PCB의 환형 링 | 종합 가이드

환형 링은 PCB 기판의 중앙 부분으로, 구리로 제작되어 기판에 뚫린 원형 구조입니다. 이러한 구멍의 크기와 치수는 PCB 기판 설계에 중요하며, 보드의 오작동을 방지합니다. 다층 스택은 보드 설계의 복잡성을 높이는 데 사용됩니다. 비아(Via)라고 하는 작은 구멍을 뚫어 여러 층의 트랙 패드를 연결하는 방식이 있습니다. 이 링은 구리 패드를 통해 두 개의 서로 다른 레이어를 전기적으로 연결하는 데 도움이 됩니다. 이 페이지에서는 이러한 링의 제작 방법과 PCB 보드에서 트랙 패드가 갖는 중요성에 대해 설명합니다. 시작해 보겠습니다.

고리형 링이란 무엇인가요?

PCB 기판은 구성 층에 따라 단일, 이중, 다중 등 다양한 유형으로 나뉩니다. 기판에는 구리층 또는 트레이스가 적용되어 다양한 부품이 연결되어 프로젝트와 회로를 형성합니다.

다층 기판의 경우, 비아(via)라고 하는 작은 구멍을 통해 여러 층을 연결합니다. 비아는 여러 층의 기판 전도성과 기판의 정확한 전도성에 중요한 역할을 합니다. 구멍 주변에 구리가 도포되어 있으며, 구멍 주변의 구리를 환형 링(annular ring)이라고 합니다.

최소 환형 치수는 1밀(mil)입니다. 하지만 기판 치수에 따라 폭 값이 달라질 수 있습니다. 기판에서 적절하고 안정적인 전기 연결을 위해서는 환형 링의 설계 및 제조 특성을 고려해야 합니다.

환형 링의 구조

외부 고리(OAR)

· PCB 기판의 외부 층에 위치하여 쉽게 볼 수 있습니다. 부품 실장을 돕고 부품 리드를 기판 트레이스와 연결합니다. 납땜 처리 성능이 우수하며, 전기적 연결과 기계적 지지력이 뛰어납니다.

· 보드 외부 층의 고리형 링에 대한 최소 너비는 0.05mm입니다.

· 이 공식은 외측 환형 링 측정에 사용됩니다.

외층 환형 링 = (외층 패드 직경 - 도금 구멍 직경)/2

내층 환형 링(IAR)

· 이 환형 링은 다층 기판의 내부 층에 위치합니다. 비아를 통해 여러 층을 연결하는 데 도움이 됩니다. 내부 층을 제대로 연결하기 위해 정확한 정렬이 이루어졌습니까?

내부 레이어 환형 링 = (내부 레이어 패드 직경 - 도금 구멍 직경)/2

완성된 환형 링(FAR)

· 솔더 패드의 바깥쪽 테두리와 솔더 구멍 사이의 영역을 완성된 환형 링이라고 합니다. 환형 링의 중심에서 다소 벗어난 위치에 구멍을 뚫으면 링이 파손될 수 있습니다. 이는 솔더 패드의 외경을 구멍 직경으로 나눈 값을 기준으로 합니다.

눈물방울 모양의 고리

· 이 유형의 고리 모양 링은 눈물방울 모양으로 제작됩니다. 외부 모서리를 연결할 때 완전한 원을 만드는 대신 구리를 추가로 사용했습니다. 구리를 추가하면 링의 강도가 향상됩니다.

· 이러한 고리형 링의 주요 특징은 드릴링 시 드릴 비트가 약간 벗어나면 구리가 제거되어 연결부에 영향을 줄 수 있다는 것입니다.

· 이러한 유형의 환형 링은 얇은 구리의 균열을 최소화합니다.

· 또한 기계적 또는 열적 응력을 제어하고 드릴 구멍의 정렬 불량을 방지합니다.

환형 링 크기

환형 링 크기는 기판의 정확한 전기적 연결과 설계 안정성에 중요합니다. 적절한 환형 링은 솔더 접합부를 정확하게 만들고, 드릴링 시 결함을 방지하며, 패드 들뜸 현상을 줄이는 데 중요합니다. 환형 링의 크기는 기판의 솔더 접합부 작동, 전도성, 그리고 강도에 직접적인 영향을 미치며, 특히 관통홀 비아의 경우 더욱 그렇습니다.

적절한 크기의 링은 도금 범위를 균일하게 제공하고 공동이나 얇은 구리 층과 같은 다양한 문제를 제어합니다.

환형 링에 사용되는 일부 매개변수는 다음과 같습니다.

·  외부 직경 : 패드의 전체 직경에 환형 링과 구멍이 있는 형태입니다.

·  드릴 구멍 직경: 이 직경은 선체에 뚫린 구멍입니다.

·  환형 링 너비(W): 이는 뚫은 구멍의 가장자리와 패드의 바깥쪽 가장자리 사이의 반경 방향 거리입니다.

환형 크기를 계산하는 방법

환형 링 크기는 비아(via)의 외부 지점에서 만들어진 링의 너비를 의미합니다. 환형 링은 비아에서 바깥쪽으로 뻗어 있으며, 기판에 따라 특정 너비를 갖습니다. 환형 링 크기를 측정하는 데 다음 공식이 사용됩니다.

환형 링 = (패드 직경 - 완성된 구멍 직경) / 2

패드 직경은 IPC-2221에 따라 보드 레벨을 기준으로 합니다. 즉, A 레벨: 24만 레벨 B: 20만 레벨 C: 16만

완성된 구멍의 직경은 비아의 크기 또는 직경입니다.

고리의 크기는 두 직경의 차이의 절반입니다.

단층 보드의 최소 환형 링 크기는 0.05mm입니다.

다층 기판의 내부 층의 고리형 링은 0.1mm이고 외부 층의 고리형 링은 0.05mm입니다.

환형 링 PCB의 일반적인 문제

접선

실수로 중심에서 멀리 떨어진 곳에 구멍을 뚫었을 때 발생합니다. 패드 가장자리를 연결하는 중심에서 벗어난 구멍이 있다면, 탄젠트 문제가 있음을 의미합니다. 또 다른 원인은 환형 링의 직경이 구멍의 직경과 일치하지 않는 것입니다.

브레이크 아웃

이는 더 높은 유형의 탄젠트이며, 환형 링에서 바깥쪽으로 뚫린 구멍이 뚫릴 때 발생합니다. 따라서 환형 링이 절단되어 브레이크아웃이 발생합니다. 이 문제를 해결하려면 기계를 재조정해야 합니다.

파열

오랜 사용이나 드릴링 시 링이 손상될 수 있는데, 이를 파열이라고 합니다. 이 문제를 방지하려면 고품질 원자재와 두꺼운 구리 패드를 사용하십시오.

패드 리프팅

환형 링을 따라 패드가 PCB 기판에서 분리되면 패드 리프팅 문제가 발생합니다. 이는 열 사이클링과 기계적 응력의 결과입니다. 이 문제를 해결하려면 접착력이 뛰어난 재료와 공정을 사용하고 기판 제조 시 높은 열 발생을 피하십시오.

PCB 환형 링 설계의 모범 사례

1. 설계 고려사항

· 링의 폭은 설계에 따라 정확해야 합니다. 일반적으로 표준 사용 시 두께는 0.15mm이지만, 기판의 층과 두께에 따라 조정할 수 있습니다.

· 패드의 직경은 구멍 직경보다 커야 합니다. 일반적으로 드릴 크기의 1.5배입니다.

2. 드릴링 정확도

· 링 매개변수에 따라 적절한 드릴 크기가 필요합니다. 버(Burr) 발생을 방지하려면 고품질 드릴 비트를 사용하십시오. 이는 링 폭을 적절하게 유지하는 데 도움이 됩니다.

맺음말

환형 링은 PCB 기판 설계에 중요한 요소로, 다양한 연결 부품에 정확한 전기적 및 기계적 연결을 제공합니다. 이러한 링의 정확한 설계는 기판의 원활한 작동에 가장 적합하며, 기판 제조 과정에서 기판 품질을 유지하기 위한 다양한 업계 표준을 준수할 수 있도록 설계되었습니다. 이러한 링의 정확한 구성은 스루홀 기술로 제작된 고강도 기판을 제작하는 데 도움이 됩니다. 고속 회로 설계의 경우, 임피던스 정합에 중요하며 고품질 신호를 제공합니다.

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