내층 잔동률이 PCB 두께와 품질에 미치는 영향
1 분
- 내층 구리가 기판 두께에 미치는 영향
- 잔동률의 중요성
- 다층 적층에서 PP 시트의 역할
- 잔동률이 낮을 때 발생하는 문제
- JLCPCB 권장 사항
- 골드 핑거 설계 시 흔히 발생하는 문제
- PCB 골드 핑거 설계 시 흔히 발생하는 문제
인쇄회로기판(PCB) 제조에서 정밀도는 품질과 성능을 유지하는 데 매우 중요합니다. PCB 품질에 큰 영향을 미치는 핵심 요소 중 하나가 바로 내층의 잔동률입니다. 이 개념은 구리 분포의 균형이 최종 기판 두께를 좌우하는 다층 PCB에서 특히 중요해집니다. 이 글에서는 내층 잔동률이 기판 두께에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 견고하고 신뢰성 높은 PCB를 만들기 위해 잔동률을 최적화하는 것이 왜 중요한지 살펴봅니다.
내층 구리가 기판 두께에 미치는 영향
그림에서 보듯이 내층의 구리 면적이 적으면 (PP 프리프레그) 시트는 두께와 관계없이 층 사이의 빈 공간을 채우기 위해 고르게 퍼져야 합니다. PP 시트가 냉각되어 굳고 나면 수지량이 줄어든 만큼 전체 기판 두께가 얇아집니다.
잔동률의 중요성
그렇다면 기판 두께가 허용 공차 아래로 떨어지지 않으려면 내층에 구리를 얼마나 배치해야 할까요? 여기서 등장하는 개념이 바로 "잔동률"입니다. 잔동률이란 기판 전체 면적 대비 내층 구리 회로 패턴이 차지하는 비율을 말합니다.
잔동률 = 해당 층의 구리 면적 / 기판 전체 면적
다층 적층에서 PP 시트의 역할
다층 기판 적층 공정에서 PP 시트는 재단된 뒤 내층 코어 기판과 다른 코어 기판 사이, 또는 코어 기판과 동박 사이에 배치됩니다. PP의 수지는 고온·고압에서 녹아 코어 기판의 구리가 없는 영역을 채웁니다. 냉각 후 수지가 굳으면서 코어 기판과 동박이 하나로 접합됩니다.
잔동률이 낮을 때 발생하는 문제
잔동률이 너무 낮으면 전체 기판 두께가 얇아지고, 층 간 구리 분포가 고르지 않아 기판 휨이 발생할 수 있습니다.
이는 골드 핑거가 있는 기판에서 특히 중요합니다. 골드 핑거 기판은 슬롯에 제대로 맞물리도록 두께가 정밀해야 하기 때문입니다. 기판이 얇아지면 슬롯에 삽입했을 때 헐겁게 끼워지거나 접촉 불량이 발생할 수 있습니다.
JLCPCB 권장 사항
JLCPCB 엔지니어는 다음 사항을 강력히 권장합니다:
1. 골드 핑거가 있는 다층 기판의 경우
빈 영역을 구리로 채우십시오. 특히 골드 핑거 부근의 내층 영역은 반드시 채워야 합니다. 이렇게 하면 기판이 너무 얇아 슬롯에 맞지 않거나 선폭이 달라지는 등의 문제를 방지할 수 있습니다.
2. 잔동률이 25% 미만인 경우
선폭 불균일과 과도한 기판 두께 편차의 원인이 되는 불균일한 전기 도금을 최소화하려면 빈 영역에 구리를 추가하십시오.
골드 핑거 설계 시 흔히 발생하는 문제
내층과 외층의 골드 핑거 영역에는 반드시 오픈 윈도우(즉, 각 골드 핑거 패드 사이에 솔더 마스크 브리지가 없는 상태)를 확보하십시오. 그래야 잦은 삽입과 분리로 잉크가 골드 핑거 슬롯에 떨어져 접촉 불량 등 기능상 문제가 발생하는 것을 막을 수 있습니다.
모든 종류의 PCB에서 기판 성능에 영향을 주지 않는 범위 내에서 가능한 한 빈 영역에 구리를 추가하십시오. 잔동률이 25% 미만인 기판에는 반드시 구리를 추가해야 합니다. 골드 핑거 기판의 경우 골드 핑거 부근 내층에 구리를 배치하고, 외층은 골드 핑거 영역에 솔더 마스크 오픈 윈도우를 적절히 확보해야 합니다.
PCB 골드 핑거 설계 시 흔히 발생하는 문제
내층과 외층의 골드 핑거 영역에는 반드시 오픈 윈도우(즉, 각 골드 핑거 패드 사이에 솔더 마스크 브리지가 없는 상태)를 확보하십시오. 그래야 잦은 삽입과 분리로 잉크가 골드 핑거 슬롯에 떨어져 접촉 불량 등 기능상 문제가 발생하는 것을 막을 수 있습니다.
모든 종류의 PCB에서 기판 성능에 영향을 주지 않는 범위 내에서 가능한 한 빈 영역에 구리를 추가하십시오. 잔동률이 25% 미만인 기판에는 반드시 구리를 추가해야 합니다. 골드 핑거 기판의 경우 골드 핑거 부근 내층에 구리를 배치하고, 외층은 골드 핑거 영역에 솔더 마스크 오픈 윈도우를 적절히 확보해야 합니다.
지속적인 성장
동박이 PCB 성능과 제조 품질에 미치는 영향
핵심 요약 동박 무게: 1oz 동박은 두께 약 35µm에 해당하며, 무게가 클수록 전류 용량이 커집니다. 종류: 일반 리지드 기판에는 ED 동박을, 반복적으로 굽혀지는 동적 연성 회로에는 RA 동박을 사용합니다. DFM과 손실: 표면이 매끄러운 동박일수록 RF 손실이 줄고, 동박이 두꺼울수록 트레이스 간격을 넓혀야 합니다. PCB에서 실제로 전기 신호를 전달하는 부분은 동박입니다. 기판의 강도는 유리섬유 직조에서 나오고, 수지는 각 층을 결합하며, 솔더 마스크는 노출된 구리를 보호하고 절연하는 역할을 합니다. 그런데 많은 설계에서 구리에 대한 고민은 적층 구조(스택업)에서 1oz를 고르는 단순한 선택 하나로 시작해서 끝나 버립니다. 그림 1: 동박 적층판 프레스로 공급되는 전해 동박 롤 PCB 구리 회로는 대부분 서브트랙티브(subtractive) 공정으로 만들어집니다. 제조업체는 적층판에 접착된 연속된 구리 시트에서 출발해, 회로 패턴에 해당하지 않는 구리를 모두 제거합니다. 즉, 거버 파일......
스택 비아와 스태거드 비아, 신뢰할 수 있는 HDI PCB를 위한 최선의 선택은?
핵심 요약 구조: 스택 비아는 수직으로 정렬되며(구리 충전 필요), 스태거드 비아는 측면으로 어긋나게 배치됩니다. 신뢰성: 3층 이상에 걸친 연결에서는 스태거드 비아가 열응력에 더 강합니다. 비용과 수율: 스태거드 비아는 제조 공정을 줄여 수율을 높이고 비용을 절감합니다. 공간: 좁은 파인 피치 BGA 브레이크아웃에는 스택 비아가 가장 적합합니다. 결정: 극한의 밀도가 필요하면 스택 비아를, 안정적인 비용 절감이 필요하면 스태거드 비아를 선택합니다. 스마트폰 메인보드 내부를 자세히 들여다본 적이 있다면, 이렇게 좁은 공간에 어떻게 이 모든 연결이 들어갈 수 있는지 궁금하셨을 것입니다. 그 비밀은 레이저로 뚫어 층과 층을 연결하는 아주 작은 구멍, 마이크로비아에 있습니다. 그리고 여러 빌드업 층에 걸쳐 마이크로비아를 쌓기 시작하면 갈림길에 서게 됩니다. 스태거드 비아냐, 스택 비아냐 하는 선택입니다! 사소해 보이는 결정이지만 신뢰성, 수율, 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 제대로 선택하면 HD......
고급 PCB의 베리드 비아: 더 높은 밀도, 더 나은 신호 무결성, 더 컴팩트한 설계 구현
핵심 요약 숨겨진 배선: 베리드 비아는 내층끼리만 연결하므로, 바깥층 표면을 고밀도 부품과 트레이스를 위해 비워 둘 수 있습니다. 신호 무결성 향상: 비아 스터브를 없애 고속 설계에서 기생 성분과 신호 손실을 줄입니다. 더 높은 밀도: HDI 기판, 고밀도 BGA, 웨어러블 같은 소형 폼 팩터에 필수적입니다. 더 높은 비용: 순차 적층과 추가 드릴링 공정 때문에 일반 스루홀보다 약 3~4배 비쌉니다. 최신 스마트폰 메인보드가 어떻게 신용카드만 한 기판에 수천 개의 연결을 담아낼 수 있는지 궁금하신 적이 있으십니까? 그 답의 상당 부분은 베리드 비아에 있습니다. 베리드 비아는 기판 내부에만 존재해 어느 쪽 표면에서도 보이지 않는 인터커넥트입니다. 가장 많은 일을 조용히 해내면서, 부품과 미세 배선이 들어갈 자리를 비워 줍니다. 일상적으로 쓰이는 2층 설계 대부분에는 일반 스루홀 비아로 충분합니다. 하지만 고밀도 인터커넥트(HDI) 수준, 고밀도 BGA, 고속 버스, 좁은 폼 팩터에 이르면 베리드......
HDI PCB에서 블라인드 비아로 더 높은 밀도와 더 나은 성능 구현하기
핵심 요약 더 높은 밀도: 기판 전체를 관통하지 않고 표면과 내층을 연결하므로, 미세 피치 BGA 아래의 배선 채널을 확보할 수 있습니다. 신호 무결성 향상: 비아 스터브 길이를 줄여 고속 설계에서 임피던스 불연속을 최소화합니다. 종횡비 규칙: 안정적인 레이저 드릴링과 보이드 없는 도금을 위해 깊이 대 지름 비율을 0.75:1 근처(최대 1:1)로 유지하십시오. 열 효율: 비아 인 패드 구성을 지원해 방열 성능을 높이고 부품을 더 촘촘하게 배치할 수 있습니다. 최신 스마트폰 속 작은 기판에서, 0.4 mm 피치 BGA의 수많은 고속 신호가 트레이스를 뒤엉키게 하지 않고 어떻게 빠져나오는지 궁금하신 적이 있으십니까? 그 비결은 대개 블라인드 비아입니다. 블라인드 비아는 고밀도 인터커넥트 설계를 묵묵히 떠받치는 핵심 요소이며, 오늘날의 작고 빠른 전자기기에 꼭 필요한 기술입니다. 부품이 계속 소형화되고 신호 속도가 빨라지는 상황에서, 비아는 더 이상 기판에 뚫린 단순한 구멍이 아닙니다. 바로 이 ......
에칭 FPC: 제조 공정, 장점, 응용 분야와 선택 가이드
스마트폰 카메라 모듈이나 노트북 덮개 안쪽에서 기판과 기판 사이를 잇는 얇은 황갈색 리본을 보신 적이 있으십니까? 그 리본은 거의 틀림없이 에칭 FPC입니다. 불필요한 구리를 화학적으로 제거해 정밀한 도전 패턴을 만든 연성 인쇄 회로이지요. 현대 전자기기의 핵심 부품 중 하나이지만, 그 안에 얼마나 많은 엔지니어링이 들어가 있는지 아는 사람은 많지 않습니다. 연성 회로에는 여러 종류가 있으며, 제조 방식에 따라 비용, 정밀도, 신뢰성이 달라집니다. 에칭 FPC는 그중 고정밀 방식으로, 구부릴 수 있는 형태에서 미세한 트레이스, 다층 구조, 고속 신호가 필요할 때 선택하는 방식입니다. 이 가이드에서는 에칭 FPC란 무엇인지, 에칭 공정이 단계별로 어떻게 진행되는지, 회로의 신뢰성을 확보하기 위해 지켜야 할 설계 규칙은 무엇인지, 그리고 에칭 FPC와 FDC(연성 다이컷 회로)는 어떻게 다른지 설명합니다. 실제 적용 사례도 함께 살펴보고, 제조업체 선정을 위한 체크리스트도 제공하겠습니다. 그럼 시......
내구성 높은 PCB 성능을 좌우하는 동박 박리 강도의 핵심 역할
핵심 요약 표준 시험: IPC-TM-650 90° 박리 시험으로 측정하며, 단위는 N/mm입니다. 핵심 기능: 열 스트레스와 CTE 불일치로 인한 패드 들뜸과 박리를 방지합니다. 동박 종류: ED 동박은 접착력이 더 높고, RA 동박은 신호 손실이 더 낮습니다. 재료별 기준값: 표준 FR4는 평균 1.0–1.4 N/mm, High-Tg FR4는 1.2–1.6 N/mm입니다. 설계 팁: 티어드롭을 추가하고, 지지되지 않는 가는 구리 조각(슬리버)을 없애고, DFM 검사를 수행하십시오. 회로 기판 위의 구리가 어떻게 제자리에 붙어 있는지 궁금하신 적이 있으십니까? 일반적인 의미의 접착제도 아니고, 마법도 아닙니다. 그 답은 동박 박리 강도(Copper Peel Strength), 즉 동박과 그 아래 적층판 사이의 접착 강도입니다. 모든 트레이스, 패드, 플레인은 리플로우와 열 사이클, 그리고 수년간의 사용 기간 동안 강도를 유지하기 위해 이 접착에 의존합니다. 박리 강도가 높으면 기판은 열 스트레......