캐슬레이티드 홀 vs. 스루홀: 어떤 PCB 설계 방식을 선택해야 할까요?

캐슬레이티드 홀 과 일반 스루홀 중 어떤 것을 선택할지는 조립 방식에 따라 달라집니다. 스루홀은 기판 내부에 완전히 둘러싸여 있어 기존 부품에 높은 기계적 강도를 제공합니다. 반면, 캐슬레이티드 홀 (하프홀)은 PCB 가장자리에 도금된 홈으로, SMD 부품처럼 기판을 서로 납땜할 수 있습니다. 모듈형 설계나 공간 절약형 디자인(IoT/RF 모듈)에는 캐슬레이티드 홀을 사용하고 , 전력 소모가 많거나 비용에 민감한 산업용 애플리케이션에는 스루 홀을 사용하는 것이 좋습니다.

캐슬레이티드 홀과 스루홀이란 무엇이며, 왜 사용하는가?

이 두 가지 연결 방식의 물리적 구조와 전략적 이점을 이해하는 것이 PCB 레이아웃 최적화의 첫 번째 단계입니다 .

표준 스루홀 PCB(PTH)

• 구조: 도금 관통 홀(PTH)은 PCB 기판을 완전히 관통하여 뚫은 구리 라이닝 홀이며, 그 주변을 원형 또는 사각형 패드가 둘러싸고 있습니다.

• 왜 사용해야 할까요? 뛰어난 기계적 접착 강도를 제공하여 물리적 스트레스를 받는 커넥터나 무거운 부품에 이상적입니다. 또한 양면 기판에 가장 비용 효율적인 솔루션이며 수동 납땜 및 재작업에 대한 내성이 뛰어납니다.

성곽 모양 구멍(반쪽 구멍)

• 구조: 이것들은 기본적으로 표준 도금 홀이며, 에지 라우팅 공정 중에 정확하게 반으로 잘린 것입니다. 이렇게 해서 보드 둘레를 따라 U자형의 구리 도금 "홈"이 연속적으로 만들어집니다.

• 캐슬레이티드 홀 을 사용하는 이유는 무엇일까요? 모듈형 PCB 설계가 가능하기 때문입니다 . 캐슬레이티드 홀을 사용하면 표준 표면 실장 기술(SMT)을 이용하여 도터보드를 캐리어 보드에 평평하게 장착할 수 있습니다 . 이는 수직 공간이 제한적인 소형 Wi-Fi, 블루투스 또는 ESP32 모듈을 제작하는 데 있어 최적의 방식입니다.

캐슬레이티드 홀과 스루홀의 4가지 주요 설계 차이점

캐슬레이티드 홀 설계를 위해서는 더욱 엄격한 공차와 패드 형상 및 보드 안정성에 대한 새로운 사고방식이 필요합니다.

A. 정렬 및 엣지 관계

일반적인 기판에서는 홀 배치에 여유가 있지만, 캐슬레이티드 홀(Castellated Holes) 의 경우 홀 중심이 기판 외곽선에 정확히 위치해야 합니다. 제작 과정에서 조금이라도 오차가 발생하면 "버(burr)"가 생기거나 구리 도금이 불완전해질 수 있습니다.

B. 패드 직경 및 돌출부

일반적인 패드는 홀 직경의 1.3~1.8배입니다. 캐슬레이티드 홀의 경우 패드를 확대해야 합니다. 특히, 기계적 라우팅 과정에서 구리가 벗겨지지 않도록 구리 패드가 홀 가장자리를 충분히 덮도록 해야 합니다.

C. 피치 및 최소 간격

리플로우 과정에서 솔더 브리징 현상을 방지하려면 두 홀 사이의 간격을 충분히 넓게 해야 합니다. 간격이 좁으면 기판 가장자리가 약해지고 고밀도 PCB 조립 공정이 복잡해집니다.

D. 기계적 강성

PCB 가장자리 부분을 제거하면 자연스럽게 PCB가 약해집니다. 납땜 오븐에서 열 순환 과정 중 발생하는 변형을 방지하려면 기판 두께를 늘리는 것을 고려하십시오(예: 1.0mm에서 1.2mm로).

제조 공정: 톱니 모양 구멍이 더 비싼 이유는 무엇일까요?

캐슬레이티드 홀(Castellated Holes) 의 제작은 표준 PTH보다 복잡하며, 여러 특수 단계를 거칩니다.

정밀 CNC 라우팅: 일반적인 기판은 V자형 스코어링을 사용하여 분리하지만, 이 방식은 반원형 구멍 내부의 구리를 손상시킵니다. 따라서 당사는 도금된 구리를 정밀하게 절삭하는 저속 CNC 밀링 방식을 사용하여 깨끗한 "반달" 모양을 구현합니다.

특수 도금 공정: 절단 시 구리가 벗겨지지 않도록 구멍은 특수 화학 도금 공정을 거쳐 구리와 FR4 에폭시 수지 사이의 접착 강도를 높입니다.

고급 디버링: 금속과 유리섬유를 동시에 절단하는 과정에서 버(burr)가 발생합니다. 모든 기판은 전기 단락을 일으킬 수 있는 미세한 구리 조각을 제거하기 위해 미세한 디버링 공정을 거쳐야 합니다.

A등급 검사: 도금이 균일하고 라우팅 단계에서 "들뜸 현상"이 발생하지 않았는지 확인하기 위해 홀 벽면에 100% 광학 검사를 실시합니다.

적용 시나리오: 어떤 시나리오가 당신에게 가장 적합할까요?

• 고전압 전원 공급 장치, 고성능 산업용 센서 또는 교육용 키트를 설계하는 경우 스루홀 커넥터를 선택하십시오 . 설계에 충분한 공간이 있고 높은 물리적 내구성이 요구되는 경우 스루홀 커넥터 는 가장 안정적이고 경제적인 선택입니다.

• 다음과 같은 경우 캐슬레이티드 홀을 선택하십시오. IoT 모듈 , Wi-Fi/블루투스 어댑터 또는 웨어러블 기기를 제작하는 경우 . 소형화가 목표이고 고밀도 부품처럼 PCB를 다른 보드에 표면 실장하려는 경우 캐슬레이티드 홀 은 필수적입니다.

캐슬레이티드 홀 디자인에 PCBGOGO를 선택해야 하는 이유는 무엇일까요?

고품질 캐슬레이티드 홀을 제조하려면 엣지 도금의 미묘한 차이를 이해하는 파트너가 필요합니다.PCBgogo전문적인 솔루션을 제공합니다:

• 고정밀 CNC 라우팅: 버(burr)가 전혀 없는 깔끔한 절단면을 보장하여 신호 무결성을 보호합니다.

• 고급 DFM 지원: 당사 엔지니어는 고객의 반원형 구멍 치수를 검토하여 제조 공차를 충족하는지 확인합니다.

• 품질 보증: 모든 보드는 AOI 및 엄격한 엣지 연결성 테스트를 거칩니다.

• 빠른 납기: 당사는 품질 저하 없이 복잡한 모듈형 설계에 대해 경쟁력 있는 납기를 제공합니다.

요약

일반적인 전자 제품에는 여전히 표준 스루홀이 안정적인 선택이지만, 모듈형 PCB 설계 시대에는 캐슬레이티드 홀이 필수적입니다 . 하프홀의 설계 사양과 제조상의 어려움을 이해하면 대량 SMT 조립에 적합한 소형 플러그 앤 플레이 모듈을 성공적으로 제작할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

질문: 캐슬레이티드 홀이 일반 PCB보다 더 비싼가요?

A: 네, 일반적으로 10~20% 정도 차이가 나는데, 이는 깨끗한 모서리 도금을 위해 필요한 특수 CNC 밀링 및 디버링 공정 때문입니다.

질문: 캐슬레이티드 홀이 있는 보드에 V자형 스코어링을 사용할 수 있나요?

A: 아니요. V자형 스코어링은 구멍 내부의 구리 도금을 손상시킬 가능성이 높습니다. 전문적인 마감을 위해서는 CNC 라우팅이 필수적입니다.

질문: 권장되는 최소 구멍 크기는 얼마입니까?

A: 안정적인 도금 및 배선을 위해 대부분의 PCB 제조업체 에서는 최소 직경 0.5mm~0.6mm를 권장합니다 .

질문: 이 구멍들을 손으로 납땜할 수 있나요?

A: 네, 맞습니다. 다만 리플로우 오븐에 최적화되어 있습니다. 손으로 납땜할 경우, 가는 팁과 고품질 플럭스를 사용하여 납이 U자형 홈에 제대로 스며들도록 하십시오.