PCB의 레이어 수를 결정하는 방법

인쇄 회로 기판(PCB)은 한 층에서 여러 층의 유전체 및 전도성 물질로 구성됩니다. 보드에 결합되면 이 레이어는 알람 시계, 주방 가전, 책상 용품, 컴퓨터 및 모바일 장치와 같은 광범위한 가전 제품에 전력을 공급하는 회로를 운반합니다.

PCB는 또한 의료 기기, 정부 컴퓨터 및 저장 시스템, 항공우주 장비뿐만 아니라 광범위한 산업 도구 및 기계에 사용됩니다. 특정 보드의 레이어 수와 치수는 PCB의 전력 분배를 결정합니다.

다층 PCB란 무엇입니까?

PCB 레이어는 인쇄 회로 기판의 전력과 용량을 결정하는 요소입니다. 사람들은 종종 1레이어 PCB가 충분한지 또는 2레이어 또는 4레이어 PCB와 함께 사용하는 것이 더 나은지 궁금해합니다. 힌트:3레이어 PCB 또는 다층 범위와 같은 것은 없습니다.

레이어의 수는 PCB 보드의 예산과 기능적 요구 사항에 따라 크게 달라지지만, 이는 다층 PCB가 정확히 무엇인지에 대한 질문으로 이어집니다. 기본적으로 "다층"은 4층 PCB 또는 6층에서 12층 이상 범위와 같이 2개 이상의 층이 있는 모든 것을 나타냅니다.

다층 PCB의 레이어 수를 결정하기 위한 5가지 질문

PCB의 순서로 얼마나 많은 레이어가 이상적일지 고려할 때 단일 또는 이중 레이어에 유리한 다중 레이어를 만드는 요인을 고려해야 하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

1. 내 인쇄 회로 기판은 어떻게 사용됩니까?

인쇄 회로 기판의 요구 사항을 계산할 때 PCB가 사용될 기계 및 장치의 유형과 이러한 기계/장치가 기판 회로에 배치할 요구 사항을 고려하십시오. 이러한 PCB는 첨단 기술의 복잡한 전자 제품이나 최소한의 기능을 가진 단순한 품목에 사용됩니까?

2. 어떤 동작 주파수가 필요한가요?

이러한 질문을 고려할 때 작동 빈도 측면에서 무엇이 필요한지 고려하십시오. 매개변수는 PCB의 기능과 용량을 결정합니다. 더 빠른 속도와 작동 용량을 위해서는 다층 PCB가 필수적입니다.

3. 프로젝트 예산은 얼마입니까?

고려해야 할 다른 사항은 단층 및 이중층 PCB 대 다층의 제조 비용입니다. 오늘날의 회로 기판 기술에서 가능한 최대 용량을 갖기 위해서는 높은 제조 비용을 지불해야 합니다.

4. PCB는 얼마나 빨리 필요합니까?

리드 타임(단일 대 다중 레이어의 PCB 세트를 제조하는 데 걸리는 시간)은 인쇄 회로 기판을 대량으로 주문할 때 고려해야 할 사항이기도 합니다. 1층 및 2층 기판의 리드 타임은 기판 면적의 크기에 따라 8일에서 14일이 될 수 있습니다. 그런 다음 더 많거나 적은 비용을 지불할 의향이 있다면 리드 타임은 짧게는 5일에서 길게는 한 달이 될 수 있습니다.

주문에 레이어를 추가할 때마다 보드 크기별로 리드 타임이 늘어납니다. 4~20레이어 범위의 PCB는 보드의 치수를 작거나 크게 할지 여부에 따라 리드 타임이 12일에서 32일 사이일 수 있습니다.

5. 어떤 밀도와 신호 레이어가 필요합니까?

PCB 레이어의 수는 핀 밀도와 신호 레이어에 따라 달라집니다. 아래 차트에서 알 수 있듯이 핀 밀도가 1.0이면 2개의 신호 레이어가 필요하며 핀 밀도가 낮아질수록 필요한 레이어 수가 늘어납니다. 핀 밀도가 0.2 이하이면 최소 10개의 레이어가 있는 PCB가 필요합니다.

핀 밀도	신호 레이어 번호	다층 PCB 레이어 번호
>1.0	2	2
0.6-1.0	2	4
0.4-0.6	4	6
0.3-0.4	6	8
0.2-0.3	8	12
<0.2	10	>14

단층 PCB

단층 PCB는 유전체 전도성 물질의 적층 및 납땜 층으로 구성됩니다. 전자 장비의 초기 부품으로 단층 PCB는 1950년대 후반부터 사용되었습니다. 오늘날에도 가전 제품의 현대 표준에 의한 상대적 원시주의에도 불구하고 단층 PCB는 전 세계적으로 여전히 일반적입니다.

단일 레이어 PCB의 구성은 구리 라미네이트로 먼저 덮이고 솔더 마스크로 덮인 하나의 열 전도성 변증법으로 구성되어 있기 때문에 간단합니다. 단일 레이어 PCB의 그림은 일반적으로 레이어와 두 커버를 나타내는 세 개의 색상 스트립을 보여줍니다. 유전체 레이어 자체는 회색, 구리 라미네이트는 갈색, 솔더마스크는 녹색입니다.

단순한 디자인으로 인해 단층 PCB는 대량으로 제조하기 쉽고 모든 인쇄 회로 기판 중에서 가장 비용 효율적입니다. 단일 레이어는 현대 표준에 따라 제한된 기술 구성 요소이지만 여전히 제조업체에 다음과 같은 이점을 제공합니다.
• 대부분의 제조업체가 쉽게 이해할 수 있는 단순한 디자인
• 복잡하지 않아 생산 문제를 일으킬 가능성이 적습니다.
• 대량 생산을 위한 저렴하고 편리함

오늘날 단층 PCB는 1온스에서 20온스 사이의 구리 라미네이트 두께로 제조됩니다. 단층 PCB는 섭씨 130~230도 사이의 온도 범위에서 작동하도록 설계되었습니다.

초기 수십 년 동안 단층 PCB는 대부분의 전기 장치에 사용되었습니다. 오늘날 대부분의 첨단 가전 제품은 보다 복잡한 범위의 요구 사항에 최적화된 다층 PCB로 이동했습니다. 그럼에도 불구하고 단일 레이어 PCB는 다음을 포함하여 거실, 주방 및 사무실의 일부 단순한 장치에서 여전히 일반적입니다.
• 계산기 - 가장 기본적인 계산기 중 일부는 단일 레이어 PCB와 함께 작동합니다.
• 라디오 - 일반 소모품 상점의 저가 라디오 알람 시계와 같은 일부 라디오는 종종 단일 레이어 PCB를 사용합니다.
• 커피 메이커 - 커피 메이커는 종종 단일 레이어 PCB를 사용합니다.

단일 레이어 PCB는 센서, LED 조명, 프린터, 감시 카메라 및 타이밍 회로에서도 일반적입니다.

이중층 PCB

2층 PCB는 인쇄 회로 기판 기술의 다음 단계입니다. 더 높은 용량으로 이중 레이어 PCB(이중 레이어 PCB라고도 함)는 단일 레이어 PCB보다 광범위한 최신 전자 장치를 지원할 수 있습니다. 동시에, 2층 PCB는 제조 관점에서 오늘날 시장의 다양한 다단계 인쇄 회로 기판보다 훨씬 덜 복잡합니다. 따라서 2층은 가장 널리 사용되는 PCB 옵션입니다.

2층 PCB는 1층 PCB와 매우 유사하지만 반전된 미러 이미지 하단 절반이 있습니다. 2층 PCB의 경우 유전체 층이 단일층보다 두껍습니다. 또한 유전체는 상단과 하단 모두에 구리로 적층됩니다. 또한, 라미네이션은 상단과 하단 모두 솔더 마스크로 덮여 있습니다.

2층 PCB의 그림은 일반적으로 3층 샌드위치처럼 보이며, 중간에 유전체를 나타내는 두꺼운 회색 층이 있고, 구리를 나타내는 위와 아래에 트윈 갈색 스트립이 있고, 위와 아래를 나타내는 얇은 녹색 스트립이 있습니다. 솔더 마스크.

동일한 상단 및 하단 측면 덕분에 2층 PCB는 더 많은 라우팅 트레이스를 허용합니다. 2층 PCB의 장점은 다음과 같습니다.
• 광범위한 장치에 적합한 설계 유연성
• 다양한 현대 애플리케이션에 적합한 고밀도 회로
• 저비용 구조로 대량 생산이 편리합니다.
• 심플한 디자인으로 전세계 제조사들이 쉽게 이해할 수 있습니다.
• 작은 사이즈로 쏙 들어가는 사이즈 다양한 장치

2층 PCB는 광범위한 단순하고 복잡한 전자 장치에 적용할 수 있습니다. 2층 PCB를 포함하는 대량 생산 장치의 예는 다음과 같습니다.
• HVAC 장치 - 다양한 브랜드의 주거용 난방 및 냉방 시스템에 2층 인쇄 회로 기판이 포함되어 있습니다.
• 증폭기 - 2층 PCB에는 수많은 뮤지션들이 사용하는 증폭 장치가 장착되어 있습니다.
• 프린터 - 다양한 컴퓨터 주변 장치는 2층 PCB에 의존합니다.

2층 PCB는 제어 릴레이, 전원 공급 장치, LED 조명, 라인 리액터, 테스트 장비 및 자동 판매기에도 사용되었습니다.

4층 PCB

4레이어 보드는 1레이어 또는 2레이어 PCB보다 더 복잡한 레이어 세트로 구성됩니다. 단층 및 이중층 PCB 모두 단일 행의 유전 물질을 포함하는 반면, 4층 PCB는 여러 줄을 포함합니다. 모든 다단계 인쇄 회로 기판과 마찬가지로 4층 PCB는 상단과 하단 솔더마스크 사이에 여러 층의 전도성 물질과 구리를 포함합니다.

4레이어 PCB 스택업은 다음 레이어로 구성됩니다.
• 전도성 구리 스트립 4개
• 내부 유전체 레이어 3개 - 프리프레그 2개 및 코어 1개
• 상단의 트윈 유전체 솔더마스크 레이어 그리고 하단

4레이어 PCB 설계에서 4개의 구리 스트립은 3개의 내부 유전체로 내부적으로 분할되고 솔더마스크에 의해 상단과 하단이 밀봉됩니다. 일반적으로 4레이어 PCB 설계 규칙은 9개의 스트립과 3가지 색상(구리의 경우 갈색, 코어 및 프리프레그의 경우 회색, 솔더마스크의 경우 녹색)으로 설명됩니다.

4층 PCB 설계의 일반적인 그림은 프리프레그와 코어 층이 동일한 재료로 구성되어 있음을 나타내는 것처럼 보이지만 전자는 완전히 경화되지 않으므로 코어보다 부드럽습니다. 제조 과정에서 열과 압력이 4층 적층에 가해져서 프리프레그와 코어가 녹아서 레이어가 서로 결합됩니다.

4층 PCB는 이러한 다층 인쇄 회로 기판 및 기타 다층 인쇄 회로 기판이 다음과 같은 이점을 제공하므로 여러 면에서 제조업체에게 유리합니다.
• 내구성 - 4층 PCB는 1층 및 2층 기판보다 강합니다.
• 컴팩트한 크기 - 4층 PCB의 작은 디자인은 광범위한 장치에 적합합니다.
• 유연성 - 4층 PCB는 단순하고 복잡한 다양한 전자 장치 유형에서 작동할 수 있습니다.
• 안전 - 전원 및 접지 레이어의 적절한 정렬로 4층 PCB가 전자기 간섭으로부터 보호합니다.
• 경량 - 4층 PCB가 장착된 장치는 내부 배선이 덜 필요하므로 무게가 자주 나가는 경우가 많습니다. 적습니다.

다층 기판을 생산하려면 더 많은 전문 지식이 필요하지만, 4층 PCB가 기계적으로 지원할 수 있는 더 높은 가치의 제품으로 인해 추가 4층 PCB 비용은 10배가 됩니다. 4층 PCB를 특징으로 하는 가장 필수적인 현대 장치 중 일부는 다음과 같습니다.
• 위성 시스템 - 다중 레벨 PCB에는 전 세계적으로 통신을 가능하게 하는 궤도 위성이 장착되어 있습니다.
• 휴대형 장치 - 휴대폰과 태블릿에는 종종 4층 PCB가 장착되어 있습니다.
• 우주 탐사선 장비 - 다층 인쇄 회로 기판에는 은하계를 더 멀리 볼 수 있게 해주는 전원이 공급되는 우주 탐사 장치가 있습니다.

4층 PCB는 X선 장비, 파일 서버, 원자 가속기, CAT 스캔 기술 및 핵 탐지 시스템에서도 흔히 볼 수 있습니다. 1층 및 2층 PCB보다 4층 회로 기판도 누화가 문제가 되는 프로세스에 유용할 수 있습니다.

6층 PCB

6층 PCB는 회로 기판 기술이 오늘날 전자 제품의 보다 발전된 측면으로 들어가기 시작하는 곳입니다. 6층 PCB를 통해 제조업체는 다양한 상용 기술 제품, 의료 기기 및 산업 기계에 전력을 공급할 수 있습니다.

6-레이어 PCB 스택업은 4-레이어와 유사하지만 2개의 추가 구리 레이어와 2개의 추가 유전체 재료 행이 있습니다. 6층 스택업에서 두 ​​번째 및 네 번째 유전체 행은 "코어"로 표시되고 첫 번째, 세 번째 및 다섯 번째는 프리프레그입니다. 6개의 전도성 구리 행 중 두 번째와 다섯 번째 행은 평면이고 나머지는 신호입니다.

6층 PCB는 개발 이후 전자 산업에 큰 도움이 되었습니다. 단일 및 이중 레이어 보드에 대한 광대한 기술적 우월성을 통해 제조업체가 대중 앞에 수많은 혁신적인 장치를 제공할 수 있게 되었습니다. 6레이어 PCB의 주요 장점 중 일부는 다음과 같습니다.
• 강도 - 6레이어 PCB는 더 두꺼운 이전 제품보다 더 두꺼우므로 더 강력합니다.
• 컴팩트함 - 6레이어, 이 두께의 기판 더 큰 기술 용량을 가지므로 더 적은 너비를 소비할 수 있습니다.
• 고용량 - 6개 이상의 레이어가 있는 PCB는 전자 장치에 최적의 전력을 제공하고 누화 및 전자기 간섭의 가능성을 크게 줄입니다.

6층 이상의 다층 인쇄 회로 기판을 통해 지난 20년 동안 컴퓨터 기술이 비약적으로 성장했습니다. 이 수준의 PCB는 다음과 같은 전자 제품을 발전시켰습니다.
• 컴퓨터 - 6층 PCB는 개인용 컴퓨터의 급속한 발전을 도왔으며, 이는 더 작고 가벼우며 더 빨라졌습니다.
• 데이터 저장 - 6층 PCB의 고용량은 지난 10년 동안 데이터 저장 장치를 점점 더 많은 자원으로 만들었습니다.
• 화재 경보 시스템 - 6층 이상의 회로 기판을 사용하여 경보 시스템은 실제 위험을 감지하는 데 있어 그 어느 때보다 정확해졌습니다. 그것이 일어나는 순간.

6층 PCB는 휴대폰 전송, 광섬유 수용체, 심장 모니터, 산업 제어 및 GPS 기술에도 사용되었습니다.

복잡한 다층 PCB

다층 인쇄 회로 기판의 레이어 수가 4와 6을 넘어 증가함에 따라 전도성 구리 및 유전체 재료의 레이어가 스택업에 추가됩니다.

예를 들어, 8층 PCB에는 7개의 내부 유전체 열로 접합된 4개의 평면과 4개의 신호 구리 레이어(총 8개)가 포함되어 있습니다. 8층 스택업은 유전체 솔더 마스크로 상단과 하단이 밀봉됩니다. 기본적으로 8레이어 PCB 스택업은 6레이어와 매우 유사하지만 추가 쌍의 구리 및 프리프레그 컬럼이 있습니다.

이러한 추세는 10레이어 PCB에서 계속되며, 구리 레이어를 2개 추가하여 총 6개의 신호와 4개의 평면 구리 레이어(총 10개)를 제공합니다. 10층 PCB 스택업에서 구리를 본딩하는 것은 9개의 유전체 재료 열(5개의 프리프레그 및 4개의 코어)입니다. 10층 PCB 스택은 다른 모든 것과 마찬가지로 상단과 하단에 유전체 솔더 마스크로 밀봉되어 있습니다.

12층 PCB 스택업에 도달하면 4개의 평면 및 8개의 신호 전도성 레이어가 있는 보드가 있고 6개의 신호 및 5개의 코어 열 유전체로 접합됩니다. 12층 PCB 스택은 유전체 솔더 마스크로 밀봉됩니다. 일반적으로 다층 PCB 그림은 신호/평면 구리의 경우 갈색, 프리프레그/코어 유전체 재료의 경우 회색, 상단/하단 솔더마스크의 경우 녹색과 같은 색상으로 레이어와 본딩 재료를 묘사합니다.

8층, 10층 및 12층 종류의 다층 PCB는 수많은 첨단 장치 및 컴퓨터 시스템에 유용합니다. 최근 수십 년 동안 다층 인쇄 회로 기판의 개발은 과거의 kHz 시스템에서 오늘날의 GHz 기계에 이르기까지 컴퓨터 기술의 급속한 발전으로 이어졌습니다.

상업, 산업, 의료, 정부, 항공우주 등 다양한 분야의 기계와 장치는 오늘날 점점 더 복잡해지는 다층 PCB가 제공하는 급속한 발전 덕분에 속도, 용량, 소형화 및 사용 용이성 면에서 계속해서 성장하고 있습니다.

레이어 분포

인쇄 회로 기판을 생각하는 가장 쉬운 방법은 솔더 마스크 내에서 전도성 물질과 유전 물질이 함께 결합되는 라자냐와 같은 레이어를 상상하는 것입니다. 예를 들어, 4층 보드는 일반적으로 중앙에 평면이 있는 균일한 간격의 레이어로 구성됩니다. 이렇게 하면 보드가 대칭적으로 보일 수 있지만 전자기 호환성과 관련하여 가장 바람직한 효과가 반드시 있는 것은 아닙니다.

바람직하지 않은 효과를 낼 수 있는 또 다른 배열은 중간에 두 개의 평면을 밀접하게 쌍을 이루는 반면 신호 레이어와 평면은 큰 유전체를 사이에 두는 것입니다. 이러한 배열이 평면 간 전하의 저장을 허용하더라도 원하지 않는 신호 전송 및 전자기 효과를 유발할 수 있습니다. 이러한 이유로 오늘날 PCB 분야의 전문가들은 일반적으로 2개 레이어가 아닌 4개 레이어 이상의 기판을 선택합니다.

4레이어 보드의 전자기 호환성을 높이려면 플레인과 신호 레이어를 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 또한 접지면과 전원 사이의 코어가 커야 합니다. 이 배열은 트레이스 간의 바람직하지 않은 신호 전송 가능성을 줄이고 회로와 전류 간의 반대를 허용 가능한 수준으로 유지합니다.

회로와 전류 사이의 이상적인 반대 범위는 50~60옴의 야구장입니다. 임피던스가 낮을 때 끌어당긴 전류 스파이크가 발생하여 바람직하지 않은 영향을 미친다는 점을 기억하십시오. 높은 임피던스는 더 많은 양의 전자기 간섭을 생성하고 보드를 외부 간섭에 더 취약하게 만듭니다.

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오늘날의 세계는 50년 전만 해도 기술적으로 상상할 수 없었던 수많은 기능을 제공하는 모든 종류의 전자 장치를 갖추고 있습니다. 이러한 발전의 대부분은 PCB가 제공하는 기능 때문입니다. PCB를 사용하면 편리하게 소형 장치에서 원격으로 프롬프트를 표시할 수 있는 다양한 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.

2005년부터 PCBCart는 전 세계 10,000개 이상의 회사에 인쇄 회로 기판을 제조하고 있습니다. 99% 이상의 고객 만족도를 자랑하는 당사 보드는 광범위한 제품을 지원하는 데 널리 사용되었습니다. PCB 옵션에 대한 자세한 내용은 다음 페이지를 참조하십시오.
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