Working with a Via Object on a PCB in Altium Designer

상위 페이지: PCB 설계 객체

상단 레이어(빨간색)에서 하단 레이어(파란색)로 연결되며, 하나의 내부 전원 평면(녹색)에도 연결되는 비아.

요약

비아(via)는 기본적인 설계 객체입니다. 이것은 PCB의 두 개 이상의 전기 층 사이에 수직 전기 연결을 형성하는 데 사용됩니다. 비아는 3차원 객체로, Z-평면(수직)에서 배럴 모양의 몸체와 각 (수평) 구리 층에 평평한 링을 가지고 있습니다. 비아의 배럴 모양 몸체는 보드가 제작 중에 드릴링되고 관통 도금될 때 형성됩니다. X 및 Y 평면에서 비아는 둥근 패드처럼 원형입니다. 비아와 패드의 주요 차이점은 비아가 보드의 모든 층(상단에서 하단까지)을 관통할 수 있을 뿐만 아니라, 표면 층에서 내부 층으로 또는 두 내부 층 사이를 관통할 수도 있다는 것입니다.

사용 가능성

비아(Vias)는 PCB 편집기와 PCB 라이브러리 편집기에서 다음과 같은 방법으로 배치할 수 있습니다:

• 메인 메뉴에서 배치(Place) » 비아(Via)를 클릭하세요.
• 배선(Wiring) 툴바에서 버튼을 클릭하세요.
• 디자인 공간 상단에 위치한 액티브 바(Active Bar)에서 드롭다운 메뉴의 비아 버튼()을 클릭하세요. (액티브 바 버튼을 클릭하고 있으면 다른 관련 명령어에 접근할 수 있습니다. 명령어를 사용하면 해당 섹션의 액티브 바 상단 항목이 됩니다.)
• 디자인 공간에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 배치 » 비아 명령을 선택하세요.

배치

명령을 실행한 후, 커서가 십자선으로 변경되며 배치 모드로 진입합니다:

1. 커서를 위치시키고 클릭하거나 Enter를 눌러 비아(via)를 배치합니다.
2. 추가 비아를 계속 배치하거나, 오른쪽 클릭하거나 Esc를 눌러 배치 모드를 종료합니다.

라우팅 중 비아의 자동 배치

네트가 인터랙티브하게 라우팅될 때, 숫자 키패드의 * 키를 눌러 사용 가능한 신호 레이어를 순환할 수 있습니다. 또는, Ctrl+Shift+마우스 휠 굴리기 조합을 사용하여 신호 레이어를 이동할 수 있습니다. 이 작업을 수행하면, 소프트웨어는 적용 가능한 라우팅 비아 스타일 디자인 규칙에 따라 자동으로 비아를 배치합니다. 다양한 비아 크기를 다른 네트에 할당할 수 있도록 여러 비아 스타일 디자인 규칙을 정의할 수 있습니다.

기본 설정 대비 디자인 규칙

비아가 자유 공간에 배치될 때, 소프트웨어는 배치 중에 라우팅 스타일 디자인 규칙을 적용할 수 없습니다. 이 상황에서는 기본 비아가 배치됩니다.

그래픽 편집

비아는 위치 외에는 그래픽으로 속성을 수정할 수 없습니다.

• 비아를 이동하면서 연결된 트랙도 함께 이동하려면, 클릭한 상태에서 비아를 이동하세요. 연결된 라우팅은 이동하는 동안 비아에 연결된 상태로 유지됩니다.
• PCB 편집기나 PCB 라이브러리 편집기에서 연결된 트랙을 이동하지 않고 비아만 이동하려면, 편집(Edit) » 이동(Move) » 이동(Move) 명령을 선택한 다음, 클릭하고 비아를 이동하세요.

비그래픽 편집

다음과 같은 비그래픽 편집 방법이 가능합니다.

Via 대화 상자 또는 속성 패널을 통한 편집

속성 페이지: Via 속성

이 편집 방법은 관련된 Via 대화 상자와 속성 패널을 사용하여 Via 객체의 속성을 수정합니다.

 
왼쪽의 Via 대화 상자와 오른쪽의 Properties 패널의 Via 모드.

배치 중에는 Tab 키를 눌러 Properties 패널의 Via 모드에 접근할 수 있습니다. Via가 배치되면 모든 옵션이 표시됩니다.

배치 후, Via 대화 상자에는 다음 방법으로 접근할 수 있습니다:

• 배치된 Via 객체를 더블 클릭합니다.
• Via 객체 위에 커서를 두고, 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음 컨텍스트 메뉴에서 속성을 선택합니다.

배치 후, Via 모드의 속성 패널은 다음 방법 중 하나로 접근할 수 있습니다:

• 속성 패널이 이미 활성화된 경우, Via 객체를 선택합니다.
• Via 객체를 선택한 후, 디자인 공간의 오른쪽 하단에 있는 패널(Panels) 버튼에서 속성 패널을 선택하거나 메인 메뉴에서 보기(View) » 패널(Panes) » 속성(Properties)을 선택합니다.

여러 객체 편집하기

속성 패널은 여러 객체를 편집하는 기능을 지원하며, 현재 선택된 모든 객체에서 동일한 속성 설정을 수정할 수 있습니다. 동일한 객체 유형의 여러 개가 수동으로, 유사한 객체 찾기(Find Similar Objects) 대화 상자를 통해, 또는 필터나 목록 패널을 통해 선택될 때, 속성 패널 필드 항목이 별표(*)로 표시되지 않으면 선택된 모든 객체에 대해 편집할 수 있습니다.

목록 패널을 통한 편집

목록 패널을 사용하면 하나 이상의 문서에서 디자인 객체를 표 형식으로 표시하여 객체 속성을 빠르게 검사하고 수정할 수 있습니다. 필터 패널과 함께 사용하면 활성 필터의 범위에 속하는 객체만 표시되어 여러 디자인 객체를 더 정확하고 효율적으로 대상으로 하여 편집할 수 있습니다.

비아(Vias) 작업하기

비아는 라우팅의 핵심 요소입니다. 이 섹션에서는 비아 작업에 대한 유용한 정보를 제공합니다.

스루홀(Thru-hole), 블라인드(Blind) 및 버리드(Buried) 비아

기본적으로 비아는 상단 레이어에서 하단 레이어까지 걸쳐 있으며, 이를 스루홀 비아라고 합니다. 멀티 레이어 보드에서는 비아가 다른 레이어를 걸칠 수도 있습니다. 비아가 걸칠 수 있는 레이어는 보드를 제작하는 데 사용되는 제조 기술에 따라 달라집니다. 멀티 레이어 보드를 제조하는 전통적인 방법은 얇은 양면 보드 세트를 만들고, 이를 열과 압력 하에 샌드위치처럼 함께 압착하여 멀티 레이어 보드를 형성하는 것입니다.

아래 이미지는 이미지 왼쪽에 있는 레이어 이름으로 표시된 여섯 레이어 보드를 보여줍니다. 이 보드는 먼저 세 개의 양면 보드(Top-Plane1, Mid1-Mid2, Plane2-Bottom)로 제작되며, 이는 해치 코어 레이어로 표시됩니다.

이러한 양면 보드는 필요에 따라 비아 위치에 구멍을 뚫을 수 있으며, 비아가 표면 층에서 내부 층으로 이어질 때 블라인드 비아(비아 번호 1)로 알려져 있고; 비아가 내부 층에서 다른 내부 층으로 이어질 때 매립 비아라고 합니다(비아 번호 2). 층이 하나의 다층 보드로 압축된 후, 스루홀 비아가 뚫립니다(비아 번호 3).

생성될 수 있는 세 가지 유형의 비아: 블라인드(1), 매립(2) 및 스루홀.

다층 보드 제작 기술의 또 다른 유형은 빌드업 기술이라고 불리며, 여기서는 레이어를 하나씩 추가하여, 종종 양면 또는 전통적인 다층 보드 위에 추가합니다. 이 기술을 사용할 때, 빌드업 과정 중 각 레이어가 추가된 후 레이저로 비아를 뚫을 수 있으며, 이로 인해 다양한 레이어 쌍을 포괄할 수 있는 가능성이 크게 증가합니다. 각 비아에 사용되는 레이어 쌍은 비아의 시작 레이어(Start Layer)와 종료 레이어(End Layer) 설정에 의해 정의됩니다.

마이크로비아

IPC-2226A에 따르면, 마이크로비아(또는 빌드업 비아)(µVia)의 정의는 아래 이미지에 따라 측정될 때 최대 종횡비가 1:1인 블라인드 구조로, 목표 랜드(Target Land)에 종료되거나 관통하며, 구조의 캡처 랜드(Capture Land) 호일부터 목표 랜드(Target Land)까지의 총 깊이(X)가 0.25mm [9.84 mil]를 초과하지 않습니다.

µVias(마이크로비아)는 고밀도 인터커넥트(HDI) 설계에서 층간 연결을 위해 사용되며, 고급 구성 요소 패키지와 보드 설계의 높은 입력/출력(I/O) 밀도를 수용합니다. 순차적 빌드업(SBU) 기술이 HDI 보드 제작에 사용됩니다. HDI 층은 일반적으로 전통적으로 제조된 양면 코어 보드나 다층 PCB 위에 구축됩니다. 전통적인 PCB의 각 면에 HDI 층이 구축됨에 따라, µVias는 레이저 드릴링, 비아 형성, 비아 금속화, 비아 충전을 사용하여 형성될 수 있습니다. 구멍이 레이저로 드릴링되기 때문에, 그것은 원뿔 모양을 가집니다.

연결이 여러 층을 통해 경로를 필요로 하는 경우, 원래 접근 방식은 계단 모양 패턴을 사용하여 일련의 µVias를 교대로 배치하는 것이었습니다. 기술과 공정의 개선으로 이제 µVias를 서로 직접 쌓을 수 있습니다.

매립형 µVias는 채워져야 하지만, 외부 층에 있는 맹목적 µVias는 채울 필요가 없습니다. 적층된 µVias는 일반적으로 전기 도금된 구리로 채워져 여러 HDI 층 간의 전기적 연결을 만들고 µVia의 외부 레벨에 구조적 지지를 제공합니다.

지원되는 µVias 유형

• 이 소프트웨어는 한 층에서 인접한 층으로 이동하는 µVia를 지원합니다.
• 지원되는 또 다른 유형의 µVia는 Skip µVia로, 이 유형은 인접한 층을 건너뛰고 그 다음 구리 층에 착지합니다.
• 레이어 스택 관리자(Layer Stack Manager)에서 정의된 레이어 범위에 기반하여 Via 유형이 아래 이미지와 같이 자동으로 감지됩니다.
• µVias는 여러 층을 통과할 때 자동으로 쌓입니다.

솔더 마스크 확장

솔더 마스크의 개구부는 소프트웨어에 의해 자동으로 비아와 같은 모양으로 생성됩니다. 이 개구부는 마스크 확장(Solder Mask Expansion) 설정에 정의된 대로 비아 자체보다 클 수도 있고 (양의 확장 값) 작을 수도 있습니다 (음의 확장 값). 확장은 구리의 바깥쪽 가장자리에서 측정됩니다. 비아 위의 솔더 마스크 개구부는 비아 구리 영역보다 약간 클 수도 있고, 구리 영역을 덮되 드릴 홀은 덮지 않도록 작게 설정될 수도 있으며, 완전히 닫힐 수도 있는데, 이를 텐팅이라고 합니다. 기본 설정은 비아가 솔더 마스크 확장 규칙에서 확장 값을 사용하도록 되어 있습니다. 필요한 경우 속성 패널에서 수동 값으로 재정의할 수 있습니다.

텐팅이란 용어는 닫히다를 의미합니다. 텐팅 옵션이 활성화되면, 해당 솔더 마스크 확장 디자인 규칙의 설정이 재정의되어 해당 비아에 대해 그 솔더 마스크 레이어에 개구부가 없게 됩니다.

테스트포인트 설정

테스트포인트 영역을 사용하여 이 비아를 제작(Fabrication) 및/또는 조립(Assembly)을 위한 테스트포인트로 정의하세요. 테스트포인트는 테스트 프로브가 PCB와 접촉하여 보드의 올바른 기능을 확인할 수 있는 위치입니다. 어떤 패드나 비아도 테스트포인트로 지정될 수 있습니다.

비아의 디스플레이 구성

비아 작업을 돕기 위한 다양한 디스플레이 기능이 있습니다.

비아 색상

비아 색상은 보기 설정 패널에서 구성됩니다. 비아의 구리 링은 레이어 섹션의 현재 멀티 레이어 설정에 표시됩니다. 비아 홀 색상은 시스템 색상 섹션의 비아 홀 설정에 표시됩니다. 또한 원하는 설정에 대해 을(를) 토글하여 홀의 표시를 비활성화할 수도 있습니다.

왼쪽에는 스루홀 비아가 표시되어 있습니다. 오른쪽의 비아는 블라인드 비아로, 구멍이 시작 및 종료 레이어 색상으로 표시됩니다.

비아와 솔더 마스크

PCB 편집기에서 레이어의 기본 표시 방식은 항상 멀티 레이어를 최상위 레이어로 보여주는 것입니다. 이는 패드나 비아가 네거티브 마스크 확장을 사용할 때 특히 납 마스크 레이어의 내용을 정확하게 볼 수 없게 만들 수 있습니다. 왜냐하면 납 마스크 레이어의 내용이 멀티 레이어 객체 아래로 사라지기 때문입니다. 이를 변경하려면 PCB 편집기(PCB Editor) - 디스플레이(Display) 페이지의 환경 설정 대화 상자에서 레이어 그리기 순서를 변경하십시오. 현재 레이어를 최상위 레이어로 그리도록 설정합니다.

레이어 그리기 순서를 현재 레이어를 위로 보이도록 변경하면, 상단 납 마스크를 현재 레이어로 설정할 때, 마스크 개구부가 아래 이미지에서 보여지듯이 정확하게 표시됩니다. 녹색 화살표는 왼쪽의 비아에 대한 납 마스크 개구부 크기, 가운데는 마스크 개구부가 축소된 패드, 오른쪽은 개구부가 확장된 패드를 보여줍니다.

솔더 마스크 오프닝을 검사할 수 있도록 디스플레이 설정을 구성합니다.

기타 비아 디스플레이 설정

비아 넷 이름을 표시하려면, 보기 구성 패널의 보기 옵션(View Options) 탭에서 추가 옵션(Additional Options) 영역의 비아 넷(Via Nets) 옵션을 활성화하세요.