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초보자를 위한 PCB 기초: 종합 입문 가이드

초보자를 위한 PCB 기초: 종합 입문 가이드

PCB와 FPCB 작업을 시작하신다면 PCB에 대해 많은 질문이 있으실 겁니다. 하지만 PCB는 우리 집 가전제품의 필수 부품입니다.

PCB는 엔지니어들이 회로 부품을 더 체계적으로 연결할 수 있게 해 많은 와이어가 서로 교차해 사고 날 필요를 없앴습니다.

현대 기술로 대량 생산이 가능해져 비용이 크게 절감됐습니다. 이 기사는 PCB, 제조 재료, 가격, 공정에 대해 더 배울 수 있게 소개합니다.

목차

제1장 PCB란 무엇이며 어떻게 만들어지나?

제2장 양면 PCB 기초 소개

제3장 PCB 구리 두께

제4장 히트싱크 PCB - 알아야 할 규칙

제5장 제조 비용 분석

제6장 결론

초보자를 위한 PCB 기초에서 PCB와 FPCB 작업을 시작하신다면 PCB에 대해 많은 질문이 있으실 겁니다. 하지만 PCB는 우리 집 가전제품의 필수 부품입니다.

PCB는 엔지니어들이 회로 부품을 더 체계적으로 연결할 수 있게 해 많은 와이어가 서로 교차해 사고 날 필요를 없앴습니다.

현대 기술로 대량 생산이 가능해져 비용이 크게 절감됐습니다. 이 기사는 PCB, 제조 재료, 가격, 공정에 대해 더 배울 수 있게 소개합니다.

PCB란 무엇이며 어떻게 만들어지나?

인쇄 회로 기판(PCB)은 유리섬유, 라미네이트 소재, 복합 에폭시로 만든 보드로, 저항, 트랜지스터, 집적 회로 같은 다양한 부품에 연결되는 전도성 경로를 가집니다.

전도성 트랙이나 패드로 전기 부품을 지지하고 연결합니다. 전자 부품이 PCB에 납땜돼 특정 기능 수행.

초보자를 위한 PCB 기초: 종합 입문 가이드

그림 1 PCB 보드

PCB 기판 (Substrate)

유연한 PCB와 FPCB는 기본 소재(기판이라 함)를 포함한 재료 층으로 만드는데, 이게 PCB가 경질인지 연질인지 결정. WellPCB는 국내외 시장에 DC 모터 컨트롤러 제공. 또한 기판이 PCB 견딜 온도 범위 결정.

기판은 소재 직접 깔고 에폭시 수지 뿌리고 여러 번 롤링해 허용 두께 만듦. 또 다른 중요 고려사항은 PCB 투자율/투과율. 고주파 신호 기기 보드 설계 시 핵심.

구리 (Copper)

인쇄 회로 기판 작동 위해 단일 층 또는 다층 구리 필요. 제조사가 기판 위쪽 또는 양쪽에 구리 층 둘 수 있음. 기판 소재와 구리가 번갈아 여러 층 가능.

16층 이상 구리 층 가진 PCB 많음.

보통 구리 두께가 기판보다 얇음. 구리 주역할은 한 지점에서 다른 지점으로 전자 운반. 제조사가 열과 압력 조합으로 구리를 기판에 결합.

이 결합 공정으로 구리와 기판 간 결합 고정. 드릴링 공정 중 파손 저항력 확보. 구리는 재활용 공정으로 회수 가능한 소재 중 하나.

PCB 솔더마스크 (Soldermask)

기판과 구리 층 융합 후 도금 보호 필요해 구리 산화와 녹 방지, PCB 손상 예방. 추가 층 만들 때 솔더 마스크 사용 필수.

기판은 보통 녹색. 하지만 제조사 필요에 따라 다른 색 선택 가능.

PCB 제조 공정

PCB 제조 공정은 필요 소재(기판, 구리 등) 조립으로 시작. 기판을 열과 압력으로 구리에 부착.

마지막으로 트랙 생성, 에칭 공정으로 불필요 구리 제거, 생산 전 보드 결함 테스트 포함.

양면 PCB 기초 소개

PCB 보드가 일상 전자기기 일부로 점점 중요해지고 있습니다. 보드는 부품 납땜할 인터페이스 제공.

PCB는 단면, 양면, 다층 가능. 단면 PCB 보드는 저렴하지만 복잡한 상황 배포 불가. 제조사들이 고밀도와 복잡한 경우 쓸 수 있는 양면 PCB 설계/제조 강요받음.

2.1 양면 PCB란?

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그림 2 양면 PCB

양면 PCB는 엔지니어에게 보드 양쪽에서 회로와 부품 상호 연결 유연성 제공. 보드 바닥과 윗면 모두에 부품 납땜 가능. 제조사가 어려운 상황용 기능 더 수용하는 복잡한 패널 설계 가능.

상호 연결 유연성 제공 외에 전자기 간섭 제거. 복잡한 회로 설계 훨씬 쉽게 만듦. 양면 PCB로 더 높은 기술 응용 분야에서 PCB 사용 가능.

상단 레이어 라우팅과 하단 레이어 트레이싱 허용으로 PCB 가치 상승.

2.2 양면 PCB 장점

양면 PCB는 엔지니어에게 더 많은 유연성 제공. 시간이 지나도 회로 밀도 증가 수용. 단면 PCB 엔지니어엔 적용 안 됨. 단면 PCB는 부품 넣을 공간 제한적.

둘째, 요즘 양면 PCB가 더 저렴해 일일 예산 크게 안 뺏김.

셋째, 더 작은 영역에 더 많은 부품 실장 가능해 양면 PCB 크기 작고 더 작은 기기 제조에 활용 가능.

PCB 구리 두께

PCB 보드는 부품 간 전류 흐름 허용. PCB 루트 겹치지 않고 충분한 간격 확보로 이뤄짐.

와이어 겹침은 단락 유발 가능. 충분한 구리 두께 PCB 보드 사용으로 이 문제 해결. 보통 PCB 구리 두께는 온스(oz) 단위 측정, 루트가 설계된 일 수행 가능 여부 결정.

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그림 3 PCB 구리 두께

3.1 PCB 구리 두께

구리 두께는 1온스 구리를 PCB 1평방피트 면적에 압축했을 때 결과. PCB 설계 시 엔지니어는 온스를 밀(mil)로 변환해 PCB 생성.

그림 2가 구리와 PCB 층이 다양한 층 형태로 어떻게 보이는지 개요 제공.

3.2 구리 트랙 설계

엔지니어는 PCB 설계 시 항상 경각심 가져야. PCB 두께가 회로 필요 모두 충족할 만큼 충분한지 확인 필요.

엔지니어로서 두께 1온스 유지해 PCB가 흐를 지정 전류량 수용하도록 해야 함.

더 많은 전류 필요한 회로는 구리 두께 증가시켜 저항 최소화. PCB 엔지니어는 특정 기능 수행 회로 설계 시 필요한 구리 두께 계산 수행 가능.

구리 두께가 때때로 PCB 보드 비용 영향. 구리 두께가 에칭으로 여분 구리 제거 얼마나 쉬운지 결정.

따라서 PCB 설계자는 지정된 응용 분야에 PCB 투입 전 두께 평가 필수.

히트싱크 PCB - 알아야 할 규칙

PCB 기술 발전으로 새 도전 과제 등장, 엔지니어들 밤낮으로 극복 노력.

보드 온도 상승 유발 열 발생은 대부분 엔지니어 극복하려는 이슈. 이 도전으로 설계자들 발상 전환해 열 발생과 전기 손실 최소화 방법 모색.

히트싱크 발명이 회로 온도 조절 시도 중 하나. 히트싱크가 열 고르게 분산시키고 과도한 집중 온도 최소화.

예: 고속 마이크로프로세서 관련 회로에서 많은 열 방출. 히트싱크로 열 흡수 없으면 고온이 부품 손상 가능.

IC들이 특히 많은 열 발생해 히트싱크로 과도 열 흡수 및 배출 필요.

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그림 4 히트싱크

4.1 금속 히트싱크

이 타입 히트싱크는 구멍 통해 나사로 조여 보드 부착. 에폭시나 열전도 테이프로 본체에 붙이기도. 스프링과 클립 있으면 발열 부품에 끼워 장착 가능.

PCB 히트싱크는 대전류 흐르는 회로에서 특히 중요. 예: IGBT, TRIAC, MOSFET 같은 개별 반도체 많은 열 발생, PCB 밖으로 배출 필요(보통 히트싱크 통해).

4.2 내장 히트싱크 SMD 부품

내장 히트싱크 가진 SMD 부품 많음. PMIC, MOSFET 등. 이 장치들 통합 히트싱크가 회로에 부착된 후 드레인 연결.

4.3 히트싱크 PCB 열 설계 고려사항

위 논의로 전력 소자 반드시 적절한 PCB 레이아웃과 히트싱크 필요함 명백. 장치 사용 시 발생할 열 문제 관리 위해.

4.4 히트싱크 다룰 때 고려할 설계 가이드라인

• 히트싱크가 약 40℃에서 1와트 전력 소산하려면 2.4 in² 단면적 필요. 외부 냉각 팬 사용 시 값 약 1.2 in²/와트로 감소.

• 위 두 방법 실패 시 범용 히트싱크 사용 권장.

또한 보드 가장자리까지 구리 연장. • 위 파라미터는 구리 층이 일반적으로 열 발생 부품과 결합 가정. 그럼 구리 층이 PCB 열전도 층 역할 함.

• 열 많이 발생하는 1개 이상 부품 PCB 사용 시 몇 인치 떨어뜨려 배치 권장. PCB 고르게 가열되게.

• 비아(via) 많을수록 열전달 높음. 비아는 열 발생 부품 부분과 열적 접촉.

• 고전력 응용 분야엔 플레인 간 구리 중량 증가 PCB 고려 권장.

제조 비용 분석

PCB 조립과 생산은 많은 단계 수반하는 지루한 활동. 소재 수집, 준비, PCB로 가공 과정 포함.

PCB 에칭, 라미네이팅, 드릴링, 패키징도 포함. 각 단계 비용 발생, PCB 총 제조 비용 구성, 최종 판매가 포함.

PCB 제조 비용 각 부분별 분석 어떻게?

5.1 소재 비용

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그림 5 PCB 소재

원자재 비용이 PCB 최종 가격 결정 주요 요소. 제조 비용 이해 시 PCB 층수, 제조 소재, PCB 크기 고려 필수.

금, 니켈, 구리, 은, 유리섬유, 납, 에폭시 수지, 각종 화학약품 등 PCB 제조에 쓰이는 소재. 조립 필요 부품 수 추정도 필요.

조립될 PCB 유형도 중요해 최종 비용 결정. 예: 양면 PCB 제조가 단면 PCB보다 비쌈.

양면 PCB 더 많은 솔더 사용, SMT 머신 프로그래밍 필요. 이 요건들 비용 증가. 비슷하게 다층 PCB 생산이 양면 PCB보다 더 비쌈.

PCB 비용 증가 필수 항목이 소재 가격뿐 아니라 PCB 두께, 임피던스, 홀 직경도 포함.

비용엔 부품, PCB 운송 거리 포함. 기타 주변 요소도 PCB 가치 계산 시 작용.

사용 구리 두께도 생산 비용 영향 요소. 두꺼운 구리 사용 시 임피던스 증가, 더 많은 전류 필요한 영역 배포 가능.

에너지, 물, 운송 비용 같은 외부 요인도 생산 비용 증가 가능. PCB 생산 비용 계산에 포함 필수.

5.2 인건비

인건비도 PCB 최종 가격 결정에 중요. 제조사 제작 간접비도 PCB 최종 비용 포함. PCB 제작 작업 노동자들 경비.

장비, 보안, 조명, 물, 기타 소액 간접비 고려해 매 PCB 생산 최종 비용 결정.

폐수 처리 시스템, 승인, 구역 설정, 허가 등 추가 간접비도 PCB 청구에 포함.

5.3 보드 크기

패널은 인쇄 회로 기판 생산 필수 원자재 중 하나. 패널 크기 전체 PCB 비용 계산 시 필요. 패널 영역 덜 차지하는 보드 저렴. 패널 잘 맞게 쓰는 보드도 저렴.

5.4 생산 수량

필요 수량 중요해 생산 방식 결정. PCB 대량 생산은 효율적 자동 공정 사용해 비용 크게 절감.

5.4 리드 타임

리드 타임은 PCB 제조 소요 시간. 일반 배송 서비스 & 익스프레스 서비스 제공; 급행 보드 24-48시간 내 출하. 일정에 맞는 서비스 선택 가능.

품질 타협 없이 PCB 제조 비용 분석 위해 최선 다함.

공장 배송 시간도 보장.

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PCB 비용 절감 궁극 가이드 더 있음. 관심 있으시면 여기 확인.

결론

PCB가 무엇인지, PCB 최종 비용 결정 요인들 안내해 드렸으니 이제 PCB 주문 더 잘하실 수 있을 겁니다. 과정 단순화했습니다. wellpcb.com 방문해 온라인 주문하세요.

특별 언급 없으면 견적가 모두 표준 배송 기준. 온라인 견적 시스템이나 연락으로 급행 주문 표시 필요. 그럼 최우선 요청으로 처리. (현재 제품 영향받을 수 있으니 시간 급하면 전화 주세요).

특수 보드엔 회로 기판 쇼핑; 여러 것들 혼란 가능. 단면 PCB, 양면 PCB, 기타 어떤 PCB든 문의 주세요:

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그림 7 PCB 비아

► 2개 이상 플렉스 레이어 가진 리지드-플렉스 구조

► 특수 표면 처리

맞춤 PCB 회로 기판 온라인 주문 시 알아야 할 Why Choose. 필요 PCB 보드 위해 WellPCB 연락 가능

PCB 제조 기술과 경험, 많은 고객 문제 해결 도움. WellPCB, 호주 등록, Uniwell Circuits Co., Ltd 자회사, 2007년 4월 설립 두 현대 PCB 공장 보유. 관심 있으시면 홈페이지 방문.

PCB 조립 턴키 서비스. WELLPCB로서 고품질 저비용 PCB 생산 목표. 인쇄 회로 기판 제조와 PCB 자재 명세서(BOM) 보드 장착에 집중. -전 세계 고객 대상 더 빠르고 쉬운 주문 제공 전념.

브랜드 신규 장비와 10,000평방미터 이상 총 생산 면적으로 2-32층 PCB 100,000평방피트 생산, 월 5000종 이상 납품.

양면 PCB 24-48시간, 4-8층 72시간, 10층 이상 120시간 퀵턴 제공 가능.


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