비아

Parent page: PCB 객체

상단 레이어(빨강)에서 하단 레이어(파랑)까지 관통해 연결되며, 또한 하나의
내부 전원 플레인(초록)에도 연결되는 비아.

요약

비아는 기본(Primitive) 설계 객체입니다. PCB의 두 개 이상의 전기 레이어 사이에 수직 전기 연결을 형성하는 데 사용됩니다. 비아는 Z-평면(수직) 방향으로 배럴(원통) 형태의 몸체를 가지는 3차원 객체이며, 각 (수평) 구리 레이어에는 평평한 링 형태가 있습니다. 비아의 배럴 형태 몸체는 제작 과정에서 보드를 드릴링하고 도금(through-plating)할 때 형성됩니다. X 및 Y 평면에서 비아는 원형 패드처럼 원형입니다. 비아와 패드의 핵심 차이는, 비아는 보드의 모든 레이어(상단~하단)를 관통할 수 있을 뿐 아니라, 표면 레이어에서 내부 레이어로 또는 두 내부 레이어 사이로도 걸쳐질 수 있다는 점입니다.

사용 가능 위치

비아는 PCB 편집기와 PCB 라이브러리 편집기 모두에서 배치할 수 있습니다:

• PCB Editor - 메인 메뉴에서 Home | Place | 를 클릭합니다.
• PCB Library Editor - 메인 메뉴에서 Home | Place |  » Via를 클릭합니다.

배치

명령을 실행하면 커서가 십자선으로 바뀌고 비아 배치 모드로 들어갑니다:

1. 커서를 위치시킨 다음 클릭하거나 Enter를 눌러 비아를 배치합니다.
2. 추가 비아를 계속 배치하거나, 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하거나 Esc를 눌러 배치 모드를 종료합니다.

라우팅 중 비아 자동 배치

넷을 대화형으로 라우팅하는 동안 숫자 키패드의 * 키를 눌러 사용 가능한 신호 레이어를 순환할 수 있습니다. 또는 Ctrl+Shift+Roll Mouse Wheel 조합을 사용해 신호 레이어를 이동할 수 있습니다. 이렇게 하면 소프트웨어가 적용 가능한 Routing Via Style 설계 규칙에 따라 비아를 자동으로 배치합니다. 여러 개의 Via Style 설계 규칙을 정의할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 넷에 서로 다른 비아 크기를 할당할 수 있습니다.

기본 설정 vs 설계 규칙

비아가 빈 공간에 배치되는 경우, 배치 중에 소프트웨어가 라우팅 스타일 설계 규칙을 적용할 수 없습니다. 이 상황에서는 기본 비아가 배치됩니다.

그래픽 편집

비아는 위치를 제외하고는 그래픽 방식으로 속성을 수정할 수 없습니다.

• 비아를 이동하면서 연결된 트랙도 함께 이동하려면, 비아를 클릭한 채로(누른 상태로) 이동하십시오. 이동하는 동안 연결된 라우팅은 비아에 계속 붙어 있습니다.
• 연결된 트랙을 이동하지 않고 비아만 이동하려면:
  • PCB 편집기 - Tools | Arrange | Move » Move Object 명령을 선택한 다음, 비아를 클릭한 채로 이동합니다.
  • PCB 라이브러리 편집기 - Home | Arrange | Move » Move Object 명령을 선택한 다음, 비아를 클릭한 채로 이동합니다.

비-그래픽 편집

다음과 같은 비-그래픽 편집 방법을 사용할 수 있습니다:

연결된 속성 대화상자를 통한 편집

Dialog page: 비아

이 편집 방법은 다음 대화상자를 사용하여 비아 객체의 속성을 수정합니다.

Via 대화상자

Via 대화상자는 배치 중 Tab 키를 눌러 열 수 있습니다.

배치 후에는 다음 방법 중 하나로 대화상자에 접근할 수 있습니다:

• 배치된 비아 객체를 더블클릭합니다.
• 비아 객체 위에 커서를 올리고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 다음, 컨텍스트 메뉴에서 Properties를 선택합니다.

Ctrl+Q 단축키를 사용해 대화상자에서 현재 사용 중인 측정 단위를 미터법(mm)과 야드파운드법(mil) 사이에서 빠르게 전환할 수 있습니다. 이는 대화상자에만 영향을 주며, 메인 메뉴의 Home | Grids and Units 영역에 있는 

및  버튼으로 결정되는 보드의 실제 측정 단위는 변경하지 않습니다.

Inspector 패널을 통한 편집

Panel pages: PCB Inspector, PCBLIB Inspector

Inspector 패널을 사용하면 활성 문서에서 하나 이상의 설계 객체 속성을 조회하고 편집할 수 있습니다. 적절한 필터링과 함께 사용하면, 한 곳에서 동일한 종류의 여러 객체를 편리하게 변경할 수 있습니다.

비아 작업하기

비아는 라우팅의 핵심 요소이므로, 이 섹션에서는 비아를 다루는 데 유용한 정보를 제공합니다.

관통(Thru-hole) 비아, 블라인드 비아, 매립(Buried) 비아

기본적으로 비아는 Top Layer에서 Bottom Layer까지 관통하며, 이를 관통(Thru-hole) 비아라고 합니다. 다층 보드에서는 비아가 다른 레이어 조합을 걸칠 수도 있습니다. 비아가 걸칠 수 있는 레이어는 보드 제작에 사용되는 제조 기술에 따라 달라집니다. 전통적인 다층 보드 제조 방식은 얇은 양면 보드 여러 장을 만든 다음, 열과 압력으로 샌드위치처럼 적층하여 다층 보드를 형성하는 것입니다.

아래 이미지는 6층 보드를 보여주며, 이미지 왼쪽에 레이어 이름이 표시되어 있습니다. 이 보드는 먼저 해칭된 코어 레이어로 표시된 것처럼 3개의 양면 보드(Top-Plane1, Mid1-Mid2, Plane2-Bottom)로 제작됩니다.

이 양면 보드들은 필요 시 비아 위치를 드릴링할 수 있으며, 표면 레이어에서 내부 레이어로 비아가 걸칠 때는 blind vias(비아 번호 1)로, 내부 레이어에서 다른 내부 레이어로 걸칠 때는 buried vias(비아 번호 2)로 알려져 있습니다. 레이어들을 하나의 다층 보드로 압착한 후에는 관통 비아를 드릴링합니다(비아 번호 3).

생성할 수 있는 비아의 세 가지 유형: 블라인드(1), 매립(2), 관통(3).

다층 보드 제작 기술의 또 다른 유형은 Build-up 기술로, 보통 양면 또는 전통적인 다층 보드 위에 레이어를 하나씩 추가하는 방식입니다. 이 기술을 사용하면 빌드업 과정에서 각 레이어가 추가될 때마다 레이저로 비아를 드릴링할 수 있어, 걸칠 수 있는 레이어 페어 조합이 매우 많아집니다. 각 비아에 사용되는 레이어 페어는 비아의 Start Layer 및 End Layer 설정으로 정의됩니다.

레이어 드릴 페어 구성

블라인드/매립/빌드업 비아를 사용하려면 드릴 페어를 구성해야 합니다. 드릴 페어의 존재는 소프트웨어에 블라인드 및/또는 매립 비아가 사용 중임을 알려줍니다. 이를 통해 완성된 보드에서 제작 출력 파일을 생성할 때, 블라인드/매립 비아를 만들기 위해 수행해야 하는 다양한 드릴 작업에 적합한 드릴 파일이 생성되도록 보장합니다. 드릴 페어는 아래 이미지에 표시된 Drill-Pair Manager 대화상자에서 구성합니다. 대화상자를 열려면 먼저 Layer Stack Manager 대화상자( Home | Board |

클릭)를 연 다음, Drill Pairs 버튼을 클릭하여 Drill-Pair Manager 대화상자를 엽니다.

구리 레이어의 배열은 Layer Stack Manager에서 정의됩니다.
거기서 Drill-Pair Manager를 열어 필요한 드릴 페어를 정의할 수 있습니다.

솔더 마스크 확장(Solder Mask Expansions)

솔더 마스크의 개구부는 소프트웨어에 의해 자동으로 생성되며 비아와 동일한 형상입니다. 이 개구부는 Mask Expansion 설정에 따라 비아 자체보다 더 클 수도(양의 확장 값) 더 작을 수도(음의 확장 값) 있습니다. 확장 값은 구리의 바깥 가장자리에서부터 측정됩니다. 비아 위의 솔더 마스크 개구부는 비아 구리 영역보다 약간 크게 할 수도 있고, 구리 영역은 덮되 드릴 홀은 덮지 않도록 더 작게 할 수도 있으며, 완전히 닫을 수도 있는데 이를 tented라고 합니다. 기본적으로 비아는 Solder Mask Expansion 규칙의 Expansion 값을 사용합니다. 필요하다면 Via 대화상자에서 이를 무시하고 로컬 값을 직접 정의할 수 있습니다.

텐팅(tenting)이라는 용어는 to close off을 의미합니다. 텐팅 옵션이 활성화되면 적용 가능한 Solder Mask Expansion 설계 규칙의 설정이 무시되어, 해당 솔더 마스크 레이어에서 이 비아에 대한 개구부가 생성되지 않습니다. 이 옵션이 활성화되면 Expansion value from rules 및 Specify expansion value 옵션은 무시됩니다.

Testpoint Settings

Testpoint Settings를 사용하여 이 비아를 Fabrication 및/또는 Assembly에 대한 테스트포인트로 정의할 수 있습니다. 테스트포인트는 테스트 프로브가 PCB에 접촉하여 보드의 기능이 정상인지 확인할 수 있는 위치입니다. 어떤 패드나 비아든 테스트포인트로 지정할 수 있습니다.

Configuring the Display of Vias

비아 작업을 돕기 위해 사용할 수 있는 다양한 표시 기능이 있습니다.

Via Colors

비아의 구리 링은 현재 Multi-Layer 색상으로 표시됩니다. 비아 홀은 현재 Via Holes 색상으로 표시됩니다. 보드를 2D로 보고 있을 때 L 단축키를 누르면 View Configurations dialog의 Board Layers and Colors 탭이 열립니다. 여기에서 Via Holes에 할당된 색상( System Colors 영역)을 변경하거나, 홀 표시를 비활성화할 수 있습니다.

왼쪽은 관통홀(thru-hole) 비아입니다. 오른쪽 비아는 블라인드 비아(blind via)이며, 홀은 시작 및 종료 레이어 색상으로 표시됩니다.

Vias and the Solder Mask

PCB 편집기에서 레이어의 기본 표시 방식은 Multi-Layer를 항상 최상위 레이어로 표시하는 것입니다. 이 때문에 솔더 마스크 레이어의 내용을 정확히 보기 어려울 수 있는데, 특히 패드나 비아가 네거티브 마스크 확장(negative mask expansion)을 사용하는 경우 멀티레이어 객체 아래로 솔더 마스크 레이어 내용이 사라져 보이기 때문입니다.

이를 개선하기 위해 변경할 수 있는 옵션은 두 가지가 있습니다:

• 솔더 마스크를 포지티브로 표시하고 불투명도(Opacity) 변경 - 아래에 표시된 것처럼 View Configurations dialog의 View Options 탭에 있는 Solder Masks 옵션을 사용하면 솔더 마스크를 포지티브로 표시하고 반투명으로 만들 수 있습니다.

• 레이어 그리기 순서 변경 - Layer Drawing Order dialog에서 Current Layer가 최상위 레이어로 그려지도록 설정합니다. 이 dialog는 Preferences dialog의 PCB Editor — Display 페이지를 통해 접근합니다(File » System Preferences를 선택하여 Preferences dialog를 엽니다). 작업 공간 하단의 Top Solder 탭을 클릭하여 현재 레이어로 설정합니다.

솔더 마스크를 포지티브 및 반투명으로 설정하고, 레이어 그리기 순서를 변경하여 Current Layer가 위에 표시되도록 하면, Top Solder를 현재 레이어로 만들었을 때 마스크 개구부가 아래 이미지처럼 정확하게 표시됩니다. 녹색 화살표는 왼쪽의 비아에 대한 솔더 마스크 개구부 크기, 가운데는 마스크 개구부가 축소된 패드, 오른쪽은 개구부가 확장된 패드를 보여줍니다.

솔더 마스크 개구부를 검사할 수 있도록 표시 설정을 구성합니다.

Other Via Display Settings

비아 넷 이름을 표시하려면 View Configurations dialog의 View Options 탭에서 Show Via Nets 옵션을 활성화합니다.