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레이어와 스택업의 관계

두 낱말은 같은 보드를 가리키지만 다른 것을 말한다. 섞어 쓰면 “층이 몇 장이냐” 는 물음에 서로 다른 답이 나온다.

레이어는 도형이 배치되는 평면이고, 스택업(stackup)은 그 평면들 사이에 무엇이 얼마나 있는가다.

1. 겹치는 부분과 겹치지 않는 부분

섹션 제목: “1. 겹치는 부분과 겹치지 않는 부분”

레이어 목록과 스택업 단면은 구리에서만 서로 대응한다

구리 층에서만 둘이 만난다. 나머지는 한쪽에만 있다.

CAD 레이어에 있는가스택업에 있는가
구리 층있다있다
유전체(코어·프리프레그)없다있다
솔더마스크(solder mask)있다있다(두께 항목으로)
실크(silkscreen)·페이스트있다없다
외곽(board outline)·치수·조립있다없다
화면 전용있다없다
동박 두께·유전율·손실없다있다

2. 두 축은 서로 다른 질문에 답한다

섹션 제목: “2. 두 축은 서로 다른 질문에 답한다”
물음답하는 쪽
이 배선은 어느 면에 있는가레이어
그 면과 접지면(ground plane) 사이가 몇 mm 인가스택업
이 자리에 실크를 인쇄하는가레이어
이 배선의 임피던스가 몇 Ω 인가스택업(+선 폭)
이 비아(via)가 어느 층에서 어느 층까지인가레이어
그 비아의 종횡비가 공장 한계를 넘는가스택업
이 층에 동판(copper pour)을 깔았는가레이어
보드 전체 두께가 몇 mm 인가스택업

“층” 이라는 낱말이 두 축에 다 쓰이는 것이 혼란의 원인이다. 4층 보드에서 레이어 목록은 스무 개가 넘는데 스택업의 구리는 넷이다. 둘 다 맞는 말이고, 세는 대상이 다를 뿐이다.

방향이 있다. 스택업이 구리 레이어의 수를 정하고, 레이어 집합이 그것을 따른다.

스택업 (구리 4 + 유전체 3)
│ 동박층 수 = 4
레이어 집합 CU_FR · CU_IN1 · CU_IN2 · CU_BK + 비구리 레이어들
│ 도형이 배치된다
배선 · 패드 · 동판

이 방향이 뒤집히면 어긋난다.

  • 스택업을 2층으로 바꿨는데 레이어 집합이 4층인 채로 남으면, 없는 층에 배선이 남는다
  • 반대로 레이어만 늘리면 그 층에는 두께도 재료도 없다. 임피던스를 계산할 근거가 없다

레이어는 하나마다 파일 하나로 나가고 스택업은 표 한 장으로 나간다

이 차이는 출력에서 가장 뚜렷하다.

나가는 모양받는 쪽
레이어하나에 파일 하나 — 그림이 그대로 필름이 된다기계
스택업표 한 장 — 층 차례·재료·두께·임피던스 목표사람(공장 기술자)

유전체에는 그릴 그림이 없다. 코어와 프리프레그는 사서 겹치는 재료이지 도형이 아니다. 그래서 제조 파일 묶음에 유전체 파일은 없고, 대신 제조 지시서의 단면도에 적힌다.

이 사실이 실무에 주는 결론이 있다.

제조 파일만 보내면 보드가 어떤 두께로 만들어질지 공장이 모른다.

같은 파일 묶음으로 4층 0.8 mm 도 4층 1.6 mm 도 만들 수 있다. 스택업은 별도로 전달해야 한다.

5. 비아 — 두 축이 함께 정하는 것

섹션 제목: “5. 비아 — 두 축이 함께 정하는 것”

비아가 어느 층에서 어느 층까지인지는 레이어가 정하고 그 깊이는 스택업이 정한다

비아는 두 축이 만나는 자리다.

정하는 것
레이어층 범위 — 어느 층에서 어느 층까지 뚫는가
스택업그 범위의 물리적 깊이 — 두께의 합

깊이가 정해지면 종횡비(깊이 ÷ 드릴 지름)가 나오고, 그것이 공장 한계를 넘으면 도금이 되지 않는다. 즉 레이어에서는 정상인 비아가 스택업 때문에 제조 불가가 될 수 있다.

블라인드·베리드 비아를 쓸 때는 여기에 하나가 더 붙는다. 어느 층 쌍을 뚫을 수 있는지가 적층 순서로 정해진다. 임의의 두 층을 이을 수 있는 것이 아니라, 공장이 보드를 몇 번에 나눠 눌러 붙이는지에 달려 있다. 이것도 스택업 쪽의 사실이다.

두 축이 어긋나면 오류로 드러나지 않는 것이 많다.

증상원인
다시 열면 층 수가 다르다스택업을 싣는 경로 중 하나가 층 수를 안 맞춘다(§3)
배선이 사라졌다층 수를 줄여 그 층이 없어졌다
계산한 임피던스가 실측과 다르다계산에 쓴 스택업이 실제 적층과 다르다
공장이 두께를 물어 온다스택업을 전달하지 않았다(§4)
비아가 반려됐다종횡비 또는 층 쌍이 공장 능력을 넘는다(§5)
내층(inner layer) 번호가 밀렸다층 수를 늘리며 기존 내층의 위치가 바뀌었다

마지막 항목이 가장 비싸다. 배선을 마친 뒤 층을 늘리면 CU_IN2 가 가리키던 물리적 위치가 달라지고, 그 층에 배선해 둔 트랙(track)의 리턴 경로(return path) 전제가 무너진다.

단계하는 일근거
1층 수와 적층을 정한다신호 수·전원 계통·임피던스 목표
2각 구리 층의 역할을 정한다신호 / 전원면(power plane) / 접지면
3레이어 집합이 스택업을 따라왔는지 확인한다§3
4레이어에 사용자 이름을 붙인다CU_IN1 → “GND 면”
5배선 규칙을 층별로 정한다선 폭·간격·선호 방향
6배선한다
7제조 파일과 스택업을 함께 낸다§4

1 이 6 보다 먼저인 것이 이 문서 전체의 요지다. 스택업은 배선의 전제이지 배선 뒤에 정하는 것이 아니다.

확인
스택업의 동박 수와 레이어 집합의 구리 수가 같은가
저장한 뒤 다시 열어도 같은가
역할각 구리 층의 종류를 선언했는가
이름내층에 역할이 드러나는 이름을 붙였는가
두께임피던스 계산에 쓴 스택업이 지금 문서의 스택업인가
비아층 범위의 깊이로 종횡비를 확인했는가
비아블라인드·베리드 층 쌍이 공장에서 가능한가
전달제조 파일과 함께 스택업 지시서를 냈는가

더 깊은 내용은 Board Stackup 기초스택업이 보드 특성에 미치는 영향에서 다룬다.