마이크로회로 기판 마스터하기: 필수 설계 팁 & 트릭
오늘날 기술은 과거와 꽤 다릅니다. 흥미롭게도 전기 부품의 크기가 현저히 작아지고 있습니다. 인쇄 회로 기판도 마찬가지입니다. 크기 축소로 PCB 제조업체는 마이크로회로 기판을 개발할 수 있게 되었습니다. 이 마이크로 설계는 일반 PCB 크기의 약 절반입니다. 그러나 더 작은 보드에는 새로운 설계 규칙이 필요합니다. 그래서 이 기사는 마이크로회로 기판을 만드는 방법을 가르쳐 드립니다. 마이크로 PCB 설계 가이드라인과 이 회로로 할 수 있는 것도 배우게 됩니다.
마이크로회로 기판이란?
마이크로 PCB
마이크로회로는 일반 PCB와 같지만 더 작은 설계를 가집니다. 이 보드들은 더 작은 트레이스와 비아를 가지고 있어 더 작은 회로 설계가 가능합니다.
마이크로회로 기판은 표준 PCB 설계 방법과 다른 설계 방법을 가집니다. 또한 기존 재료와 공정으로는 만들 수 없기 때문에 더 진보되어 있습니다. 마이크로회로 기판 설계에 효과적인 방법은 포토리소그래피입니다.
흥미롭게도 기존 PCB의 최소 라인 폭은 75마이크론인 반면, 마이크로회로 기판은 30마이크론까지 낮출 수 있습니다.
기존 PCB
마이크로회로 기판 만드는 방법
먼저 미세 라인을 얼마나 작게 원하는지 고려해야 합니다. 30마이크론으로 작업한다면 일반 1온스 구리 층이 필요하지 않습니다. 라인 폭을 더 줄일수록 두께도 더 줄어듭니다.
그러나 더 얇은 구리 트레이스가 회로 기판에 문제를 일으키지는 않습니다. 하지만 고전류 애플리케이션으로 작업한다면 문제가 될 수 있습니다. 다행히 간단한 해결책은 더 넓고 특정 트레이스를 사용하여 높은 전류 흐름을 처리하는 것입니다.
30마이크론의 미세 라인은 견고하고 신뢰할 수 있지만 물리적 손상으로 인해 손상될 수 있습니다. 솔더 마스크를 사용하여 물리적 힘에 더 내구성 있게 만들 수 있습니다.
또한 회로 기판 표면에 구리를 접착하는 것은 까다로울 수 있습니다. 그러나 마이크로 트레이스를 보드 표면에 접착하는 방법을 사용할 수 있습니다.
또한 작은 비아의 물리적 한계를 지켜봐야 합니다. 50 또는 2마이크론 미만으로 설계한다면 보드의 구멍 벽을 도금하기 쉽지 않을 수 있고 품질 낮은 비아를 만들 수 있습니다.
라미네이트 두께도 비아의 최소 직경을 결정합니다.
또한 기존 회로 기판 기술보다 새로운 기술을 선택하면 시간, 노력, 비용을 절약할 수 있습니다.
가장 작은 PCB를 만들기 위한 팁과 트릭
PCB 홀과 트랙
- 마이크로회로 기판 설계 시 주의할 점이 많습니다. 이 요소들은 최소 트레이스 폭, 드릴 홀, 최소 솔더 마스크 클리어런스, 텍스트 크기 등 많은 것을 포함합니다. 사실 이 요소들을 결합하면 회로 기판의 크기를 결정하는 데 도움이 됩니다.
- 또 다른 작은 PCB 제작 팁은 항상 블라인드 및 베리드 비아(네일 베드)를 고려하는 것입니다. 또한 이 요소들은 보드 설계에 필수적이며 가능한 가장 작은 보드를 만드는 데 도움이 됩니다.
- 비아의 역할은 보드 층 내의 트레이스를 연결하는 것입니다. 또한 더 전통적인 옵션은 보드의 설계 라우팅 공간을 줄일 수 있습니다. 하지만 큰 보드를 원하지 않는다면 대안을 찾아야 합니다. 블라인드 비아는 라우팅 공간을 줄이면서 외부 및 내부 층을 연결할 수 있습니다. 반면 베리드 비아는 외부 층이 아닌 다양한 내부 층을 연결합니다. 따라서 충분한 보드 공간이 필요하지 않고 안정적인 제품을 얻을 수 있습니다.
- 또한 구성 요소 간의 간격을 간과하지 마세요. 설계가 전자 부품을 가깝게 유지하면 트레이스 라우팅 공간을 잠식합니다.
- 또한 핀이 더 많은 구성 요소는 더 많은 공간이 필요합니다. 따라서 적절한 간격은 마이크로회로 기판에 부품을 납땜하기 쉽게 만듭니다.
- 마지막으로 항상 보드에 표준 핀 번호 매기기를 사용하세요. 검사 및 납땜 중 위험을 줄이고 방향을 유지합니다. 그렇게 하면 제조 우려를 줄이면서 회로 기판 크기를 줄일 수 있습니다.
마이크로회로 기판 응용 분야
기술 소형화로 소형 PCB에 대한 필요성이 계속 증가하고 있습니다. 이제 마이크로회로 기판은 다양한 응용 분야에서 작동할 수 있습니다. 이러한 응용 분야 중 일부는 다음과 같습니다:
- LED
- 반도체
- 마이크로웨이브
- 산업용
- 계측
- 파워 일렉트로닉스
- 위탁 제조
- 의료 장비
마이크로 PCB 설계 가이드라인
마이크로 PCB 설계에 도움이 되는 가이드라인입니다.
1. 홀 크기
큰 PCB 홀
마이크로 PCB 설계 시 기존 PCB 설계의 모든 요소를 배제해야 합니다. 따라서 애플리케이션이 더 작은 크기에 맞도록 완전한 리모델링이 필요합니다.
하지만 기존 설계 방식에만 익숙하다면 이 작업은 꽤 어려울 수 있습니다. 사실 피해야 할 실수 중 하나는 큰 구멍을 만드는 것입니다.
의심할 여지 없이 홀이 너무 크면 마이크로 PCB가 효과적이지 않습니다. 대신 표준 이하이거나 작동하지 않는 마이크로 PCB만 생산하게 됩니다. 따라서 적절한 제조업체와만 작업하는 것이 필수적입니다.
제조업체는 마이크로 PCB 설계를 귀하의 표준까지 제조하는 전문가 역할을 할 수 있습니다.
2. 마이크로 비아
PCB 마이크로 비아
HDI 기술 때문에 HDI 다층 PCB 설계가 필요합니다. 그래서 구리 층이 HDI 다층으로 작동할 수 있습니다.
하지만 그게 다가 아닙니다. 이 얇은 구리 층을 연결할 수 있는 마이크로 비아도 필요합니다.
레이저 드릴로 2~3밀 직경의 홀을 만들 수 있습니다. 또는 60밀 두께로 5.9밀 스루홀을 만들 수 있습니다.
하지만 드릴 홀은 레이저 드릴 홀과 다릅니다. 드릴 홀은 12밀 패드에 6밀 홀이 있는 반면, 레이저 드릴 마이크로 비아는 5밀 패드를 가지며 3밀 비아를 사용할 수 있습니다.
3. 구리 두께
구리가 있는 회로 기판
흥미롭게도 1온스 구리는 3밀 미세 라인 회로의 일반적인 두께입니다. 대조적으로 마이크로회로는 30마이크론 폭당 온스 단위로 작동합니다.
이 때문에 트레이스가 보드 표면 도금을 벗어날 필요가 없습니다. 제조에는 일반 패턴 도금만 필요합니다.
또한 패턴 도금은 전체 회로를 통해 연결을 만들 수 있습니다. 반면 와이어 본딩 도금은 전기적입니다.
4. 전기적 테스트
기술이 진화함에 따라 더 작은 랜딩 패드가 필요해질 것입니다. 현재 리지드 또는 플라잉 프로브 기술의 하한은 2~3밀입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 더 작은 회로 기판에 맞춰 더 낮아져야 합니다.
하지만 마이크로 PCB에서 에지 스트립 커넥터 같은 더 작은 포인트를 사용한다면 익스텐션을 사용해야 합니다. 또한 이 3~4밀 익스텐션 패드로 라인을 회로 밖으로 밀어낼 수 있습니다.
5. 식별 마킹
확실히 일반 실크스크린 이미지를 마이크로회로에 사용할 수 없습니다. 이유는 간단합니다! 단순히 더 작은 회로에는 너무 큽니다.
대신 잉크젯 프린터 같은 더 작은 식별 마킹 해상도를 시도해 볼 수 있습니다.
6. 신뢰성
표준 PCB 라미네이트를 마이크로회로와 HDI에 사용할 수 있지만 할 수 있는 것에는 한계가 있습니다.
대조적으로 FR4 타입 라미네이트를 사용하여 단면 및 양면 마이크로회로를 제조할 수 있습니다. 하지만 이 라미네이트는 마이크로 스루홀을 드릴할 수 있을 만큼 충분히 얇아야 합니다.
7. 보안 마킹
식별만 필요한 마킹이 아닙니다. 보안 마킹도 필요합니다. 또한 솔더 마스크에 이미지를 삽입할 수 있습니다. 따라서 바코드 사용을 권장합니다.
이 바코드는 사람 눈으로 보기엔 너무 작습니다.
8. 솔더 마스크
솔더 마스크
최근 기술로 30마이크론 미세 라인을 만들 수 있습니다. 그러나 그런 기술은 솔더 마스킹에는 아직 없습니다.
솔더 마스킹의 한계는 여전히 75마이크론 위치 정확도와 이미지 해상도입니다. 또한 무연 솔더 합금 사용을 기억하세요.
9. 최종 마감
일반 PCB에 마감을 사용할 수 있지만 마이크로회로 전용 마감 사용을 권장합니다.
와이어 본더블 소프트 골드, 은, 또는 침지 주석으로 마이크로회로 설계를 마감할 수 있습니다.
10. 제조업체 역량 확인
PCB 제조업체
특정 애플리케이션으로 작업 중이든 상관없이 제조업체가 무엇을 할 수 있는지 아는 것은 항상 중요합니다. 마이크로 PCB 설계 과정에서 꽤 중요한 단계입니다.
귀하의 표준과 사양을 충족할 수 없는 제조업체와 작업하면 일이 순조롭지 않을 것입니다. 마이크로회로는 여전히 복잡하며 일부 제조업체는 거의 또는 전혀 도움/지원을 제공하지 않을 수 있습니다. 따라서 PCB 설계 프로세스를 시작하기 전에 제조업체가 수준에 맞는지 확인하세요.
또한 설계가 그들의 가이드라인 내에 있어야 합니다. 그래서 제조업체가 귀하의 요구를 충족할 수 없다면 설계를 재작업해야 합니다.
재작업은 지연을 초래하고 시장 속도와 턴어라운드 시간을 늦춥니다.
12. 엔지니어와 체크인
PCB 제조 회사가 기본 요구 사항을 처리할 수 있다는 것을 확신하면 해당 회사의 엔지니어와 연락해야 합니다. 이상적으로는 전체 설계 과정에서 이 엔지니어와 연결되어야 합니다.
엔지니어는 마이크로 PCB 설계의 가이드 역할도 합니다. 불행히도 많은 회사가 엔지니어 주도 서비스를 제공하지 않습니다.
엔지니어 지원을 받을 수 없다면 설계 프로세스 깊숙이 들어가기 전에 다른 제조 회사를 확인해 보세요.
마무리
레이저 컷 회로 기판
기술 발전은 훨씬 더 작은 회로 기판을 요구합니다. 이 회로 기판들은 일반 PCB의 절반 또는 4분의 1 크기지만 전력과 능력 면에서는 뒤지지 않습니다.
또한 이 소형 PCB들은 다양한 응용 분야를 가지고 있으며 여러 제품을 만들 수 있습니다. 또한 표준 PCB보다 회로 설계를 더 편리하게 만듭니다.
또한 회로 기판의 크기는 설계에 따라 달라집니다. 설계 소프트웨어를 사용하여 레이아웃을 만들고 회로 기판 크기를 빠르게 줄일 수 있습니다.
마이크로회로 기판에 대해 어떻게 생각하시나요? 마이크로 PCB 제조를 원하시면 언제든 문의해 주세요.