산업기술
산업 제조
PCB 및 FPCB 작업을 시작하는 경우 PCB에 대해 많은 질문을 스스로에게 해야 하지만 PCB는 우리가 가정에서 사용하는 가전 제품의 필수 구성 요소입니다.
PCB를 사용하면 엔지니어가 회로의 구성 요소를 보다 조직적으로 연결할 수 있으므로 사고로 이어질 수 있는 많은 와이어가 서로 교차할 필요가 없습니다.
현대 기술은 대규모 생산을 가능하게 하여 비용을 크게 절감합니다. 이 기사에서는 PCB, PCB 제조에 사용되는 재료, 가격, PCB 제조 공정에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
1장PCB란 무엇이며 어떻게 만들어지는가?
2장양면 PCB 기초 소개
3장PCB 구리 두께
4장방열판 PCB - 알아야 할 규칙
5장제조 비용 분석
6장결론
초보자를 위한 PCB 기초에 대해, PCB 및 FPCB 작업을 시작하는 경우 PCB에 대해 많은 질문을 스스로에게 해야 하지만 PCB는 우리가 가정에서 사용하는 기기의 필수 구성 요소입니다.
PCB를 사용하면 엔지니어가 회로의 구성 요소를 보다 조직적으로 연결할 수 있으므로 사고로 이어질 수 있는 많은 와이어가 서로 교차할 필요가 없습니다.
현대 기술은 대규모 생산을 가능하게 하여 비용을 크게 절감합니다. 이 기사에서는 PCB, PCB 제조에 사용되는 재료, 가격, PCB 제조 공정에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
인쇄 회로 기판(PCB)은 유리 섬유, 라미네이트 재료 또는 복합 에폭시로 만들어진 기판을 말하며 저항, 트랜지스터 및 집적 회로와 같은 다양한 구성 요소에 연결되는 전도성 경로가 있습니다.
전도성 트랙이나 패드를 통해 전기 부품을 지지하고 연결합니다. 전자 부품은 특정 기능을 수행하기 위해 PCB에 납땜됩니다.
그림 1 PCB 기판
우리는 유연합니다. PCB 및 FPCB는 PCB의 강성 여부를 결정하는 기본 재료(기판이라고 함)를 포함한 여러 겹의 재료로 구성되어 있으며 WellPCB는 국내외 시장에서 DC 모터 컨트롤러를 제공합니다. 또한 사용된 기판에 따라 PCB가 견딜 수 있는 온도 범위가 결정됩니다.
기판은 종종 재료를 직접 배치하고 에폭시 수지로 스프레이한 다음 허용되는 두께로 여러 번 롤링하여 만듭니다. 또 다른 중요한 고려 사항은 PCB의 유전율/투자율입니다. 이 기능은 고주파 신호가 있는 장치용 기판을 설계할 때 핵심입니다.
인쇄 회로 기판이 작동하려면 단일 레이어 또는 다중 레이어 구리가 있어야 합니다. 제조업체는 기판의 상단 또는 양면에 구리 층을 배치하도록 선택할 수 있습니다. 기판 재료와 구리 사이에 교대로 여러 층을 갖는 것도 가능합니다.
우리는 많은 구리 층을 가진 많은 PCB를 가지고 있습니다. 그들 중 일부는 16개 이상의 구리 층이 있습니다.
일반적으로 구리의 두께는 사용된 기판보다 얇습니다. 구리의 주요 역할은 한 지점에서 다른 지점으로 전자를 운반하는 것입니다. 제조업체는 열과 압력을 조합하여 구리를 기판에 결합합니다.
이 결합 프로세스는 구리와 기판 사이의 결합을 확보합니다. 이 과정을 통해 드릴링 과정에서 파손되지 않습니다. 구리는 또한 재활용 과정을 통해 회수할 수 있는 재료 중 하나입니다.
기판과 구리 층이 융합된 후 PCB를 손상시킬 수 있는 방식으로 구리 산화 및 부식 가능성을 줄이기 위해 도금을 보호해야 합니다. 따라서 PCB를 보호하기 위해 추가 레이어를 만들 때 솔더 마스크를 사용하는 것입니다.
기질은 일반적으로 녹색입니다. 그러나 제조업체는 필요에 따라 다른 색상을 선택할 수 있습니다.
PCB 제조 공정은 필요한 재료(기판 및 구리 포함)를 조립하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 압력과 열을 가하여 기판을 구리에 부착합니다.
마지막으로, 이 프로세스에는 트랙 생성, 에칭 프로세스를 통해 불필요한 구리 제거, 생산 전에 보드 결함 테스트도 포함됩니다.
PCB 보드는 점점 더 일상적인 전자 제품의 일부가 되었습니다. 보드는 부품을 납땜할 수 있는 인터페이스를 제공합니다.
PCB는 단일, 이중 또는 다층일 수 있습니다. 단면 PCB 보드는 저렴하지만 복잡한 상황에 배치할 수 없습니다. 이로 인해 제조업체는 고밀도 및 복잡한 케이스에 사용할 수 있는 양면 PCB를 설계하고 제조해야 했습니다.
그림 2 양면 PCB
양면 PCB는 엔지니어에게 기판의 양쪽에 있는 회로와 구성 요소를 상호 연결하는 유연성을 제공하는 PCB 유형입니다. 이를 통해 사용자는 PCB의 하단과 상단 모두에 부품을 납땜할 수 있습니다. 이를 통해 제조업체는 어려운 상황에서 사용하기 위해 더 많은 기능을 수용할 수 있는 복잡한 패널을 설계할 수 있습니다.
보드는 상호 연결 유연성을 제공하는 것 외에도 전자기 간섭을 제거합니다. 이 기능을 사용하면 복잡한 회로를 훨씬 쉽게 설계할 수 있습니다. 양면 PCB는 또한 더 높은 기술 응용 분야에서 PCB를 사용하는 것을 가능하게 했습니다.
상단 레이어 라우팅 및 하단 레이어로의 추적을 허용함으로써 PCB가 이전보다 더 가치가 있게 되었습니다.
양면 PCB는 엔지니어에게 더 많은 유연성을 제공합니다. 또한 시간이 지남에 따라 회로 밀도가 증가합니다. 이러한 요소는 단면 PCB에서 작업하는 엔지니어에게는 적용되지 않습니다. 단면 PCB는 구성 요소에 맞는 공간이 제한되어 있습니다.
둘째, 양면 PCB는 요즘 더 저렴하고 일일 예산에서 많이 짜지 않습니다.
마지막으로, 더 작은 면적에 더 많은 부품을 실장할 수 있기 때문에 양면 PCB는 크기가 작아 더 작은 장치를 제조하는 데 활용할 수 있습니다.
PCB 보드는 구성 요소 간의 전류 흐름을 허용합니다. PCB의 경로가 겹치지 않고 경로 사이에 충분한 공간이 있는지 확인하여 이를 수행합니다.
전선이 겹치면 단락이 발생할 수 있으므로 구리 두께가 충분한 PCB 기판을 사용하면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 일반적으로 PCB 구리 두께는 온스로 측정되며 코스가 설계된 작업을 수행할 수 있는지 여부를 결정합니다.
그림 3 PCB 구리 두께
따라서 구리 두께는 구리 1oz를 1제곱피트 면적에 압축할 때 얻는 결과를 나타냅니다. PCB의. PCB를 설계할 때 엔지니어는 PCB 생성을 돕기 위해 온스를 밀로 변환해야 합니다.
그림 2는 구리 및 PCB 층이 다양한 층의 형태로 어떻게 나타나는지에 대한 개요를 제공합니다.
엔지니어는 PCB를 설계할 때 항상 주의를 기울여야 합니다. PCB 두께가 회로에 필요한 모든 것을 충족하기에 충분한지 확인해야 합니다.
엔지니어로서 두께를 1oz로 유지해야 합니다. PCB가 이를 통해 흘러야 하는 지정된 양의 전류를 수용할 수 있는지 확인합니다.
더 많은 전류가 필요한 회로는 저항을 최소화하기 위해 구리 두께를 늘려야 합니다. PCB 엔지니어는 특정 기능을 수행하도록 회로를 설계할 때 필요한 구리 두께의 양을 결정하기 위해 계산을 수행할 수 있습니다.
구리의 두께는 때때로 PCB 보드 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 구리의 두께는 설계자가 PCB 에칭을 통해 과잉 구리를 제거하는 것이 얼마나 쉬운지를 결정합니다.
따라서 PCB 설계자는 특정 애플리케이션에 적용할 PCB를 설계하기 전에 두께를 평가해야 합니다.
PCB 기술이 발전함에 따라 새로운 과제가 등장하므로 엔지니어는 어려움을 극복하기 위해 24시간 노력해야 합니다.
기판의 온도를 높이는 열 발생은 대부분의 엔지니어가 극복하려고 노력하는 문제입니다. 이 문제로 인해 설계자는 기존의 틀에서 벗어나 열 발생과 전기 손실을 최소화하는 방법을 찾아야 했습니다.
방열판의 발명은 회로 온도를 조절하려는 그러한 시도 중 하나입니다. 방열판은 열을 고르게 분배하고 과도한 집중 온도를 최소화하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 고속 마이크로프로세서를 포함하는 회로에서 많은 열이 발산됩니다. 열을 흡수하는 방열판이 없으면 고온으로 인해 구성요소가 손상될 수 있습니다.
특히 IC는 많은 열을 발생시키며 과도한 열을 흡수하고 전달하기 위해 방열판이 필요합니다.
그림 4 방열판
이러한 유형의 방열판은 구멍을 통해 나사로 조여 보드에 부착할 수 있습니다. 방열판은 다른 경우에 에폭시 또는 열 테이프를 사용하여 본체에 붙일 수 있습니다.
방열판에 스프링과 클립이 함께 제공되면 가열되는 부품에 장착할 수 있습니다.
PCB의 방열판은 중요한 역할을 하며, 주로 PCB가 전류가 많이 흐르는 회로에 사용됩니다. 예를 들어, IGBT, TRIACS 및 MOSFET과 같은 개별 반도체는 많은 열을 생성하며, 이는 PCB에서 빠져나와야 합니다(종종 방열판을 통해).
우리는 내장형 방열판과 함께 제공되는 많은 SMD 구성 요소를 보유하고 있습니다. 이러한 부재에는 PMIC 및 MOSFET이 포함됩니다. 이러한 장치에는 회로에 부착된 통합 방열판이 있으며 드레인에 연결됩니다.
위의 논의에서 전원 장치는 장치를 사용할 때 발생할 수 있는 열 문제를 처리하기 위해 적절한 PCB 레이아웃과 방열판이 있어야 한다는 것이 분명합니다.
• 방열판이 약 40℃의 온도에서 1와트의 전력을 발산하려면 단면적이 2.4in2이어야 합니다. 외부 냉각 팬을 사용하면 값이 와트당 약 1.2in2로 줄어듭니다.
• 제안된 두 가지 방법이 작동하지 않을 경우 일반 방열판을 사용하는 것이 좋습니다.
또한 구리를 보드 가장자리까지 확장합니다. • 위의 매개변수는 일반적으로 구리 층이 열을 생성하는 구성 요소와 결합된다고 가정합니다. 그런 다음 인수는 구리 층이 PCB의 열 층으로 작동한다는 것을 의미합니다.
• PCB에 열을 많이 발생시키는 부품을 2개 이상 사용하는 경우에는 몇 인치 간격을 두고 배치하는 것이 좋습니다. PCB가 고르게 가열되도록 합니다.
• PCB에 더 많은 비아가 있을 때 열 전달은 항상 더 높습니다. 비아는 열을 발생시키는 구성 요소의 부품과 열 접촉합니다.
• 고출력 애플리케이션의 경우 면 사이에 구리 중량이 증가한 PCB 사용을 고려하는 것이 좋습니다.
PCB 조립 및 생산은 많은 단계를 수반하는 지루한 작업입니다. 재료를 모아서 준비하고 PCB로 만드는 과정을 포함합니다.
또한 PCB 에칭, 라미네이팅, 드릴링 및 패키징이 포함됩니다. 이러한 각 단계에는 최종 판매 가격에 포함되어야 하는 총 PCB 제조 비용으로 구성된 비용이 수반됩니다.
각 부품에서 PCB 제조 비용을 분석하는 방법은 무엇입니까?
그림 5 PCB 재료
원자재 비용은 PCB의 최종 가격을 결정하는 주요 요소입니다. 제조 비용을 이해할 때 PCB의 레이어, 제조에 사용된 재료 및 PCB의 크기를 고려해야 합니다.
금, 니켈, 구리, 은, 유리 섬유, 납, 에폭시 수지 및 다양한 화학 물질은 PCB 제조에 사용해야 하는 일부 재료입니다. 또한 조립해야 하는 구성 요소의 수도 추정해야 합니다.
또한 조립할 PCB의 유형은 PCB의 최종 비용을 결정하는 데 도움이 되기 때문에 중요합니다. 예를 들어, 양면 PCB 제조는 단면 PCB보다 비용이 더 많이 듭니다.
양면 PCB는 더 많은 땜납을 사용하고 SMT 기계 프로그래밍을 사용해야 합니다. 이러한 요구 사항은 이러한 PCB의 비용을 증가시킵니다. 마찬가지로, 다층 PCB를 제조하는 것은 양면 PCB를 생산하는 것보다 비용이 더 많이 듭니다.
PCB 비용을 증가시키는 필수 항목은 재료의 가격뿐만 아니라 PCB의 두께, 함께 제공되어야 하는 임피던스 및 구멍의 직경에 국한된다는 점에 유의하십시오.
비용은 또한 구성 요소를 포함하고 PCB 거리를 운송해야 합니다. PCB의 가치를 계산할 때 다른 주변 요소가 작용해야 합니다.
사용되는 구리의 두께는 생산 비용에 영향을 미치는 요인 중 하나입니다. 두꺼운 구리를 사용하면 임피던스가 증가하고 더 많은 전류가 필요한 영역에 PCB를 배치할 수 있습니다.
에너지, 물 및 운송 비용과 같은 기타 외부 요인으로 인해 생산 비용이 증가할 수 있습니다. PCB 생산 비용 계산에도 포함되어야 합니다.
인건비도 PCB 제조의 최종 가격을 결정하는 데 중요합니다. 제조업체는 PCB의 최종 비용에 기타 간접비도 포함시켜야 합니다. 이 비용은 PCB 제작에 드는 인건비입니다.
모든 PCB를 생산하는 최종 비용을 결정할 때 장비, 보안, 조명, 물 및 기타 작은 간접비의 비용을 고려해야 합니다.
폐수 처리, 승인, 구역 지정 및 허가와 같은 기타 추가 간접비도 PCB 청구의 일부여야 합니다.
패널은 인쇄회로기판 생산에 사용되는 필수 원료 중 하나입니다. PCB의 전체 비용을 계산할 때 사용되는 패널의 크기가 필요합니다. 낮은 패널 영역을 차지하는 보드는 비용이 적게 듭니다. 또한 더 잘 맞는 패널을 사용하는 것이 더 저렴할 것입니다.
필요한 조각의 수는 사용할 생산 방법을 결정하기 때문에 중요합니다. PCB의 대량 생산에는 비용을 크게 줄이는 효율적이고 자동화된 프로세스의 사용이 포함됩니다.
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그림 7 PCB 비아
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