대칭형 PCB 스택업과 비대칭형 PCB 스택업: 다층 설계에 적합한 구조 선택 방법

다층 PCB 설계에서 대칭형과 비대칭형 적층 구조 중 하나를 선택하는 것은 전체 설계 과정에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다. 이러한 선택은 제조 용이성뿐만 아니라 최종 제품의 전기적 성능, 기계적 안정성 및 장기적인 신뢰성에도 영향을 미칩니다. 잘못된 방식을 선택하면 기판 휨, 레진 유출, 층 정렬 불량, 심지어 신호 무결성 문제와 같은 적층 문제가 발생할 수 있습니다.

PCBGOGO는 수년간의 현장 제조 경험을 바탕으로 대칭형 및 비대칭형 PCB 스택업 중에서 선택할 수 있는 검증된 방법론을 개발하여 엔지니어가 설계 의도와 실제 생산 제약 조건을 일치시킬 수 있도록 지원합니다.

대칭형 PCB 스택업 이해하기

PCB의 중심면을 대칭축으로 하여 대칭 적층 구조를 형성합니다. 이 중심면의 양쪽에는 동일한 코어 두께, 동판 중량, 프리프레그 종류 및 유전체 두께로 적층 구조를 구성합니다.

이 구조는 적층 과정에서 기계적 응력을 고르게 분산시킵니다. 그 결과 평탄도와 치수 안정성이 눈에 띄게 향상됩니다. IPC-4101 에 따르면 , 적절하게 설계된 대칭형 다층 구조는 0.75% 미만의 뒤틀림을 유지할 수 있어 다음 과 같은 분야에서 선호되는 솔루션입니다.

소비자 가전제품

고속 통신 장치

초박형 및 초경량 제품

정밀한 SMT 조립 공차가 요구되는 모든 PCB

사례 연구: 8층 노트북 마더보드

PCBGOGO는 8층 노트북 마더보드의 스택업 설계를 지원했습니다. 완전 대칭형 설계가 선택되었습니다.

L1 신호(1온스)
L2 접지(2온스)
L3 신호(1온스)
L4 전원(2온스)
— 중심면(대칭축) —
L5 전원(2온스)
L6 신호(1온스)
L7 접지(2온스)
L8 신호(1온스)

이러한 방식을 통해 적층 후 뒤틀림을 0.3% 로 유지할 수 있었으며 , 이는 업계 한계치보다 훨씬 우수한 결과입니다. 균일한 구리 균형은 안정적인 임피던스와 더욱 깨끗한 고속 라우팅에도 기여했습니다.

비대칭 스택업의 특징은 무엇일까요?

비대칭 적층 구조는 중앙 대칭 원칙을 따르지 않습니다. PCB의 상단과 하단 부분은 재질 특성, 두께, 구리 함량 등이 서로 다릅니다. 이러한 방식은 대칭 구조로는 구현할 수 없는 기능들을 지원해야 할 때 일반적으로 사용됩니다. 예를 들어 다음과 같은 기능들이 있습니다.

한쪽 면에서만 높은 열 방출

단면 고밀도 인터커넥트(HDI)

부분적으로 매설된 또는 막힌 비아

국부적인 기계적 보강

하지만 비대칭 구조는 기계적 응력 집중 위험을 증가시킵니다. 이를 보정하지 않으면 라미네이션이나 리플로우 후 기판이 변형되어 SMT 공정이 불가능해질 수 있습니다.

사례 연구: 산업용 인버터 PCB

PCBGOGO는 산업용 인버터 제어 보드를 위해 의도적으로 비대칭 적층 구조를 설계했습니다. 상단 구리층은 열 확산을 향상시키기 위해 2온스 로 두께를 늘렸고 , 하단 구리층은 1온스를 유지했습니다 . 이 두 층 사이에는 임피던스 제어 방식의 신호, 접지 및 전원층이 배치되었습니다.

시뮬레이션을 통해 응력 분포를 평가했습니다. 두꺼운 구리층의 영향을 상쇄하기 위해 탄성 계수가 높은 프리프레그를 두꺼운 구리층 쪽에 추가하고, 적층 조건(온도 곡선 및 압력 단계)을 조정했습니다. 최적화 후, PCB는 허용 가능한 휜 정도를 유지했으며 신뢰성 테스트를 통과했습니다.

엔지니어를 위한 실용적인 선발 규칙

PCBGOGO는 제품에 적합한 구조를 결정할 때 다음 세 가지 원칙을 적용할 것을 권장합니다.

궁극적으로 모든 상황에 맞는 "더 나은" 솔루션은 없습니다. 최적의 구성은 시장 적용 분야의 기계적, 전기적, 비용적 우선순위에 부합하는 것입니다.

PCBGOGO: 최적화된 스택업을 위한 엔지니어링 지원

첨단 시뮬레이션 기능, 공정 제어 및 광범위한 제조 경험을 바탕으로,PCB GOGO당사는 고객의 아이디어 구상부터 양산까지 전 과정을 지원합니다. 당사 팀은  대칭형 또는 비대칭형 PCB 적층 방식 중 어떤 방식이 최적인지 판단한 후, 안정적인 성능을 구현하기 위해 재료 시스템, 프리프레그 구성, 적층 매개변수를 조정합니다.