인쇄 회로 기판의 그림으로 보는 역사

최초의 인쇄 회로 기판(PCB)은 1930년대에 공학을 전공하고 잡지 편집자였던 폴 아이슬러가 전기 공학 분야로 진출하기 전에 개발했습니다. 아이슬러는 종이에 인쇄하면 신문 외에도 다양한 용도로 활용할 수 있다는 생각을 가지고 있었습니다. 그는 런던 햄스테드에 있는 작은 원룸에서 아이디어를 발전시켰습니다.

모 에이브람슨

인쇄 회로 기판의 역사는 많은 기술 발전의 영향을 받았습니다. 최초의 PCB 중 일부는 자동 조립 공정 개발을 도운 컴퓨터 엔지니어 Moe Abramson에 의해 만들어졌습니다. Abramson은 또한 구리 호일 상호 연결 패턴과 딥 솔더링 기술을 개발했습니다. 그의 공정은 나중에 개선되었고, 그의 작업은 인쇄 회로 기판 제조의 표준 공정으로 이어졌습니다.

인쇄 회로 기판은 전자 부품을 기계적으로 지지하고 전기적으로 연결하는 회로입니다. 일반적으로 두 겹 이상의 구리판으로 만들어집니다. 이 제조 공정을 통해 부품 밀도를 높일 수 있습니다. 또한 전기 연결을 위한 도금 관통 구멍이 있습니다. 고급 PCB에는 임베디드 전자 부품도 통합되어 있습니다.

스타니슬라스 F. 단코

인쇄 회로 기판의 역사는 20세기 중반으로 거슬러 올라갑니다. 그 이전에는 전자 부품에 와이어 리드가 있었고 PCB의 흔적에 직접 납땜을 했습니다. 최초의 자동 조립 공정은 미국 신호병단 소속이었던 Moe Abramson과 Stanislaus F. Danko가 개발했습니다. 이들은 이 공정에 대한 특허를 획득했으며, 이후 인쇄 회로 기판 제작의 표준 방법이 되었습니다.

인쇄 회로 기판은 전자 기기의 중요한 부품입니다. 19세기 중반에 소박하게 시작된 인쇄 회로 기판은 이제 보편적인 부품이 되었습니다. 인쇄 회로 기판의 진화는 소비자 요구의 증가에 의해 주도되었습니다. 오늘날의 소비자들은 전자 기기에서 즉각적인 반응을 기대합니다. 1925년 찰스 듀카스는 배선의 복잡성을 줄이기 위해 '인쇄 와이어'라는 공정을 개발했습니다. 폴 아이슬러 박사는 1943년 오스트리아에서 최초로 작동하는 PCB를 제작했습니다.

해리 W. 루빈스타인

인쇄 회로 기판의 역사는 1927년부터 1946년까지 글로브 유니온의 Centralab 사업부에서 연구 과학자이자 임원으로 근무한 Harry W. Rubinstein이라는 사람에 의해 크게 형성되었습니다. 루빈스타인은 센트럴랩에서 롤러스케이트, 점화 플러그, 축전지를 개선하는 등 여러 가지 혁신을 주도했습니다. 하지만 그의 가장 유명한 발명품은 인쇄 전자 회로였습니다.

인쇄 회로 기판의 역사는 1900년대 초, 전자 부품을 PCB에 납땜하던 시절부터 시작됩니다. PCB에는 와이어 리드를 위한 구멍이 있었고, 그 구멍을 통해 리드를 삽입한 다음 보드의 구리 트레이스에 납땜했습니다. 그러나 1949년 Moe Abramson과 Stanislaus F. Danko는 구리 호일 상호 연결 패턴에 부품 리드를 삽입하고 딥 솔더링하는 기술을 개발했습니다. 이 공정은 이후 미 육군 신호대에서 채택되었고, 결국 인쇄 회로 기판을 제작하는 표준 방법이 되었습니다.

표면 실장 기술(SMT) 부품

SMT는 전자 부품을 인쇄 회로 기판(PCB) 표면에 직접 적용할 수 있는 기술입니다. 이를 통해 더 효율적인 생산과 더 컴팩트한 디자인이 가능합니다. 또한 드릴링 구멍의 수를 줄여 생산 비용을 낮출 수 있습니다. SMT 부품은 또한 더 견고하고 더 높은 수준의 진동과 충격을 견딜 수 있습니다.

스루홀 부품에 비해 표면 실장 기술의 가장 큰 장점은 고도로 자동화되어 용접 공정 중 고장 횟수가 줄어든다는 점입니다. 또한 SMT 부품은 THT 부품에 비해 패키징 비용이 훨씬 저렴하므로 판매 가격도 저렴합니다. 이는 대량 인쇄 회로 기판을 찾는 고객에게 큰 장점입니다.

여러 층의 구리

여러 층의 구리로 구성된 PCB는 여러 층의 구리 호일과 절연 재료로 구성됩니다. 구리 층은 연속적인 구리 영역을 나타내거나 별도의 흔적을 나타낼 수 있습니다. 전도성 구리 층은 전류를 전달할 수 있는 얇은 채널인 비아를 사용하여 서로 연결됩니다. 이러한 전도성 레이어는 종종 EMI를 줄이고 명확한 전류 리턴 경로를 제공하는 데 사용됩니다. 다음은 인쇄 회로 기판에 구리를 사용할 때 얻을 수 있는 몇 가지 이점입니다.

다층 PCB는 단일 레이어 보드보다 비용이 더 많이 듭니다. 또한 제조가 더 복잡하고 더 복잡한 제조 공정이 필요합니다. 높은 비용에도 불구하고 전문 전자 장비에 널리 사용됩니다.

전자기 호환성

전자파 적합성(EMC)은 제품 설계의 중요한 측면입니다. EMC 표준은 제품의 안전한 작동을 보장하기 위한 전제 조건입니다. PCB의 설계는 구성 요소 및 환경과 전자기적으로 호환되어야 합니다. 일반적으로 인쇄 회로 기판은 첫 번째 통과에서 EMC 표준을 충족하지 못합니다. 따라서 설계 프로세스는 처음부터 EMC 표준을 충족하는 데 중점을 두어야 합니다.

전자기 호환성을 달성하기 위한 몇 가지 일반적인 기술이 있습니다. 한 가지 방법은 PCB에 접지층을 두는 것입니다. 또 다른 방법은 낮은 임피던스를 제공하기 위해 접지 그리드를 사용하는 것입니다. 그리드 사이의 공간은 회로 기판의 접지 인덕턴스를 결정하는 데 중요합니다. 패러데이 케이지도 EMI를 줄이는 또 다른 방법입니다. 이 프로세스에는 PCB 주변에 접지를 던져 신호가 접지 한계를 넘어 이동하는 것을 방지하는 것이 포함됩니다. 이는 PCB에서 발생하는 방출과 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다.