전자회로 실무 / PCB·모듈 설계

반홀(castellated hole)은 도금 홀 중심과 완성 외곽선을 같은 기준으로 맞춥니다

작은 모듈(module)을 다른 기판 위에 납땜해 연결할 때, 가장자리의 도금된 구멍을 잘라 만든 반홀(castellated hole)을 단자로 사용할 수 있습니다. 이 접합면이 의도한 위치에 남도록 홀 중심·구리 패드(pad)·완성 외곽선을 맞추고, 상대 기판에 실제로 납땜할 면까지 확인하는 방법을 설명합니다.

먼저 알아둘 용어

캐스텔레이션(castellation)·반홀(castellated hole)·모기판 — 캐스텔레이션은 모듈(module) 가장자리에 남기는 도금 반홀 단자입니다. 모기판은 그 모듈을 납땜해 연결하는 상대 기판입니다.

완성 홀·패드(pad) 간격·피치(pitch) — 완성 홀은 도금 등 처리를 마친 개구(opening)입니다. 패드 간격은 구리 가장자리 사이의 빈 폭이고 피치는 중심 사이 거리이므로 같은 치수가 아닙니다.

버(burr)·박리 — 버는 가공 경계에 남은 돌출 조각이며 박리는 도금이나 구리가 떨어지는 상태입니다. 반원 외관만 확인하지 않고 연결 경계의 손상도 봅니다.

도금 홀 중심을 지나는 외곽을 가공하고 바깥쪽을 제거하면 반원 도금 벽이 남습니다. 재생 속도와 움직임의 크기는 설명을 위한 것입니다.
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도금 홀 중심을 지나는 외곽을 가공하고 바깥쪽을 제거하면 반원 도금 벽이 남습니다. 재생 속도와 움직임의 크기는 설명을 위한 것입니다. · 그림을 클릭하면 확대됩니다.

홀 벽을 도금한 뒤 외곽이 홀을 가로지르는 관계를 봅니다

반홀은 도금된 홀의 일부를 외곽 가공으로 제거하여 가장자리에 접합면을 남기는 형상입니다. 단순히 반원 홈을 파면 도금 연결까지 생긴다고 해석하지 않습니다. 홀 중심과 외곽이 어긋나면 남는 홀 벽과 구리 형상이 달라질 수 있습니다.

먼저 대상 홀의 중심 좌표·완성 지름·도금 여부를 확인합니다. 외곽 데이터를 겹쳐 의도한 홀 중심을 지나는지 봅니다. 외곽선을 굵게 그렸다면 선의 어느 경계가 완성 위치인지 임의로 판단하지 않고 제조 데이터의 선 중심·치수·공차 해석을 명시합니다.

홀 지름·패드 지름·피치·가장자리 간격은 서로 다른 치수입니다. 본문의 계산 예시를 같은 배율로 표시했습니다.
홀 지름·패드 지름·피치·가장자리 간격은 서로 다른 치수입니다. 본문의 계산 예시를 같은 배율로 표시했습니다. · 클릭하면 확대됩니다.

홀 지름과 이웃 패드 사이 간격을 각각 계산합니다

홀 지름은 개구 크기이며 패드 간격은 인접 구리 가장자리 사이의 빈 공간입니다. 패드 지름을 키우고 중심 피치를 유지하면 홀 지름이 그대로여도 간격은 줄어듭니다.

예를 들어 같은 원형 패드의 지름이 1.4 mm, 중심 피치가 1.8 mm이면 가장자리 간격은 1.8−1.4=0.4 mm입니다. 홀 지름 0.8 mm라는 다른 치수가 충분해 보여도 요구 패드 간격이 0.5 mm인 조건이라면 간격 검사는 통과하지 못합니다. 이 숫자는 계산 예시이며 실제 최소값은 해당 반홀 공정으로 확인합니다.

반홀을 지나는 확대 단면입니다. 모듈의 도금 벽과 아래쪽 패드가 모기판의 패드에 솔더로 연결됩니다.
반홀을 지나는 확대 단면입니다. 모듈의 도금 벽과 아래쪽 패드가 모기판의 패드에 솔더로 연결됩니다. · 클릭하면 확대됩니다.

예를 들어 선택한 반홀 공정이 완성 홀 지름 0.5 mm 이상을 요구한다면, 홀 지름 0.4 mm인 설계는 패드 간격이 충분해도 별도로 수정해야 합니다. 반대로 홀 지름이 0.5 mm 이상이어도 앞의 간격 문제는 남습니다. 홀 지름·패드 간격·도금·외곽 가공 공차를 각각 확인한 뒤 하나의 반홀 구조로 검사합니다. 이 0.5 mm를 모든 제조 공정의 최소값으로 적용하지 않습니다.

홀·패드·외곽을 한 구조로 검사합니다

홀 중심만 맞아도 남은 도금부를 지지하는 구리가 부족할 수 있습니다. 패드·홀·외곽을 동시에 겹쳐 보고 인접 단자와의 여유를 확인합니다. 모기판 패드와 대응 위치도 대조하여 두 기판 사이에서 실제로 솔더(solder)가 젖을 면을 확인합니다.

반홀 절단면에서는 구리가 파단되어 비어 있는 부분, 가장자리에서 들린 구리, 가공 뒤 말려 남은 구리 잔재를 나누어 확인합니다. 말린 구리와 기판 재료의 버를 같은 결함으로 적지 말고, 홀 벽·표면 패드와 이어지는 경계의 실제 상태를 기록합니다. 결함 이름을 붙였다고 접합 강도나 수율까지 측정된 것은 아니며, 허용 여부는 해당 제품의 검사 기준으로 판단합니다.

입고할 때는 지정 위치에 반홀이 남았는지, 홀 벽과 양면 구리의 연결 경계에 박리·버·누락이 없는지 봅니다. 필요한 검사 배율·단면·접합 시험은 제품 요구로 정합니다. 반원처럼 보인다고 해서 접합 강도와 열 반복 신뢰성까지 검증된 것은 아닙니다.

작업 순서를 다시 확인합니다

반홀은 도금 홀 중심과 완성 외곽선을 같은 기준으로 맞춥니다 — 설명용 도해
반홀은 도금 홀 중심과 완성 외곽선을 같은 기준으로 맞춥니다 — 설명용 도해 · 클릭하면 확대됩니다.