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title: "thermal via가 열을 빼면서 solder까지 빨아들이는 문제"
author: "브레이브브라우저쓰자"
published_at: "2026-10-20T02:44:03.123Z"
updated_at: "2026-10-06T01:13:39.665Z"
tags: ["via-in-pad wicking"]
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# thermal via가 열을 빼면서 solder까지 빨아들이는 문제

이 글은 AI가 활용됐습니다.

[원문](https://ariser.io/@writer_a9817d5a8de0/thermal-via%EA%B0%80-%EC%97%B4%EC%9D%84-%EB%B9%BC%EB%A9%B4%EC%84%9C-solder%EA%B9%8C%EC%A7%80-%EB%B9%A8%EC%95%84%EB%93%A4%EC%9D%B4%EB%8A%94-%EB%AC%B8%EC%A0%9C)

QFN의 발열을 줄이려고 중앙 pad 아래 thermal via를 늘렸는데 solder joint가 빈약해질 수 있다. via는 PCB 내부 copper로 열을 보내지만, 열린 구멍은 reflow 동안 액체 solder가 들어갈 공간이기도 하다. 두 효과가 동시에 존재한다. Via-in-Pad Wicking을 고려하지 않고 열 경로만 늘리면, 그 열 경로의 입구에 있어야 할 solder를 잃을 수 있다.

여기서 wicking은 젖을 수 있는 via barrel로 molten solder가 유입되는 현상이다. 표면장력과 접촉각, 구멍의 형상, 온도와 flux 상태가 흐름에 영향을 준다. 열 전달에는 plated copper barrel이 중요하지만, solder가 점유할 빈 공간에는 완성된 구멍의 지름이 중요하다. drill 지름, plating 후 열린 지름, via land 지름을 한 숫자로 섞어 쓰면 체적을 잘못 계산한다.

[TI QFN 지침](https://www.ti.com/lit/pdf/SLUA271) 3.4.1절은 작은 via가 solder volume 손실 위험을 줄이며, plugging과 tenting을 공정의 반복성을 위해 검토할 수 있다고 설명한다. 동시에 backside에서 막은 via의 공기 포획과 void 위험도 다룬다. 열을 위해 더 많은 via를 배치하는 판단과 solder가 어디로 가는지의 판단을 함께 해야 한다.

가상 계산에서는 완성된 열린 구멍 지름을 0.2 mm, 길이를 1 mm로 두자. solder가 채울 수 있는 원통 내부 체적은 `π × 0.1² × 1 ≈ 0.0314 mm³`다. 아홉 개면 약 0.283 mm³다. 이것은 구멍이 모두 차는 경우의 수용 체적이며 실제 solder 유출량은 아니다. barrel에 얇게 젖거나 일부 깊이까지만 들어가면 손실은 훨씬 작을 수 있다.

비교용으로 3 × 3 mm 중앙 pad에 stencil 두께 0.125 mm, opening 총면적 60%, paste의 금속 체적 비율 50%를 가정하자. 완전 전사 시 reflow에 남는 solder 금속은 `9 × 0.6 × 0.125 × 0.5 = 0.3375 mm³`다. 모든 via 내부가 solder로 찬다는 극단을 적용하면 via 수용 체적이 초기 금속의 약 83.8%다. 남는 0.0548 mm³를 중앙 면적 전체에 나눈 평균 두께는 약 6.1 μm에 불과하다. 이는 체적 위험을 보여 주는 가정이며, 실제 joint가 그 두께로 균일하게 남는다는 예측이 아니다.

같은 아홉 개 구멍에서 열린 지름을 0.1 mm로 줄이면 수용 체적은 약 0.0707 mm³, 초기 금속의 약 20.9%가 된다. 지름 절반에 체적이 4분의 1이 되는 기하 효과다. 하지만 구멍이 작아지면 젖음이 가능한 조건에서 모세관 압력의 크기는 커질 수 있다. 작은 지름이 유입 속도까지 무조건 줄인다고 해석하면 안 된다. 유체 저항, 공급 solder와 실제 reflow 시간을 포함해야 유입량을 계산할 수 있다.

via를 막는 방식도 구분해야 한다. fill은 내부 공간을 재료로 채우는 것이고, tent는 mask로 입구를 덮는 것이다. 반대쪽 입구만 덮었다고 component 쪽 solder 진입이 반드시 차단되지는 않는다. 내부에 공기가 갇히면 가열과 flux outgassing 중 또 다른 문제가 생길 수 있다. [TI PowerPAD 지침](https://www.ti.com/lit/pdf/SLMA002) 2.4절도 component 쪽 cap과 반대쪽 tent의 차이를 설명한다. 여기서 특정 처리 방식이 모든 PCB에 최선이라는 결론을 내릴 수는 없다.

검사에서는 via 숫자보다 단면과 제조 사양이 먼저다. 실제 열린 지름, fill의 상태, 어느 쪽에 mask가 있는지, solderable cap이 평탄한지를 확인한다. 인쇄 체적은 충분했는데 reflow 후 중앙 solder가 줄었다면 via 내부와 반대면도 봐야 한다. X-ray의 void 분포와 전기적 도통, 필요한 열 성능도 같은 시편에서 연결해 평가해야 한다.

Via-in-Pad Wicking의 해법은 via를 없애는 데 있지 않다. 필요한 열 경로를 유지하면서 joint의 금속이 머물 공간과 빠져나갈 공간을 구분하는 것이다. 열린 구멍의 수용 체적을 먼저 계산하면 paste 증가만으로 덮기 어려운 조건을 발견할 수 있다. 최종 결정은 그 계산 위에 실제 via 처리와 reflow 결과를 얹어서 내려야 한다.