PCB 비아 홀의 기능과 원리는 무엇입니까?

PCB 비아 홀은 PCB를 통해 뚫린 개방형 구멍입니다. 구멍의 벽은 도금 용액으로 코팅되어 전기 신호가 구멍을 통해 흐를 수 있습니다. 비아 홀을 드릴링할 때는 올바른 직경과 종횡비를 보장하기 위해 제작자 규칙을 따르는 것이 중요합니다. 인접한 비아 사이의 최소 거리도 준수해야 합니다.

관통 홀 비아

PCB 스루홀 비아는 일반적으로 회로 기판의 신호 전환에 사용됩니다. 비아에는 블라인드 비아, 매립형 비아, 마이크로 비아 등 다양한 유형이 있습니다. 각 유형의 비아에는 배치하는 동안 특정 절차가 필요합니다. 이러한 비아는 설계 프로세스의 라우팅 단계에서 배치되며 수동으로 배치하거나 EDA 소프트웨어를 사용하여 자동으로 배치할 수 있습니다. PCB 비아 설계 규칙을 준수하면 회로 기판을 필요한 정확한 사양으로 제조할 수 있습니다.

PCB 스루홀 비아의 원리와 기능은 신호를 패드에서 멀리 라우팅하는 것입니다. 이 작업은 일반적으로 솔더 마스크를 사용하여 수행됩니다. 이렇게 하면 솔더 페이스트가 비아에 스며드는 것을 방지하여 연결 실패를 초래할 수 있습니다. 그러나 비아가 패드 드릴링 구멍 내부에 위치하면 솔더 마스크를 비아에 사용할 수 없으므로 조립 시 신뢰성 문제가 발생합니다.

매립형 비아

매립형 비아는 보드의 크기나 무게를 늘리지 않고 PCB의 회로를 늘리는 데 사용됩니다. 이 비아는 표준 양면 PCB와는 다른 공정을 사용하여 제작됩니다. 다른 유형의 매립형 비아와 달리 표면 실장 부품이나 트레이스에 영향을 미치지 않습니다.

매립형 비아는 부품 밀도 요구 사항을 충족하는 등 설계상의 이유로 자주 사용됩니다. 또한 보드 크기를 줄일 수 있지만 제조 공정에서 더 많은 정밀 검사와 단계가 필요합니다. 매립형 비아는 생산 비용도 저렴하지만 프로젝트에 평판이 좋은 전자 계약 제조 파트너를 사용해야 합니다.

마이크로비아

마이크로비아는 도금된 작은 지름의 구멍입니다. 마이크로비아는 회로 기판의 레이어 수를 줄이면서 배선 밀도를 높이는 데 사용됩니다. 또한 마이크로비아는 스루홀 비아의 필요성을 줄이고 전체 패드 크기를 더 작게 만들 수 있습니다. 또한 배선 밀도를 높이기 위한 가장 비용 효율적인 방법 중 하나입니다. 이 문서에서는 마이크로비아의 장점과 마이크로비아가 설계를 개선하는 데 어떻게 도움이 되는지에 대해 중점적으로 설명합니다.

마이크로비아는 인쇄 회로 기판의 구멍 수를 줄이는 데 사용됩니다. 마이크로비아는 직경이 15㎛ 정도로 작을 수 있습니다. 이 기술은 더 많은 시간과 노력이 필요하지만 상당한 장점이 있습니다. 또한 마이크로비아는 기생 인덕턴스가 적고 연결 경로가 짧기 때문에 더 나은 신호 무결성을 제공합니다.

비선형 링

PCB 비아 홀은 PCB의 모든 레이어에 뚫고 전기 연결을 위해 구리로 도금한 구멍입니다. 이 구멍은 원통형이며 직경이 얇습니다. 직경과 강도는 주변을 둘러싼 구리 패드의 직경에 따라 달라집니다.

PCB 비아는 다양한 재료로 만들 수 있습니다. 비아에 사용되는 재료는 종종 다양한 금속으로 만들어집니다. 비아는 일반적으로 구리 또는 에폭시로 만들어집니다. 비아 인 패드를 사용하면 PCB 공간을 최소화하여 보드를 더 작게 만들 수 있습니다. 그러나 납땜으로 인해 비아 구멍이 채워질 수 있기 때문에 이 방법은 번거로울 수 있습니다. 따라서 비아 인 패드는 가급적 적게 사용하는 것이 좋습니다.

신뢰성

PCB를 설계할 때는 PCB 비아 홀의 신뢰성을 고려하는 것이 중요합니다. 안정적으로 작동하지 않으면 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다. 신뢰성 문제는 비아로의 납땜 누출로 인해 발생할 수도 있습니다. 이 웨비나에서는 PCB 비아 홀의 신뢰성이 중요한 이유를 이해하고 몇 가지 해결책을 제시합니다.

PCB 비아 홀의 신뢰성은 크기에 따라 달라집니다. 비아 홀에는 블라인드 비아와 매립 비아의 두 가지 기본 유형이 있습니다. 두 가지 모두 노이즈와 EMI를 줄이고 균열과 박리를 방지하기 때문에 신호 무결성에 중요합니다. 일반적으로 PCB 비아 홀의 크기는 6~150마이크로미터여야 합니다.

혜택

PCB 비아 홀은 회로 기판의 신뢰성을 보장하는 훌륭한 방법입니다. 비아 홀을 사용하면 공기나 기타 액체가 내부에 갇히지 않고 PCB를 도금할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 회로 기판의 신뢰성을 높이고 조립 수율을 향상시킬 수 있습니다. 또한 이 공정은 보이드의 위험을 최소화하는 데 매우 효과적입니다.

PCB 비아 홀 기술은 널리 사용되는 신호 전송 방법입니다. 이 기술은 신호 트레이스를 부품의 구리 표면에서 멀리 라우팅하지 않고 비아에 구리 패드를 직접 배치합니다. 이 프로세스는 또한 트레이스 라우팅에 필요한 공간을 줄여줍니다. 이 방법은 피치가 0.5mm 이하인 BGA 부품에 가장 일반적으로 사용됩니다. 이 기술을 사용하면 신호 경로의 길이가 줄어들고 커패시턴스와 기생 인덕턴스가 모두 감소합니다.

SMT 풋프린트의 가장 큰 문제점은 무엇인가요?

SMT 풋프린트는 마이크로컨트롤러를 구현하는 데 널리 사용됩니다. 하지만 SMT와 관련된 몇 가지 문제가 있습니다. 다음은 일반적인 문제입니다: 납땜 부족, 열 불균형, 부품의 잘못된 배치. 이러한 문제는 부품 이름, 라이브러리 이름 및 풋프린트의 오류로 인해 발생할 수도 있습니다.

구성 요소의 잘못된 배치

부품을 표면 실장 풋프린트에 배치하지 않고 떨어뜨리면 PCB에 결함이 발생할 수 있습니다. 이 경우 모든 부품을 위에서 볼 수 있도록 설계를 수정해야 합니다. 이러한 경우 리플로우 공정이 시작되기 전에 결함을 감지하기 위해 AOI를 사용할 수 있습니다.

SMT 부품을 잘못 배치하면 성능이 저하되고 심지어 보드 고장으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하려면 회로도에 따라 부품을 배치하는 것이 매우 중요합니다. 또한 아날로그와 디지털 부품을 분리하고 레퍼런스 플레인에서 신호 리턴 경로를 명확히 하는 것도 중요합니다.

열 불균형

SMT 풋프린트는 적절한 양의 솔더가 회로 내 테스트 지점에 도달할 수 없기 때문에 문제가 될 수 있습니다. 이는 특히 부품이 웨이브 솔더링이 가능한 경우 납땜 접합 불량으로 이어질 수 있습니다. 그러나 PCB 풋프린트를 적절히 구축하면 이 문제를 피할 수 있습니다. 이를 위해서는 부품의 패드를 솔더 페이스트를 포함할 수 있을 만큼 충분히 크게 만드는 것이 중요합니다. 패드가 너무 작으면 솔더가 다른 패드로 너무 많이 흘러서 브리징이 발생할 수 있습니다. 이는 부적절하게 제작된 패드 또는 솔더 페이스트 마스크로 인해 발생할 수 있습니다. 부품이 너무 가깝게 배치된 경우에도 발생할 수 있습니다.

SMT 풋프린트의 또 다른 문제는 풋프린트의 양쪽에 구리의 양이 고르지 않다는 것입니다. 이로 인해 부품 배치가 잘못되고 열 불균형이 발생할 수 있습니다. 이 문제를 방지하려면 PCB의 구리 분포가 균형 잡혀 있어야 합니다. 또한 델타 T를 줄이기 위해 적절한 리플로우 프로파일을 갖는 것도 중요합니다. 이렇게 하면 PCB의 표면 마감도 개선됩니다. 부품 내부에 수분이 갇혀 있으면 열 불균형이 발생할 수도 있습니다. 따라서 PCB는 습도 캐비닛에 보관하거나 사용 전에 미리 구워야 합니다.

땜납 부족

납땜 공정 중 잘못된 위치로 흘러들어갈 수 있는 과도한 납땜으로 인해 SMT 풋프린트 문제가 발생합니다. 이로 인해 단락이나 전기적 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 납땜이 칙칙해 보이기도 합니다. 패드와 트레이스가 너무 작거나 얇은 부적절한 설계로 인해 과도한 납땜이 발생할 수도 있습니다.

종종 SMT 부품이 회로 내 테스트 포인트에 너무 가깝게 배치되면 테스트 프로브가 접촉하는 데 방해가 됩니다. SMT 부품의 또 다른 일반적인 문제는 큰 부품을 작은 부품 앞에 배치하여 그림자를 발생시킬 수 있다는 것입니다. 설계자는 이 문제를 방지하기 위해 작은 부품을 큰 부품 앞에 배치해야 합니다.

땜납이 충분하지 않으면 강도가 떨어지고 접합부가 약해질 수 있습니다. 불충분한 습윤은 또한 접착된 물체에 금속 산화물 층을 형성할 수 있습니다. 솔더 페이스트는 패드와 핀 모두에 적절히 도포되어야 조인트가 견고하게 유지됩니다.

패드와 핀의 불일치

SMT 풋프린트에서 패드와 핀의 불일치 문제는 납땜 부족으로 이어질 수 있습니다. 이 문제로 인해 제조업체에서 회로 기판이 거부될 수 있습니다. 이를 방지하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 첫째, 항상 올바른 풋프린트 라이브러리를 사용하세요. 올바른 크기의 컴포넌트 패드를 선택하는 데 도움이 됩니다. 둘째, 패드 가장자리와 실크스크린 사이의 거리가 동일해야 한다는 점을 명심하세요.

둘째, 패드가 잘못 매칭되면 임피던스 불일치가 발생할 수 있습니다. 이 문제는 보드 간 커넥터, AC 커플링 커패시터, 케이블-보드 커넥터 등 여러 위치에서 발생할 수 있습니다.

인쇄 회로 기판 프로토타이핑 프로세스

A printed circuit board (PCB) prototyping process involves a series of steps, starting with the creation of a PCB design. These steps include generating the required through holes and using carbide drill bits or NC drill machines to create the holes. Once the through holes have been created, a thin layer of copper is chemically deposited into the through holes. This copper layer is then thickened through electrolytic copper plating.

Gerber file

A Gerber file is a file with detailed descriptions of components. These files are often used to help with the debugging process and to create printed circuit boards. To make sure that your Gerber file contains the correct information, you should check that it is free from errors by using a tool like FreeDFM. It is also a good idea to submit a plain text file if you need to include additional information that is not included in the Gerber file. You should also provide the correct mapping file and matching files, which are required by PCB manufacturers to produce your PCB.

You can use several software applications to create PCB Gerber files, including PCB designer software. Another option is to use an experienced PCB manufacturer to create the Gerber file for you.

Silkscreen

Traditionally, the Silkscreen printed circuit board prototyping process has relied on stencils to apply markings on a circuit board. These stencils are similar to the ones that are used when spray painting a car’s number plate. However, PCB development has progressed since that time and silkscreen application methods have improved as well. With silkscreen printing, epoxy ink is pushed through the stencil to create the desired text or imagery. The ink is then baked into a laminate. However, this method has its drawbacks and is not ideal for high-resolution printing.

Once the silkscreen is complete, the fabricator will use the silk screen information to make a transfer screen and transfer the information to the PCB. Alternatively, the fabricator may also choose to use the more modern method of printing directly on the PCB without a transfer screen.

Reflow oven

A reflow oven is a type of oven that uses infrared light to melt the solder paste and assemble the components of a printed circuit board. This type of oven has several advantages. The process speed is adjustable and the temperature of each zone can be independently controlled. PCBs are fed into the oven by conveyor at a controlled rate. Technicians adjust the speed, temperature, and time profile depending on the needs of the PCB.

The first step in the reflow soldering process is to apply solder paste to the surface mount pads of the components. The solder paste holds the components in place while the components are soldered. Various types of solder paste are available. Choosing the type that is right for your needs will be an important decision.

Reflow

The reflow process is a common technique used in printed circuit board prototyping. It uses a solder paste to hold together the various components on the board. When the components are soldered together, they become electrically connected. The process begins by pre-heating the units, following a temperature profile that will remove volatile solvents from the solder paste.

The temperature is crucial for a quality solder joint. The reflow process must be completed within a reasonable time. Insufficient heat will result in ineffective joints, while excessive heat will damage the circuit board components. Generally, the reflow time ranges from 30 to 60 seconds. However, if the reflow time is too long, the solder will not reach its melting point and may result in brittle joints.

Reflow oven for four-sided PCBs

A reflow oven for four-sided printed circuit board (PCB) prototyping is an oven used in the reflow soldering process. It involves a series of important steps and the use of high-quality materials. For larger-scale production, wave soldering is often used. Wave soldering requires a specific PCB size and alignment. Individual soldering may also be achieved with a hot air pencil.

A reflow oven has several distinct heating zones. It may have one or more zones, which are programmed to correspond to the temperature of the circuit board when it passes through each zone. These zones are set up with an SMT program, which is usually a sequence of set points, temperature, and belt speed. These programs provide complete transparency and consistency throughout the reflow process.

 

PCB 솔더 마스크 유형 - PCB용 솔더 마스크의 4가지 유형

프로젝트에 적합한 솔더 마스크를 선택하려면 해당 솔더 마스크의 사양을 잘 알고 있어야 합니다. 이러한 사양에는 제품의 경도, 보관 수명 및 가연성이 명시되어 있습니다. 또한 솔더 마스크의 산화, 습기 및 생물학적 성장에 대한 저항성도 명시되어 있습니다. 또한 무광택 또는 새틴 마감 솔더 마스크를 선택하면 솔더 비딩을 최소화할 수 있습니다.

LPI 솔더 마스크

과거에는 PCB 제조업체가 무광과 유광의 두 가지 LPI 솔더 마스크 유형을 제공했습니다. 어떤 것을 원하는지 명시하는 고객은 거의 없었기 때문에 결정은 종종 제조업체에 맡겨졌습니다. 그러나 오늘날에는 고객이 각 유형의 마감 처리의 이점을 비교하여 선택할 수 있습니다. 두 가지 유형의 솔더 마스크 간 성능 차이는 거의 없지만 일부 고객에게는 광택 마감 처리가 더 매력적일 수 있습니다.

이 두 가지 유형의 솔더 마스크의 주요 차이점은 적용 과정에 있습니다. 첫 번째 유형은 건식 필름 사진 이미지화 가능 솔더 마스크로, 땜납으로 함께 고정된다는 점을 제외하면 스티커와 유사합니다. 납땜 공정 후 건식 필름 사진 이미지화 가능 솔더 마스크는 한쪽에서 벗겨지고 나머지 재료는 PCB 마스크에 아래쪽이 아래로 향하도록 도포됩니다. 두 번째 유형은 액체 솔더 마스크로, 스티커 없이 동일한 절차를 따릅니다.

LPI 솔더 마스크는 PCB에 실크스크린 또는 스프레이 코팅할 수 있습니다. 이러한 솔더 마스크는 무전해 니켈, 침지 금 또는 열풍 솔더 레벨링 표면 마감과 함께 가장 자주 사용됩니다. 올바르게 적용하려면 PCB를 깨끗하게 청소하고 오염 물질이 없어야 하며 솔더 마스크가 완전히 경화되어야 합니다.

에폭시 솔더 마스크

에폭시 솔더 마스크에는 크게 두 가지 유형이 있습니다. 한 가지 유형은 PCB 기판에 실크스크린으로 인쇄되는 액체 에폭시로 만들어집니다. 이 솔더 마스크 인쇄 방법은 가장 저렴하고 가장 많이 사용됩니다. 잉크 차단 패턴을 지원하기 위해 직조 메쉬가 사용됩니다. 에폭시 액체는 열 경화 중에 경화됩니다. 그런 다음 염료를 에폭시에 혼합하여 경화시켜 원하는 색상을 생성합니다.

솔더 마스크의 두께는 회로 기판에서 트레이스의 위치에 따라 달라집니다. 구리 트레이스의 가장자리 근처에서는 두께가 더 얇아집니다. 두께는 이러한 트레이스 전체에 걸쳐 0.5밀리미터 이상이어야 하며, 0.3밀리미터까지 얇을 수 있습니다. 또한 솔더 마스크를 PCB에 분사하여 두께를 균일하게 할 수 있습니다.

다양한 유형의 솔더 마스크가 다양한 색상으로 제공됩니다. 가장 일반적인 색상은 녹색이지만 검은색, 흰색, 주황색, 빨간색도 있습니다. 애플리케이션에 따라 프로젝트에 가장 잘 어울리는 색상을 선택할 수 있습니다.

투명 솔더 마스크

PCB 제조에 사용할 수 있는 투명 솔더 마스크에는 여러 가지 유형이 있습니다. 이러한 마스크는 구리 흔적을 산화로부터 보호하는 데 사용됩니다. 또한 이러한 마스크는 솔더 패드 사이에 솔더 브리지가 형성되는 것을 방지합니다. 완벽한 투명도를 제공하지는 않지만 설계 목표를 달성하는 데는 여전히 효과적일 수 있습니다.

그러나 선택하는 솔더 마스크의 유형은 기판의 치수, 표면 레이아웃, 구성 요소 및 컨덕터 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 또한 최종 애플리케이션도 고려해야 합니다. 특히 규제 대상 산업에서 작업하는 경우 충족해야 하는 산업 표준도 있을 수 있습니다. 일반적으로 액체 포토 이미징 마스크는 PCB 제조에 가장 일반적이고 신뢰할 수 있는 옵션입니다.

일반적인 색상 외에도 좀 더 독특한 솔더 마스크 유형도 있습니다. 예를 들어, 디자이너와 틈새 전자 제품 제조업체에 유용할 수 있는 더 희귀하고 다채로운 마스크가 있습니다. 사용되는 솔더 마스크의 유형은 PCB의 성능에 영향을 미치므로 프로젝트의 요구 사항에 따라 올바른 유형을 선택하는 것이 중요합니다.

흑연 솔더 마스크

솔더 마스크 색상마다 점도가 다르므로 PCB에 솔더 마스크를 사용하려는 경우 그 차이를 알아야 합니다. 녹색 솔더 마스크는 점도가 가장 낮고 검은색 마스크는 점도가 가장 높습니다. 녹색 마스크는 더 유연하여 부품 밀도가 높은 PCB에 더 쉽게 적용할 수 있습니다.

이 솔더 마스크는 PCB와 표면 마감을 보호합니다. 특히 고성능과 중단 없는 서비스가 필요한 장비에 유용합니다. 또한 프레젠테이션 수명을 연장해야 하는 애플리케이션에도 적합합니다. 이 솔더 마스크는 내열 테이프를 사용한 수동 마스킹 대신 시간을 절약할 수 있는 대안입니다.

또 다른 유형의 솔더 마스크는 건식 필름 포토이미지 가능 솔더 마스크입니다. 이 유형의 솔더 마스크는 필름에 이미지가 생성된 다음 PCB의 구리 패드에 납땜됩니다. 공정은 LPI와 유사하지만 드라이 필름 솔더 마스크는 시트 형태로 적용됩니다. 이 공정은 원하지 않는 솔더 마스크를 PCB에 접착하고 그 아래의 기포를 제거합니다. 그 후 작업자는 솔벤트로 필름을 제거한 다음 남은 솔더 마스크를 열 경화합니다.

Altium Designer – A Basic Guideline From Schematic to PCB Design

In this Altium Designer tutorial, you’ll learn how to create a schematic and compile it into a PCB design. You’ll also learn about importing components into a blank PCB layout and identifying routing requirements. Then, you’ll know what to do next to get your PCB ready for fabrication.

Creating a schematic in Altium Designer

Creating a schematic in Altium Designer can be done by importing an existing schematic file or by creating a new schematic. If you’ve created a circuit board before, it’s not necessary to start from scratch. Altium Designer includes guidelines for design reuse. To begin, open the board’s schematic window.

Altium Designer has two environments: the primary document editing environment and workspace panels. Some panels dock on the left side of the tool, while others pop out or are hidden. To move around a schematic, click and hold the right mouse button or hold the left Ctrl key while clicking the screen. To zoom, use the options on the top menu.

You can then drag and drop components to the schematic. You can also use the explorer window to view and select components. Alternatively, click and drag on the schematic window to place them. You can also hold down the mouse button to set a component.

Compiling it to a pcb design

Once you have a schematic, you can use Altium designer to compile it to a PCB design. It has several features, including the ability to create a library of components. Then, you can set the footprints for your components, and choose from the various options for each. Depending on the size and density of your board, you can choose the normal (N) or medium (M) footprint.

After you’ve created your PCB layout, you’ll want to add the schematic to your project. This will automatically link your schematic and BOM. Altium Designer can even compile your schematic data automatically while you’re creating your design. To do this, click on the library tab in the left pane of the screen. On the next screen, you’ll want to check that the components you’ve added are properly integrated into the PCB layout.

Importing components into a blank PCB layout

Importing components into a blank PCBA layout in Altium Designer is a quick and easy process. After you import the components, you can turn on or off specific layers, and then arrange them in the PCB. After that, you can route traces between the components.

First, you need to create a schematic PCB layout. To do so, add a new schematic or add an existing schematic. Then, on the left screen, click on the library tab. You can then check to see if the component you selected is integrated.

After you import the components, Altium Designer will check for the compliance of the schematic with the design rules. This is an important step in the design process, because errors in the schematic may affect the quality of your finished PCB.

Routing requirements in Altium Designer

Altium Designer includes built-in tools for managing routing requirements. These tools are useful when adding new components to a schematic or PCB. However, there are still some rules to adhere to when auto-routing. The first tool to use for routing requirements is a net class. Once configured, a net class will automatically route the components in an appropriate way.

A rule-driven design engine is also included in Altium Designer to ensure that the PCB layout complies with all signaling standards. The rules-driven design engine also checks the layout against various design requirements to ensure that it follows the design rules. As a result, Altium Designer ensures the quality of your design. In addition, successful PCB routing starts with the right stackup, which supports your impedance goals and trace density requirements. This step allows you to set specific impedance profiles for important nets, so that the signal is not lost during routing.

Steps in the process

Once you have created a schematic, you can export it in the form of a netlist or bill of materials in Altium Designer. These files are required for the fabrication of the PCB. They contain all of the necessary information for manufacturing the board, including a list of all of the required materials. In addition, these documents can be reviewed after each step.

Altium Designer also has a tool for schematic capture, which allows you to import schematic components into a PCB layout. The software will then generate a PcbDoc file and a blank printed circuit board document.