PCB 보드에 대한 5가지 사실

PCB 보드에 대한 5가지 사실

PCB 보드는 금속으로 코팅된 절연 재료로 만든 얇은 기판입니다. 그런 다음 금속을 작은 패턴으로 에칭하여 전기가 이동할 수 있는 경로를 만듭니다. 그런 다음 납땜을 사용하여 다양한 금속 부품을 보드에 장착합니다. 이것이 회로 기판을 구성합니다. PCB에는 여러 가지 유형이 있습니다.

구성 요소

PCB를 만들 때는 이를 구성하는 다양한 구성 요소를 고려해야 합니다. 모든 구성 요소에는 고유한 역할이 있지만 함께 모여 완전한 기능을 갖춘 전기 시스템을 구성합니다. PCB 제작자는 장치에 적합한 부품을 사용하는 것이 중요합니다.

PCB 기판에 부품을 실장하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 한 가지 방법은 부품을 기판의 구멍에 꽂는 스루홀 실장입니다. 그런 다음 구성 요소 리드를 반대쪽의 보드에 납땜합니다. 또 다른 방법은 부품을 보드에 직접 배치하는 표면 실장 실장입니다. 이 옵션은 보드의 공간을 절약합니다.

크기

PCB 기판의 크기는 제조 공정에서 매우 중요한 결정입니다. 크기에 따라 패널의 처리량이 결정됩니다. 보드의 두께도 중요한 고려 사항입니다. PCB의 표준 두께는 1.57mm입니다. 그러나 다양한 대안이 있습니다.

한 가지 옵션은 패널화입니다. 이 프로세스는 소형 보드에 일반적입니다. 제조업체는 더 큰 슬래브에서 보드를 잘라냅니다. 보드의 최소 크기는 일반적으로 2.0인치이지만 작은 보드의 경우 패널화가 필요할 수 있습니다. 레이어 수 또한 중요한 고려 사항입니다. 표준은 1~2개의 레이어이지만 일부 제조업체는 최대 20개의 레이어를 사용합니다. PCB 두께는 보드 자체와 개별 내부 레이어의 두께를 모두 반영합니다. 0.030인치와 같이 더 엄격한 허용 오차에는 프리미엄이 붙습니다.

기능

PCB 보드는 전자제품의 핵심 부품입니다. 전기 회로에 전력을 공급하는 방법을 제공하며 내구성이 매우 뛰어납니다. 열, 습기, 물리적 힘을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 따라서 다양한 위험 환경에서 사용하기에 이상적입니다. 이 외에도 매우 안전합니다. 독특한 디자인으로 인해 실수로 두 개 이상의 접점을 한 번에 터치하는 것은 불가능합니다.

PCB를 만드는 데 사용되는 재료는 성능에 큰 영향을 미칩니다. 보드의 두께는 구리 함량을 비롯한 여러 가지 요인에 의해 결정됩니다. 두께는 종종 평방 피트당 구리 함량으로 설명되지만 마이크로미터 단위로 측정할 수도 있습니다. 일반적인 2레이어 PCB는 한쪽은 구리, 다른 한쪽은 에폭시 기반 레이어로 구성됩니다. 이 두 구성 요소는 구리 기반 배선으로 연결됩니다.

색상

PCB 기판의 색상을 결정하는 몇 가지 요소가 있습니다. 첫 번째는 색상에 대한 인간의 시각적 인식입니다. 사람의 눈은 빨간색, 파란색, 녹색을 흰색과 쉽게 구분할 수 있습니다. 두 번째 요인은 생산 공정입니다. PCB에는 여러 가지 색상이 있지만 녹색이 가장 생산하기 쉽습니다. 또한 다른 색상보다 환경 친화적입니다. 다른 색상으로는 빨간색, 노란색, 파란색, 보라색 등이 있습니다.

미관 및 판매성과 같은 측면도 PCB 보드의 색상에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 반투명 보드는 제품의 가시성과 매력도를 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 색상은 열 전도 및 반사율에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 LED 조명을 사용하는 제품에 특히 중요할 수 있습니다.

역사

PCB 보드는 초창기부터 먼 길을 걸어왔습니다. 최초의 PCB는 한 면에 회로가 있고 다른 면에 부품이 있는 단면이었습니다. 이러한 초기 보드는 부피가 큰 전선을 대체하는 데 매우 효과적이었으며, 군사 및 기타 애플리케이션에서 점점 더 선호되었습니다. 1950년대에 PCB 개발은 주로 안정적인 통신 및 무기 시스템을 필요로 하는 정부 기관의 책임이었습니다.

1960년대 후반, 개발 프로세스는 극적으로 변화했습니다. 개발자들은 기존의 배선 기술에서 "테스트를 위한 설계"라는 보다 정교한 프로세스로 전환했습니다. 이 프로세스의 개발로 인해 디자이너는 향후 재작업을 염두에 두고 설계를 계획해야 했습니다. 또한 제조 팀과 디자인 팀을 분리했습니다.

PCB 보드의 종류

PCB 보드의 종류

PCB 보드는 다양한 유형이 있습니다. 리지드, 일반, 다층 및 단면 종류가 있습니다. 각각은 특정한 목적과 용도가 있습니다. PCB에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요. 이러한 보드는 대량 제조, 라디오, 프린터, 솔리드 스테이트 드라이브 등에 사용됩니다.

리지드 PCB

경질 PCB는 여러 층으로 구성되며, 첫 번째 층은 기판입니다. 일반적으로 이 층은 페놀이나 에폭시보다 더 단단한 FR4 유리 섬유로 만들어집니다. 또한 다양한 경로를 따라 데이터를 전송하는 데 도움이 되는 구리 호일도 포함되어 있습니다.

리지드 PCB는 고강도 및 경량 애플리케이션에 사용되며 내구성이 뛰어납니다. 뒤틀림이 발생하지 않으며 고온과 스트레스를 견딜 수 있습니다. 따라서 가전제품 및 전자 기기에 이상적입니다. 또한 RoHS를 준수합니다. 또한 쉽게 수리하고 조립할 수 있습니다.

리지드 PCB는 자동차 산업에서 다양한 용도로 사용됩니다. 중간 크기에서 큰 크기의 차량에 사용할 수 있습니다. 고온 라미네이트로 제작되어 혹독한 환경과 엔진 열로부터 회로를 보호합니다. 또한 AC/DC 전력 컨버터에도 사용할 수 있습니다. 리지드 PCB는 항공기 계기판과 보조 전원 장치를 포함한 항공 전자 장치에도 사용됩니다.

리지드 PCB는 가장 일반적으로 제조되는 PCB 유형입니다. 이는 회로 기판의 변형을 방지하는 견고한 기판 재료로 만들어집니다. 컴퓨터 마더보드가 리지드 PCB의 예입니다. 여러 층으로 구성되어 있으며 모든 컴퓨터 부품을 서로 연결합니다. 리지드 PCB는 단면, 양면 또는 다층일 수 있습니다.

기존 PCB

기존 PCB는 탄소-탄소 결합으로 서로 연결된 두 개의 벤젠 고리로 이루어진 방향족 탄화수소 화합물입니다. 이러한 화합물은 최대 10개의 염소 원자를 포함하고 있으며 황색을 띠는 수지부터 점성이 있는 액체까지 다양한 형태로 존재할 수 있습니다. 이러한 소재는 우수한 유전체 특성을 나타내며 고온 및 화학적 분해에 강합니다. 이러한 물질은 빛이 있어도 분해되지 않으므로 환경에 해를 끼치지 않고 안전하게 폐기할 수 있습니다.

기존 PCB는 크게 리지드와 플렉시블의 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 리지드 PCB는 가장 일반적인 유형의 PCB로, PCB가 한 가지 모양을 유지해야 하는 장치에 가장 많이 사용됩니다. 이러한 회로 기판은 단일 또는 이중 레이어일 수 있습니다. 일반적으로 연성 PCB보다 저렴합니다.

단면 및 양면 PCB는 모두 장점과 단점이 있습니다. 단면 PCB는 설계 및 제조가 용이하며 대량 주문 시 저렴한 가격으로 구매할 수 있습니다. 중간 정도의 복잡성을 가진 회로에 적합합니다. 일반적인 예로는 전원 공급 장치, 계측 및 산업 제어 장치가 있습니다.

Multi-layer PCBs

하이테크 다층 PCB는 복잡한 산업 환경의 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 4, 8, 10, 12, 14층으로 제조할 수 있습니다. 다층 PCB는 의료 장비 및 군사 하드웨어와 같이 견고성이 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

일반적으로 다층 PCB는 구리와 절연 층으로 구성됩니다. 이러한 기판의 적절한 설계는 더 나은 전기적 성능을 위해 매우 중요합니다. 그러나 잘못 설계된 기판이나 잘못된 재료 선택은 전반적인 성능을 저하시키고 더 높은 방출과 누화를 초래할 수 있습니다. 또한 부적절한 레이어는 외부 노이즈에 대한 PCB의 민감도를 높일 수 있습니다.

다층 PCB는 표준 인쇄 회로 기판보다 더 비쌉니다. 다층 기판의 제조 공정은 더 복잡하여 상세한 제조 도면과 추가 접지면이 필요합니다. 이러한 출력 파일은 최신 CAD 소프트웨어를 사용하면 더 효율적으로 만들 수 있습니다. 다층 PCB는 단일 기판에 더 많은 회로를 장착할 수 있고 더 넓은 공간을 확보할 수 있습니다.

Single-sided PCBs

단면 PCB라고도 하는 단면 인쇄 회로 기판은 전도성 재료가 한 층만 있는 회로 기판의 한 유형입니다. 기판의 한 면에는 전자 부품이 장착되고 다른 면에는 회로가 에칭됩니다. 이러한 단면 기판은 양면 회로 기판보다 제조가 용이하고 비용이 저렴합니다. 단면 PCB는 다양한 전자 장치에 널리 사용됩니다.

단면 PCB 기판은 매우 간단하고 저렴한 전기 장치에 사용됩니다. 이러한 장치의 예로는 LED 조명 보드, 라디오, 타이밍 회로 및 전원 공급 장치가 있습니다. 그러나 단면 PCB는 복잡한 프로젝트에는 권장되지 않습니다. 프로젝트에 충분한 기능을 제공하지 못할 수도 있습니다.

단면 PCB 보드는 프로토타입 및 취미용 프로젝트에 자주 사용됩니다. 가볍고 다양한 조건을 견딜 수 있습니다. 또한 교체가 용이합니다. 고밀도 실장, 고밀도 소자 실장, 기계적 고정 등의 장점이 있습니다.

회로 기판 제작 방법

회로 기판 제작 방법

회로 기판을 제작하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 제조업체 선택부터 보드에 구멍을 뚫는 것까지, PCB를 제작하는 방법은 다양합니다. 간단한 프로토타입이 필요하든 고급 회로 기판이 필요하든, PCB를 현실로 만들기 위한 몇 가지 단계가 있습니다.

회로 기판에 정보 추가

회로 기판에 정보를 추가하는 작업에는 다양한 작업이 포함될 수 있습니다. 정보는 파형이나 구성 요소 값과 같은 기계적 또는 전기적 정보일 수도 있고, 간단한 회로 작동 설명과 같은 간단한 정보일 수도 있습니다. 회로 기판에 추가할 수 있는 다른 정보에는 튜닝 및 온도 범위가 포함됩니다.

회로 기판은 여러 전자 부품이 포함된 인쇄 기판입니다. 일반적으로 에칭 처리된 구리로 만들어지며 비전도성 시트에 접착됩니다. 기본 설계에서는 회로 기판에 연결된 구성 요소를 기판에 직접 납땜하지만, 보다 정교한 설계에서는 임베디드 구성 요소가 포함될 수 있습니다.

회로 기판에 구멍 뚫기

회로 기판에 구멍을 뚫으려면 정밀도가 필요합니다. 필요한 구멍의 크기, 위치 및 유형은 작업 중인 PCB 유형과 장착할 구성 요소 유형에 따라 다릅니다. 구멍을 뚫는 것은 PCB 조립의 필수적인 부분이며, 회로 기판을 드릴링할 때는 설계 규칙을 준수해야 합니다.

회로 기판에 구멍을 뚫을 때는 금속 부스러기가 구멍을 막지 않도록 기판을 깨끗하게 유지해야 합니다. 구멍이 깨끗해지면 납땜을 할 수 있습니다. 구멍 주위에 땜납을 단단히 붙이려면 납땜 인두를 사용합니다. 이 과정을 통해 땜납이 보드에 잘 붙도록 할 수 있습니다.

자동 드릴링 머신을 사용하려는 경우 드릴 차트와 범례를 사용하여 정확한 드릴링을 보장할 수 있습니다. 이렇게 하면 생산 문제로 이어질 수 있는 여분의 구멍, 누락된 구멍 또는 구멍 이동과 같은 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

회로 기판에 부품 배치

회로 기판을 제작할 때는 적절한 공간에 부품을 배치하는 방법을 아는 것이 중요합니다. 기판의 크기에 따라 각 구성 요소를 배치하는 데 필요한 공간이 결정되며, 컨베이어 벨트 어셈블리의 경우 처리 중 손상을 방지하기 위해 구성 요소를 기판 가장자리에서 멀리 떨어뜨려야 합니다. 다음 팁은 회로 기판에 구성 요소를 배치하는 방법을 결정하는 데 도움이 됩니다.

구성 요소의 레이아웃을 결정할 때는 극성도 확인해야 합니다. 각 커패시터의 양극과 음극, 모든 IC의 헤드를 확인합니다. 또한 구멍과 트레이스 사이의 공간도 확인하세요. 또한 솔더 패드와 구리 트레이스 사이의 거리를 고려하고 겹치지 않는지 확인해야 합니다.

PCB의 기판도 선택해야 합니다. 일부 기판은 파손을 방지하기 위해 유리 섬유로 만들어지기도 하고, 전기 신호 전달을 돕기 위해 구리 호일이나 전체 구리 코팅으로 만들어지기도 합니다.

PCB 제조업체 선택

PCB 제조업체를 선택할 때 고려해야 할 요소는 많습니다. 먼저, 회사의 시설과 역량을 살펴보세요. 그런 다음 제품의 시장을 결정합니다. 북미에 판매하는 경우 유럽이나 아시아에 판매하는 경우와는 다른 PCB 제조업체를 찾고 있을 수 있습니다.

PCB 제조업체를 선택할 때 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 회사의 경험입니다. 이는 적시에 PCB를 생산할 수 있는 지식과 전문성을 갖춘 회사를 선택하는 데 도움이 될 것입니다. 둘째, 충분히 많은 생산량과 합리적인 가격을 제공하는 회사를 선택해야 합니다.

셋째, PCB 제조업체가 적절한 인증을 받았는지 확인합니다. ISO 9001 또는 ISO 14001 인증을 확인하여 제조 공정이 최고 수준인지 확인하세요. 이러한 인증을 받은 PCB 제조업체를 사용하면 최고의 품질과 일관성을 보장하는 데 도움이 됩니다.

회로 기판 조립 방법

회로 기판 조립 방법

납땜을 시작하기 전에 회로도 디자인을 만들어야 합니다. 이렇게 하면 필요한 구성 요소를 선택하고 올바른 위치를 선택하는 데 도움이 됩니다. 픽 앤 플레이스 머신을 사용하여 프로세스를 도울 수도 있습니다. 회로도와 구성 요소를 선택했으면 보드 조립을 시작할 수 있습니다.

회로도 디자인 만들기

전자 회로에 대한 설계가 있다면 회로도 설계를 만들어야 합니다. 회로도에는 구성 요소, 커넥터, 핀 등의 정보가 빼곡히 들어 있습니다. 올바른 순서로 레이블을 지정하고 배열해야 합니다. 이러한 다이어그램은 전자 및 회로에 익숙한 사람들이 사용합니다.

회로도는 인쇄 회로 기판 설계를 위해 특별히 제작된 전자 CAD 시스템에서 생성됩니다. 회로도는 전자 회로의 다이어그램이며 산업 표준 기호와 표기법을 사용하여 다양한 구성 요소를 나타냅니다. 각 물리적 구성 요소에는 회로도에 식별 기호가 있습니다.

회로도 설계를 생성한 후 다음 단계는 인쇄 회로 기판 레이아웃과 BOM을 생성하는 것입니다. Altium Designer는 회로도 데이터를 인쇄 회로 기판 레이아웃 및 BOM과 자동으로 연결할 수 있습니다. 회로 기판 레이아웃을 생성하면 Altium Designer가 회로도 데이터를 컴파일합니다. 그런 다음 SchDoc 파일을 PcbDoc 파일로 자동 변환합니다. 그런 다음 엔지니어링 변경 주문 대화 상자를 열어 회로도에 개별 구성 요소를 나열할 수 있습니다.

픽 앤 플레이스 기계 사용

픽 앤 플레이스 기계는 회로 기판을 조립하는 매우 효율적인 방법입니다. 픽 앤 플레이스 머신은 보드에 부품을 정확한 밀리미터 단위로 배치할 수 있어 각 부품에 할당해야 하는 공간을 줄일 수 있습니다. 또한 생산성이 향상되어 설계자가 단기간에 더 고급스러운 PCB를 제작할 수 있습니다. 또한 이러한 기계는 PCB 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

픽 앤 플레이스 기계에는 구성품이 적재되어 있으며 각 구성품에 대한 여러 피드가 있습니다. 기계의 다양한 피드는 릴, 튜브 또는 와플 팩을 사용할 수 있습니다. 따라서 보드에 적합한 부품을 자동으로 선택할 수 있습니다.

금속 시트 사용

회로 기판을 조립할 준비가 되면 디자인을 금속 시트에 옮기는 것부터 시작해야 합니다. 금속 시트는 인쇄 회로 기판 전체를 덮을 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 또한 금속 시트의 구멍이 PCB 패턴과 일치하는지 확인해야 합니다. 금속 시트의 두께는 균일해야 합니다. 작은 언더컷도 나중에 심각한 문제를 일으킬 수 있기 때문입니다.

회로 기판의 금속 코어는 기판에서 가장 두꺼운 소재입니다. 이 금속 층은 강성을 제공하고 회로를 평평하게 유지합니다. 또한 실장 하드웨어를 고정하기에 충분한 두께를 제공합니다. 기판의 노출된 금속 시트면은 일반적으로 미완성 상태이며 납땜 마스크가 없습니다.

ロストワックス

솔더 페이스트는 PCB 조립 공정에서 중요한 부분입니다. 솔더 페이스트는 전기 부품을 부착할 수 있도록 PCB의 구멍을 메우는 데 사용됩니다. 솔더 레이어를 올바른 방식으로 도포해야 부품이 단단히 고정됩니다. 솔더 레이어가 올바르게 도포되도록 하려면 PCB 표면이 평평해야 합니다. 크기가 다른 구멍을 채우려면 솔더 페이스트를 선택적으로 도포해야 합니다. 이를 위한 일반적인 기술은 솔더 페이스트 인쇄입니다.

PCB를 설계할 때 솔더 페이스트가 정확하게 도포될 수 있도록 스텐실을 생성합니다. 이러한 스텐실은 종종 레이저로 절단되며 다양한 재료로 만들어집니다. 스텐실은 마일라, 스테인리스 스틸 또는 폴리이미드로 만들 수 있습니다.

스텐실 사용

스텐실을 사용하여 회로 기판에 트레이스를 조립하는 것은 PCB 조립 공정의 중요한 구성 요소입니다. 스텐실을 사용하면 트레이스가 정확하게 정렬되도록 할 수 있습니다. 또한 스텐실은 솔더 페이스트가 올바른 위치에 도포되도록 하는 데 도움이 될 수 있습니다. 스텐실을 사용하려면 PCB 표면을 미리 준비해야 합니다.

다양한 스텐실 크기와 모양을 사용할 수 있으며, 성공적인 납땜 접합을 위해서는 올바른 스텐실을 선택하는 것이 필수적입니다. 스텐실 크기와 두께는 부품의 레이아웃에 따라 선택해야 합니다. 또한 스텐실의 조리개 크기는 이송되는 솔더 페이스트의 양을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 솔더 페이스트를 너무 적게 또는 너무 많이 사용하면 브리징과 약한 조인트가 발생하여 최종 인쇄 회로 기판의 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.