라고 부릅니다. 용어가 암시하듯 ICD는 구리 충전재와 회로 사이의 분리를 포함합니다. 이 구성 요소들은 PCB가 올바르게 작동하려면 제대로 연결되어야 합니다. 내부 층 구리 신뢰성은 시스템을 손상시키지 않는 기능적인 PCB를 만드는 열쇠입니다.

ICD는 솔더링 같은 열충격에 반응하여 가장 자주 발생합니다. 보통 기판 양면의 첫 번째 내부 층에서 ICD를 발견하며 더 깊은 층에서는 훨씬 덜 자주 발견됩니다.

층 분리의 원인은?

ICD에는 두 가지 일반적인 원인이 있습니다: 구리 결합 고장과 과도한 잔해. 일부 전문가는 원인에 따라 ICD를 분류하지만, 이 문서에서는 결함 위치를 기반으로 한 유형을 사용합니다. 해당 범주에 대해 자세히 알아보려면 다음 섹션으로 넘어가세요. 지금은 ICD의 두 가지 주요 원인에 초점을 맞춥니다.

• 잔해 기반 ICD: 드릴링 공정 중 잔해가 상호연결 구멍에 들어갈 수 있습니다. 드릴 스미어(drill smear)와 유리 및 무기 충전제 입자도 이 구멍에 축적될 수 있습니다. 이러한 물질을 세척하는 것은 제조 공정의 표준 단계지만 때때로 이 단계가 올바르게 수행되지 않거나 간과됩니다. 잔해는 무기 충전제를 특징으로 하는 저손실 소재에서 ICD를 가장 자주 유발합니다.
• 구리 결합 고장 ICD: 다른 경우 ICD는 잔해 막힘에서 오지 않습니다. 대신 내부 구리 층이 연결되지 않거나 끊어집니다. 이는 결합이 높은 스트레스를 겪거나 충분히 강하지 않을 때 발생할 수 있습니다. 더 두꺼운 PCB와 더 큰 구멍은 구리 결합 고장 ICD 발생 위험을 증가시킵니다. 기판 두께 같은 기술 변화로 인해 제조업체는 최근 몇 년간 이 유형의 ICD를 더 자주 목격했습니다. PCB 설계가 발전함에 따라 이 유형의 고장이 덜 발생하기를 바랍니다.

높은 수지 수준, 낮은 구리 양, 낮은 온도 저항성을 가진 소재 사용 같은 요인은 ICD 위험을 증가시킵니다. 미경화 기판도 층 분리에 매우 취약합니다.

분리 유형

PCB 내 위치에 따라 분류할 때 ICD는 세 가지 범주 중 하나에 속할 수 있습니다.

• 유형 I: 내부 층 구리와 무전해 구리 인터페이스에서 발생
• 유형 II: 무전해 구리와 전해 구리 인터페이스에서 발견
• 유형 III: 무전해 구리 층 내부에 위치

유형 I과 유형 III ICD는 보통 무전해 구리 공정 중 불량한 제어(구리 결합 고장)로 인해 발생하는 반면, 유형 II ICD는 오염(잔해 기반)으로 인해 발생합니다. ICD 위치를 결정하기 위해 제조업체는 마이크로섹셔닝(microsectioning) 기술과 표면 에칭을 사용하여 기판의 보기 쉬운 단면을 얻습니다. 유형 III ICD는 탐지하기 위해 정밀한 테스트가 필요하므로 ICD 테스트에 세심한 주의를 기울이는 것이 중요합니다.

분리 예방 방법

PCB에서 내부 층 분리를 예방하는 것은 명백해 보입니다. 단순히 다음 생산 단계로 넘어가기 전에 테스트하면 됩니다. 그러나 ICD는 스트레스에 반응하여 발생하기 때문에 테스트 중에 항상 나타나지는 않습니다. 대신 조립이나 사용 중에 발생하는 경향이 있는데, 이때 결함이 없는 것이 그 어느 때보다 중요합니다. 진정으로 ICD가 PCB에 형성되는 것을 방지하려면 사전 예방적 접근이 필요합니다.

ICD 위험을 줄이기 위해 제조업체는 생산 공정의 모든 부분에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 더 구체적으로, ICD의 근본 원인을 해결하기 위해 다음 단계를 취할 수 있습니다.

• 드릴 홀 벽을 철저히 디스미어(desmear)하세요. 특히 더 뜨거운 드릴 비트를 초래하는 방법을 사용할 때
• 높은 온도 저항성을 가진 소재 사용
• 무전해 구리가 높은 스트레스를 견딜 수 있도록 적절한 입자 구조와 두께를 가지도록 보장

내부 층 구리 신뢰성 향상은 제조 공정의 품질에 달려 있습니다. 적절한 소재, 드릴링 파라미터, 화학적 제어를 사용하면 ICD 위험이 가장 낮아집니다.

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