10층 PCB는 프리프레그와 코어 유전체로 분리된 10개의 전도성 구리층을 단일 견고한 보드로 적층합니다. 대부분의 10레이어 스택업은 신호 라우팅을 위해 레이어를 4~6개로 분할하고 나머지는 접지 및 전력면 전용이지만 정확한 분할은 설계의 라우팅 요구 사항과 임피던스 목표에 따라 다릅니다. 일반적인 배열은 각 신호 레이어를 견고한 접지면 옆에 배치하므로 고속 트레이스가 보드를 가로질러 점프하는 대신 연속적인 복귀 경로를 갖게 됩니다.

총 보드 두께는 일반적으로 약 1.6mm(0.062")이며 표준 커넥터 및 인클로저 사양과 일치하지만 구리 무게 및 유전체 선택에 따라 더 얇거나 두꺼운 빌드가 가능합니다. 접지를 수행하는 레이어, 전원 평면이 위치하는 위치, 각 유전체 레이어의 두께 등 특정 스택업은 제조업체마다 재료 재고 및 라미네이션 프로세스가 다르기 때문에 일반 템플릿에서 복사하는 대신 제조업체의 엔지니어링 팀과 함께 작업해야 합니다.

디자인 팀이 10개 레이어(8개나 12개가 아닌)에 배치되는 이유

8층에서 10층으로의 도약은 단지 더 많은 공간을 추가하는 것이 아니라 일반적으로 세 가지 특정 압력에 대한 대응입니다.

 첫 번째는 라우팅 헤드룸입니다. 300개 이상의 볼이 있는 BGA는 트레이스를 밀집시키거나 간격 규칙을 위반하지 않고 8레이어에서 깔끔하게 팬아웃할 수 없는 경우가 많으며, 10레이어는 보드를 과도하게 구축하지 않고도 문제를 해결할 수 있을 만큼 충분한 추가 라우팅 채널을 제공합니다.

두 번째는 신호 무결성입니다. 고속 인터페이스(DDR3/DDR4, PCIe, 기가비트 이더넷, USB 3.0)에는 제어된 임피던스와 모든 트레이스에 가까운 연속 기준면이 필요합니다. 8레이어 보드에서 모든 고속 신호 레이어 옆에 충분한 전용 접지 및 전원 플레인을 설치하면 타협이 불가피할 수 있습니다. 두 개의 추가 레이어는 일반적으로 전체 평면도를 다시 디자인하지 않고도 이 문제를 해결합니다.

세 번째는 비용 규율입니다. 8개의 레이어를 넘으면 실제 결정은 9 대 11이 아니라 실제로 12개 이상이 필요한지 여부입니다. 각각의 추가 레이어 쌍에는 적층 주기, 재료 및 리드 타임이 추가됩니다. 1개 또는 2개의 적당한 핀 수 BGA와 소수의 고속 인터페이스를 갖춘 대부분의 설계의 경우 설계에 실제로 필요한 것보다 비용이 더 빨리 오르기 전의 10개 레이어가 실용적인 상한선입니다. 핀 수가 매우 많은 FPGA 또는 SoC, 백플레인 및 밀도가 매우 높은 혼합 신호 보드는 12개 이상의 레이어가 진정으로 유지되는 경우입니다. 8개 레이어를 초과하는 대부분의 설계에서는 10개가 더 합리적인 중지입니다.

유용한 직접 점검: 라우팅이 BGA 1~2개와 고속 인터페이스 1~2개로 인해 어려움을 겪는 경우 일반적으로 10개 레이어이면 충분한 여유 공간이 있습니다. 핀 수가 많은 구성 요소 여섯 개에 걸쳐 동시에 라우팅 혼잡을 해결하려는 경우 이는 비용 선호도에 관계없이 해당 디자인이 12개 이상의 레이어 범주에 속한다는 신호입니다. 10개 레이어에 아무리 영리한 라우팅을 적용해도 실제로 더 많은 평면이 필요한 평면도가 수정되지는 않습니다.

10레이어 PCB가 실제 제품에 나타나는 곳

실제로 10레이어 보드는 특정 유형의 설계를 중심으로 클러스터됩니다. 심각한 라우팅 공간과 임피던스 제어가 필요할 만큼 복잡하지만 서버 백플레인 수준 레이어 수가 필요할 만큼 복잡하지는 않습니다.

자동차 전자 장치가 일반적인 예입니다. ADAS 모듈, EV 배터리 관리 시스템, 엔진 또는 모터 제어 장치는 일반적으로 여러 고속 센서 및 통신 인터페이스를 자동차 환경의 열 및 신뢰성 요구 사항과 결합하므로 추가 레이어의 가치가 있는 추가 평면을 만듭니다.

네트워킹 및 통신 하드웨어는 또 다른 것입니다. 관리형 스위치, 소형 셀 기지국 및 라우터는 종종 여러 고속 인터페이스(이더넷, PCIe, 메모리 버스)를 나란히 라우팅해야 하는데, 이는 8개 계층에서 깔끔하게 수행하기 어렵습니다.

PLC, 모터 드라이브 및 다중 프로토콜 센서 허브를 포함한 산업 자동화 장비는 종종 10개 레이어에 배치됩니다. 이러한 보드는 온보드 드라이브 전자 장치용 전력 분배와 여러 통신 버스를 결합하기 때문입니다. 예를 들어 휴대용 진단 장비 및 환자 모니터와 같은 의료 장치에는 전체 HDI 백플레인 복잡성을 고려하지 않고 콤팩트하고 밀도가 높은 라우팅이 필요한 경우가 많으므로 10개 레이어를 실용적인 중간 지점으로 만듭니다. 몇 개의 적당한 핀 수 BGA와 다중 고속 인터페이스를 갖춘 테스트 장비와 중급 컴퓨팅 보드가 목록을 완성합니다. 8개 레이어는 라우팅에 적합하지 않지만 16~20개 이상의 레이어 보드의 전체 복잡성은 보장되지 않습니다.

10개 레이어에서 디자인과 제조의 변화

10개 레이어로 이동하면 사양서에 있는 숫자보다 더 많은 변화가 발생합니다. 즉, 제작자가 올바르게 수행해야 하는 사항이 변경됩니다.

임피던스 제어가 더욱 엄격해집니다. 더 많은 내부 평면이 트레이스의 전기적 환경에 기여하므로 제어된 임피던스 트레이스는 데이터시트 번호뿐만 아니라 제조 공정과 유전체의 실제 특성 간의 더 긴밀한 공차 일치가 필요합니다.

비아 전략은 형식이 아닌 실제 결정이 됩니다. 표준 스루홀 비아는 많은 10층 설계에 적합하지만 블라인드 또는 매립 비아(또는 밀도가 높은 BGA 필드의 경우 패드 내 비아)는 보드 공간이 부족할 때 라우팅 공간을 확보하고 레이어 간 충돌을 줄입니다.

재료 선택이 더 중요합니다. 유전 상수(Dk) 일관성과 유리 전이 온도(Tg)는 레이어 수와 구리 중량이 증가함에 따라 특히 현장에서 열 순환이 발생하는 자동차 및 산업용 보드의 경우 더욱 중요해집니다.

라미네이션이 더욱 복잡해집니다. 레이어가 많을수록(특히 막힌 구조 또는 매설 구조를 통해) 라미네이션 주기가 길어지며, 이는 단순한 4층 또는 6층 빌드에 비해 리드 타임을 연장할 수 있습니다.

검사는 더 중요하지만 덜하지 않습니다. 내부 레이어의 단락 및 개방은 외부에서 볼 수 없으므로 매립형 비아 구조에 대한 여러 단계의 AOI 및 X선 검사가 "있으면 좋은" 수준에서 조립에 도달하기 전에 결함을 찾아내는 표준 방식으로 이동합니다.

10 레이어 PCB 제조업체를 선택하기 전에 물어봐야 할 사항

10레이어 보드는 단순한 2레이어 또는 4레이어 작업보다 선택하는 제작사가 더 중요할 만큼 충분히 복잡합니다. 즉, 스택업 오류 또는 누락된 비아인 패드 요구 사항은 라미네이션 후 수정하는 데 이전보다 훨씬 더 많은 비용이 듭니다. 커밋하기 전에 물어볼 만한 몇 가지 질문:

· 레이어 수 여유: 이후 개정판에서 필요한 경우 자체 기능의 한계에 도달하는 대신 10개 레이어를 편안하게 넘어갈 수 있습니까?

· 재료 옵션: 단일 기본 FR-4뿐만 아니라 Tg 및 유전체 요구 사항에 적합한 라미네이트를 제공합니까?

· DFM 검토: 생산 전에 누군가 스택업과 비아 구조를 확인합니까, 아니면 제출된 대로 보드가 라인으로 바로 이동합니까?

· 검사 공정: 다층 기판에 대한 AOI 및 X-Ray 검사 표준입니까, 아니면 추가 비용 옵션입니까?

· 한 지붕 아래 제작 및 조립: 별도의 팹 하우스와 조립 하우스를 조정할 예정입니까, 아니면 한 공급업체가 베어 PCB에서 실장 조립까지 보드를 운반할 수 있습니까?

PCBgogo가 10층 PCB 빌드에 적합한 방법

PCBgogo는 10레이어 범위를 훨씬 넘어(최대 40레이어) 다층 보드를 제작하므로 이후 개정판에 레이어나 밀도가 추가되는 경우 10레이어 설계에 충분한 여유 공간이 있습니다. 보드는 자동차 및 산업용 10층 설계에서 일반적으로 요구되는 Tg 및 CAF 저항 요구 사항에 적합한 라미네이트 선택인 Shengyi 및 Kingboard 기판을 기반으로 제작됩니다.

모든 주문은 생산에 들어가기 전 DFM/엔지니어 검토를 거치며, 보드 적층 후 외부에서 보이지 않는 결함을 포착하기 위해 내부 레이어를 AOI 및 X-Ray 검사로 검사합니다. 마감 기한이 촉박한 프로젝트의 경우 PCBgogo는 표준 리드 타임과 함께 24시간 빠른 처리 옵션을 제공합니다.

제조와 조립이 동일한 시설에서 실행되기 때문에 10레이어 보드는 공급업체를 바꾸거나 프로세스 도중에 파일을 다시 확인하지 않고도 베어 PCB에서 채워진 어셈블리로 이동할 수 있습니다. Native Eagle, Altium 및 PADS 파일은 Gerber와 함께 허용되므로 디자인 팀은 견적을 얻기 위해 파일을 변환할 필요가 없습니다.

레이어 수, 비아 구조 및 재료 선택은 모두 스택업과 관련된 방식으로 가격과 리드 타임에 영향을 미치므로 10레이어 설계가 어디에 있는지 확인하는 가장 정확한 방법은 일반적인 견적에 의존하기보다는 PCBgogo의 온라인 견적 도구를 통해 실제 사양을 실행하는 것입니다. PCBgogo 엔지니어로부터 무료 DFM 검토를 받으려면 스택업을 제출하세요.

자주 묻는 질문

10층 PCB는 어떤 용도로 사용되나요?

10레이어 PCB는 일반적으로 12레이어 설계 비용 없이 8레이어 보드가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 라우팅 공간과 더 나은 임피던스 제어가 필요한 자동차 ECU, 네트워킹 장비, 산업용 컨트롤러 및 의료 장치에 사용됩니다.

10레이어 PCB가 8레이어 PCB보다 더 비쌉니까?

예. 레이어를 추가하면 라미네이션 주기와 재료가 늘어나 8레이어 보드에 비해 비용과 리드 타임이 늘어납니다. 하지만 정확한 차이는 특정 스택업과 비아 구조에 따라 다릅니다.

10레이어 PCB에는 블라인드 또는 매립형 비아가 필요합니까?

반드시 그런 것은 아닙니다. 많은 10층 설계에서는 표준 스루홀 비아를 사용하며, 블라인드 또는 매립 비아는 일반적으로 BGA 팬아웃 또는 좁은 공간 제약으로 인해 라우팅이 어려운 경우에만 추가됩니다.

10레이어 PCB의 일반적인 리드타임은 얼마나 됩니까?

리드 타임은 스택업 복잡성과 비아 구조에 따라 다르지만 대부분의 10레이어 보드는 표준 다층 처리와 빠른 처리 옵션 사이에 속합니다. 마감 기한에 맞춰 작업하는 경우 직접 확인할 가치가 있습니다.

10레이어 PCB에 HDI 기술이 필요합니까?

아니요. HDI는 레이어 수가 아닌 마이크로비아 및 순차 라미네이션과 같은 비아 기술을 의미합니다. 10레이어 보드는 라우팅 밀도에 따라 표준 다층 PCB 또는 HDI 보드로 구축될 수 있습니다.

제조업체가 10레이어 PCB를 제작하려면 어떤 파일이 필요합니까?

대부분의 제작업체에는 드릴 파일 및 스택업 정보와 함께 Gerber 파일이 필요하며 PCBgogo를 포함한 많은 제조업체에서는 기본 Eagle, Altium 또는 PADS 파일도 직접 허용합니다.