Via(비아), 작다고 무시하면 큰일 납니다!
🕳️ Via(비아), 작다고 무시하면 큰일 납니다!
안녕하세요! 오늘은 PCB에서 자주 보지만 가볍게 넘기기 쉬운 요소, 바로 Via(비아)에 대해 이야기해볼게요 😊 처음에는 “그냥 구멍 하나잖아?” 하고 생각했지만, 실제로는 신호 흐름, 임피던스, 전원 분배, GND 연결까지… 이 작은 구멍이 회로 성능에 엄청난 영향을 미친다는 사실! 오늘 포스팅을 통해 비아의 진짜 역할과 설계 시 주의점을 확실히 알려드릴게요 💡
📘 목차
1. 비아(Via)란 무엇인가요?
비아는 PCB에서 층간을 연결해주는 전기적인 통로입니다. 쉽게 말해 위층과 아래층을 이어주는 작은 전도성 구멍이죠! 🕳️ IC의 핀에서 나간 신호가 다른 층으로 이동하거나, GND/VCC Plane과 연결되기 위해 꼭 필요해요. 외형은 작지만, 그 기능은 결코 작지 않습니다!
2. 비아의 종류와 구조
비아는 용도와 구조에 따라 다양하게 나뉘어요. 아래 표는 대표적인 비아 종류와 그 특징을 정리한 내용입니다.
| 비아 종류 | 설명 |
|---|---|
| Through Via | PCB 전체 층을 관통하는 가장 일반적인 비아 |
| Blind Via | 외부층과 내부층 사이만 연결되는 비아 (겉에서 보임) |
| Buried Via | 내부층끼리만 연결, 외부에서 보이지 않음 |
| Micro Via | 레이저로 가공된 초소형 비아, 고밀도 설계에 사용 |
3. 비아의 역할과 설계 영향
비아는 단순히 전기적 연결뿐 아니라, 회로 성능에도 영향을 줍니다. 예를 들어 고속 신호가 지나갈 때 비아는 임피던스 변화, 반사, 노이즈의 원인이 될 수 있어요. 다음과 같은 이유로 비아는 신중히 설계해야 합니다:
- 임피던스 영향: 고속 회로에서 비아의 패러미터가 정합에 영향
- 리턴패스 확보: 신호 비아 근처에 GND 비아도 필수!
- 전원 및 GND 분배: Power Via 배열이 전압 안정성에 영향
- EMI 경로: 비아가 적절히 차폐되지 않으면 EMI 유출 가능
- 생산 비용: Blind/Buried Via는 비용 상승 요인
4. 고속 설계에서 비아 처리 전략
고속 신호는 비아 하나만 잘못 처리해도 반사, 지연, 신호왜곡이 발생할 수 있어요. 따라서 다음과 같은 비아 처리 전략이 필수입니다. 특히 고속 신호가 지나가는 경우라면 아래 팁을 꼭 참고하세요!
- 스텁 최소화: 필요 없는 내부층 연결은 막아야 반사 방지
- GND 비아 동반 배치: 신호 비아 옆에는 리턴패스를 위한 GND 비아 필수
- Via in Pad 사용: BGA와 같은 고밀도 패키지에서 유용, 고속에 적합
- 팬아웃 전략: 고속 IC에서 비아 팬아웃 방향은 짧고 직선이 유리
- 레이어 전환 최소화: 고속 신호는 가능하면 한 층에서 처리
5. 비아 사용 시 주의할 점
비아는 사용이 간단해 보이지만, 다음과 같은 설계 실수로 성능 저하나 EMC 문제를 유발할 수 있습니다.
- GND 비아 누락: 리턴패스 확보 실패 → 신호 왜곡
- 과도한 비아: 전원 노이즈 및 전압강하 유발
- 비아 간 간격 부족: 고밀도 패턴에서 전기적 간섭 증가
- 열 분산 설계 미비: 고전류 경로에서 비아 개수 부족하면 발열 증가
- 스텁 방치: 고속 신호 라인에서 반사와 손실 원인
6. 실무에서 자주 하는 실수
실제 설계에서 자주 나오는 비아 실수 사례를 정리해봤어요. 초보자부터 실무자까지 꼭 체크해보세요!
- 신호 비아만 넣고 GND 비아는 안 넣음 → 리턴패스 손실
- 비아 간격이 너무 가까워 생산성 저하 → DFM 가이드라인 위반
- 스루홀 비아 과용 → 비용 증가 + 불필요한 간섭
- Via in Pad 사용 후 솔더링 오류 → 반드시 필러 처리 필요
- 전원라인에 비아 부족 → 전류 흐름 불안정, 발열
🔍 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. 비아 개수는 많을수록 좋은가요?
아니요! 필요 이상으로 많으면 비용과 전기적 특성에 악영향을 줄 수 있어요. 용도에 맞게 적절히 배치해야 합니다.
Q2. 고속 신호는 어떤 비아를 써야 하나요?
가능하면 Micro Via 또는 Blind Via를 사용하고, Stub을 제거한 구조가 이상적입니다.
Q3. GND 비아는 얼마나 자주 넣어야 하나요?
고속 신호마다 최소 1:1 비율로 넣는 것이 기본이며, GND Plane과 인접하게 배치해야 합니다.
Q4. Via in Pad는 왜 조심해야 하나요?
열과 솔더가 비아로 빠져나가 불량 가능성이 있어요. 반드시 Fill 후 Planar 처리하는 것이 좋습니다.
Q5. Buried Via는 왜 잘 안 쓰이나요?
제작 난이도와 비용이 높기 때문이에요. 고밀도 고급 보드에서만 제한적으로 사용됩니다.
Q6. 전원 비아와 신호 비아는 같은 방식으로 처리해도 되나요?
기본 구조는 비슷하지만, 전원 비아는 충분한 전류를 감당할 수 있도록 다중 병렬이 필요합니다.
오늘은 작지만 엄청난 영향을 주는 Via(비아)의 모든 것에 대해 정리해봤어요. 처음엔 그저 층을 연결하는 ‘구멍’처럼 느껴졌던 비아가, 알고 보면 신호, 전원, GND, 심지어 열 관리까지 좌우하는 중요한 요소라는 사실! 저도 비아 처리 하나 잘못해서 EMI 문제로 고생한 적이 많았거든요 😅 여러분은 꼭 이 내용을 기억해서, 더 안정적이고 효율적인 설계를 해보시길 바랍니다 💪
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📝 다음 포스팅 예고
다음 시간에는 “클럭 신호 배선, 이렇게 해야 무결성이 잡힌다!”라는 주제로 민감한 클럭 신호의 설계 원칙과 실전 배선 팁을 소개해드릴게요. 기대해주세요!