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PCB Board

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인쇄회로기판 (PCB board) 이란?

PCB 보드는 전자 제품의 모체입니다. 전자인쇄를 이용하여 절연 및 굽히지 않는 동박적층판 표면에 에칭하여  회로망을 남겨 다양한 전자부품이 미리 정해진 회로연결을 형성하고 전자부품간의 릴레이 전송기능을 얻을 수 있는 전자부품이다. 대부분의 전자 장비 및 제품은 PCB 보드를 장착해야 하며, PCB 보드는"전자 제품의 근본"라고 불립니다. PCB 보드의 품질은 전자 제품의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 시스템 제품의 전반적인 경쟁력에도 영향을 미칩니다. ■ 그 발전은 100여 년의 역사를 가지고 있다; 그것의 디자인은 주로 레이아웃 디자인; PCB 보드를 사용하는 가장 큰 장점은 배선 및 조립 오류를 크게 줄이고, 자동화 및 생산 노동 수준을 향상시킬 수 있습니다. 


PCB Board.png

인쇄회로기판 (Printed circuit board)은 전자 부품의 전기 연결 공급자이다.  

인쇄 회로 기판은 종종"PCB 보드"라고 불리는 많은 민족이 있습니다. 인쇄회로기판은 일반적인 단말 제품이 아니기 때문에 이름의 정의가 살짝 헷갈린다. 예를 들어 개인용 컴퓨터용 마더보드는 메인보드 (main board) 라고 하며, 회로기판이라고 직접 부를 수는 없다. 마더보드 안에 회로기판이 있긴 하지만 같은 것은 아니기 때문에 업계를 평가할 때 둘은 관련이 있지만 같다고 말할 수는 없다. 또 다른 예:회로 기판에 집적회로 부품이 탑재되어 있기 때문에 뉴스 매체에서는 이를 IC 기판이라고 부르지만 사실 인쇄회로기판과 동등한 것은 아니다. 우리는 보통 인쇄회로기판은 베어보드 즉, 상위 부품이 없는 회로기판을 가리킨다고 말합니다.    


회로기판층의 층수에 따라 단면, 양면, 4 층, 6 층 및 기타 다층회로기판으로 나눌수 있다. 그리고 고정밀, 고밀도, 고신뢰성의 방향으로 계속 발전하고 있다. 부단히 체적을 줄이고 원가를 절감하며 성능을 향상시킴에 따라 인쇄회로기판은 미래 전자제품의 발전에서 강대한 생명력을 유지할수 있게 되였다. PCB 보드 제조기술의 향후 발전동향은 고밀도, 고정밀, 미세구경, 미세와이어, 작은 피치, 고신뢰성, 다층, 고속전송, 경량, 성능의 얇음 등의 방향으로 발전하는 것이다.  


인쇄회로의 타입

 

-단면 PCB 보드:

 단층 기판은 두께 0.2-5mm의 절연 기판 위에 있으며, 하나의 표면만 동박으로 덮고, 인쇄와 에칭을 통해 기판 위에 인쇄 회로가 형성된다. 단일 패널은 제조가 간단하고 조립이 쉽습니다. 라디오, 텔레비전 등 회로의 요구 사항에 적합합니다.. 조립 밀도가 높거나 회로가 복잡한 경우에는 적합하지 않습니다.




-양면 PCB 보드:  

양면기판은 0.2-5mm 두께의 절연 기판의 양면에 인쇄회로를 붙인 것이다. 전자 컴퓨터, 전자 악기 및 계량기 등 일반 요구 사항이 있는 전자 제품에 적합합니다. 양면 인쇄회로의 배선 밀도가 단면 인쇄회로보다 높기 때문에 소자의 부피를 줄일 수 있다.  

 

-멀티 레이어 PCB 보드:  

절연기판 위에 2층 이상의 인쇄회로가 인쇄된 기판을 다층기판 (multilayer board) 이라고 한다. 여러 개의 얇은 단일 또는 이중 패널을 조합한 것이며, 두께는 일반적으로 1.2-2.5mm이다. 절연 기판 사이에 끼인 회로를 이끌어내기 위해서는 다층 기판 위에 부품을 장착하기 위한 홀을 금속화해야 하는데, 작은 구멍의 안쪽 표면에 금속층을 도금하여 절연 기판 사이에 끼인 인쇄회로와 연결한다.  



Sigle-side PCB board.jpg2layer PCB board.jpgMultilayer PCB board.jpg



기판의 성질에 의해 분류됩니다  

-리지드PCB 보드:  

단단한 PCB 보드는 일정한 기계적 강도를 가지며, 이것으로 조립된 부품은 평평한 상태를 가집니다. 딱딱한 인쇄판은 일반 전자 제품에 사용된다.  

 

-Flex PCB 보드:  

flexible PCB 보드는 부드러운 층을 이룬 플라스틱 또는 기타 부드러운 절연 물질을 기본 재료로 만들어집니다. 이로 만들어진 부품은 구부리고 펼 수 있으며, 사용 중 설치 요구 사항에 따라 구부릴 수 있습니다. 유연한 인쇄 기판은 일반적으로 특별한 경우에 사용됩니다. 예를 들어, 일부 디지털 멀티 미터의 디스플레이 화면은 회전 할 수 있으며, 유연한 인쇄 보드는 종종 내부에서 사용됩니다; 디스플레이 화면, 휴대전화의 버튼 등이 그것이다.  

 

 -Rigid-flex PCB 보드:  

FPC와 PCB의 탄생과 발전은 소프트와 하드보드라는 신제품을 탄생시켰습니다. 프레스 및 기타 공정을 거친 후 관련 공정 요구 사항에 따라 결합하여 FPC 특성과 PCB 특성을 가진 회로 기판을 형성합니다.


Rigid PCB board.jpgFlexible PCB board.jpgRigid-flex PCB board.jpg



적용 범위에 따라 분류됩니다  

PCB는 저주파 PCB와 고주파 PCB로 나눌 수 있다. 전자설비의 고주파는 발전추세이며 특히 오늘날의 무선네트워크와 위성통신에서 정보제품은 고속, 고주파로 나아가고 통신제품은 음성의 표준화, 대용량 및 고속의 무선 전송의 비디오 및 데이터. 따라서, 새로운 세대의 제품은 고주파 인쇄 회로 기판이 필요하며, 포일 기판은 폴리 테트라인, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 유리 천과 같은 도전성 손실과 도전성 상수가 작은 재료로 구성 될 수 있습니다.  

 

인쇄판 (PCB board)의 특점에 의해 분류  

현재 금속심인쇄기판, 표면장착인쇄회로기판, 탄소필름인쇄기판 등 특수한 인쇄기판이 있다.  

 

 메탈 코어 PCB 보드:  

메탈중심 PCB 보드는 에폭시 보드를 같은 두께의 금속판으로 대체하는 것입니다. 특수처리를 거친후 메탈기판의 양쪽의 도체회로를 서로 련결하고 금속부분으로부터 고도로 절연시킨다. metal core PCB의 장점은 발열 및 치수 안정성이 우수합니다. 알루미늄이나 철 등 자성 물질이 차폐 효과를 내고 상호 간섭을 막을 수 있기 때문이다.  


표면 마운트 PCB:  

SMB (Surface mount printed circuit board)는 전자 제품의"가볍고, 얇고, 짧고, 작은"요구에 부응하기 위해 개발된 PCB의 일종으로, pin 밀도와 저비용의 Surface mount device 설치 공정으로 개발되었습니다. 인쇄 회로 기판은 비아홀, 작은 선폭 및 간격, 높은 정밀도 및 높은 기판 요구 사항의 특성을 가지고 있습니다.  

 

탄소 필름 인쇄 보드:  

탄소 필름 인쇄 기판 (Carbon film printed board)은 동박 위에 도체 패턴을 만들어 접촉 또는 점퍼 와이어 (저항 값이 지정된 요구 사항을 충족)를 형성한 후 탄소 필름 층을 붙여 인쇄하는 기판의 일종입니다. 간단한 생산 공정, 저렴한 비용, 짧은 사이클, 우수한 마모 저항 및 전기 전도성이 특징입니다. 단일 패널의 고밀도와 제품의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있습니다. 그것은 TV, 전화, 비디오 레코더 및 전자 오르간에 적합합니다.  


carbon-film PCB board.jpg

PCB에서 임피던스 제어의 기능  

아날로그 또는 고주파 디지털 회로의 경우 PCB에 전송되는 신호의 무결성을 보장하는 것이 중요합니다. 실제로 100mhz 이상의 신호는 도체 실행의 임피던스에 영향을 받기 때문에 이를 제대로 고려하지 않을 경우 불편한 오류가 발생할 수 있으며 특히 분석하기 어렵다. 다행히 임피던스 제어를 통해 PCB 설계자와 제조업체는 이러한 현상을 관리할 수 있습니다.  

 

PCB 보드 임피던스는 교류를 방해하는 저항과 리액턴스의 파라미터를 나타냅니다. PCB 회로기판 생산에서 임피던스 처리는 필수불가결하다. 그 이유는 다음과 같습니다:  

 1.PCB 회로 기판 (보드 하단)은 전도성 및 신호 전송 성능 및 기타 요소를 고려하여 플러그 후, 전자 부품의 플러그 설치를 고려해야 하므로 임피던스가 낮을수록 좋고, 비저항은 1 & MES보다 작아야 합니다; 평방 센티미터 당 10-6.  

 2.  생산 공정의 PCB 회로 기판은 동박 증착, electro tinning (또는 무전기 도금, 또는 핫 스프레이 주석), 커넥터 납땜 공정을 거쳐야 하며, 이러한 링크에 사용되는 재료는 회로 기판의 전체 임피던스가 낮은지, 제품 품질 요구 사항을 충족하기 위해 낮은 비저항을 보장해야합니다, 그리고 정상적으로 작동할 수 있습니다.  

 3.  PCB 회로기판의 주석 도금은 전체 회로기판 생산에서 가장 쉬운 문제이며, 임피던스에 영향을 주는 핵심 링크이다. 무전기 주석 코팅의 가장 큰 결점은 색상이 변하기 쉽고 (산화되거나 착화되기 쉬움), 솔더성이 떨어져 회로 기판이 용접이 어렵고, 임피던스가 높으며, 전도성이 나쁘거나 전체 기판 성능이 불안정하게 됩니다.  

 4.  회로기판 공장의 도체에는 각종 신호 전송이 있을 것이다. 전송률을 높이기 위해 주파수를 증가시켜야 할 때, 에칭, 스택 두께, 전선 폭 및 기타 요인으로 인해 회로 자체가 달라지면 임피던스 값이 변화하여 신호가 왜곡되고 회로 기판의 성능이 저하됩니다. 따라서 임피던스 값을 일정 범위 내에서 제어해야 한다.  


업계 조사에 따르면 전자 산업의 경우, 무전기 주석 코팅의 가장 치명적인 약점은 색이 변하기 쉽고 (즉 산화되거나 deliquescence 가 쉽게 발생함), solderability 가 낮으면 soldering이 어려우며, 임피던스가 높으면 전도성이 떨어지거나 전체 보드 성능이 불안정하며, 그리고 주석이 쉽게 자라게 되면 PCB 회로 단락, burn out 또는 fire event 가 발생하게 됩니다.  



PCB 적층 설계를 위한 일반 규칙:  

(1). 형성층과 신호층이 긴밀히 결합되어야 한다는 것은 형성층과 전력층 사이의 거리가 가능한 작아야하며, 중간두께는 전력층과 층간의 정전용량을 증가시키기 위해 가능한 작아야 한다는 것을 의미한다 (여기서 이해하지 못할 경우, 거리에 반비례하는 판 정전용량에 대해 생각할 수 있다).  

(2). 가능한 한 두 신호층이 바로 인접하지 않아야 하며, 이는 쉽게 신호의 혼선을 일으키고 회로의 성능에 영향을 미치게 된다.  

(3). 4 층 보드 및 6 층 보드와 같은 다층 회로 기판의 경우, 신호 층은 일반적으로 가능한 한 내부 전기 층 (층 또는 전력 층)에 가까워야하므로 내부 층의 대면적 동박 코팅을 사용하여 신호층을 차폐하여 신호층 간의 혼선을 효과적으로 방지 할 수 있습니다.  

(4). 고속 신호층의 경우 일반적으로 두 내부 전기 층 사이에 위치합니다. 이 목적은 한편으로는 고속 신호에 효과적인 차폐 층을 제공하고, 다른 한편으로는 두 내부 전기층사이의 고속 신호를 제한하여 다른 신호층에대한 간섭을 줄이기 위한 것입니다.  

(5). 적층구조의 대칭을 고려해야 한다.  

(6). 다중 접지를 한 내부 전기층은 접지 임피던스를 효과적으로 줄일 수 있습니다.