전자 인쇄 회로 기판: 유형, 응용 프로그램 및 제조

플러그를 꽂거나 전원을 켜거나 켜는 모든 제품은 조용한 일꾼인 전자 인쇄 회로에 의존합니다. 부엌에서 윙윙거리는 냉장고부터 안개 속에서 자동차를 안내하는 헤드라이트 모듈까지, 구리와 수지로 이루어진 이 얇은 적층판은 현대 전자제품이 실제로 존재하는 곳입니다. 우리는 2013년부터 안후이성 광더경제개발구에서 이 기판을 제작해 왔으며, 10년 간의 생산에서 한 가지 교훈이 눈에 띄면, 신뢰할 수 있는 회로 기판은 결코 우연이 아니라는 것입니다. 이는 신중한 재료 선택, 엄격한 공정 제어, 설계 엔지니어와의 정직한 의사소통에서 비롯됩니다. 이 가이드에서는 전자 인쇄 회로가 무엇인지, 메인 보드 유형이 어떻게 다른지, 애플리케이션에 적합한 구성을 맞추는 방법에 대해 설명합니다.

전자 인쇄 회로란 무엇입니까?

전자 인쇄 회로는 비전도성 기판으로, 가장 일반적으로 FR4로 알려진 유리섬유 강화 에폭시로, 이미징, 도금 및 에칭을 통해 전도성 구리 경로가 형성됩니다. 이러한 구리 트레이스는 초기 전자 장치의 얽힌 지점 간 배선을 대체하여 구성 요소 간에 신호와 전원을 정확하게 라우팅하는 동시에 라미네이트가 모든 것을 기계적으로 제자리에 고정합니다.

완성된 보드는 실제로 각각 특정 작업을 수행하는 기능적 레이어의 스택입니다.

• 구리 포일은 전류를 전달하는 트레이스, 패드 및 평면을 형성합니다.
• FR4, 금속, 세라믹 등 유전체 기판은 회로를 절연하고 지지합니다.
• 친숙한 녹색 또는 검정색 코팅인 솔더 마스크는 구리를 산화로부터 보호하고 조립 중 솔더 브리지를 방지합니다.
• 실크스크린 범례는 어셈블러의 구성 요소 참조, 극성 및 테스트 지점을 표시합니다.

간단해 보이지만 에칭, 드릴링, 라미네이션의 허용 오차 범위는 미크론 단위로 측정됩니다. 3/3밀리미터의 선폭과 간격 요구사항은 프로세스 드리프트의 여지를 거의 남기지 않습니다. 이것이 바로 노련한 제조업체가 모든 설계를 상품이 아닌 정밀 제품으로 취급하는 이유입니다.

전자 인쇄 회로의 주요 유형

보드 분류는 일반적으로 레이어 수, 기본 재료 및 성능 기능의 세 가지 축을 따릅니다. 프로젝트가 각 축에서 어디에 있는지 아는 것이 비용과 안정성을 모두 제어하는 ​​가장 빠른 방법입니다.

단면 및 양면 보드

단면 기판은 한 층에만 구리를 포함하므로 LED 조명 및 기본 전원 공급 장치와 같은 간단한 제품에 가장 경제적인 선택입니다. 양면 보드는 도금된 스루홀을 통해 연결된 두 번째 구리 레이어를 추가하여 비용 효율성을 유지하면서 라우팅 공간을 대략 두 배로 늘립니다. 우리가 출하하는 보드 중 특히 전력 및 자동차 전자 장치용 보드의 상당 부분은 전력 및 자동차 애플리케이션용으로 특별히 제작된 무연 보드를 포함하여 양면 설계입니다.

다층 보드

라우팅 요구 사항이 2개 레이어를 초과하는 경우 교대하는 구리 시트와 프리프레그를 4개 레이어에서 최대 32개까지 단일 견고한 구조로 적층합니다. 다층 구조는 신호 경로를 단축하고 전용 접지 및 전원 평면을 제공하며 현대 제품에 필요한 고밀도 레이아웃을 지원합니다. 당사 라인의 전형적인 예는 산업 및 소비자 장비에 사용되는 4층 녹색 OSP 보드입니다.

4개의 층 녹색 OSP PCB 녹색 솔더 마스크 및 OSP 마감 처리된 높은 Tg FR-4를 기반으로 제작된 4층 다층 PCB는 다층 구조가 산업 및 소비자 장비의 전용 평면과 고밀도 라우팅을 지원하는 방법을 보여줍니다. 제품보기 →

특수 건축

표준 스택업 외에도 여러 가지 특수 구성이 특정 엔지니어링 문제를 해결합니다.

• HDI 보드는 마이크로비아와 가는 선을 사용하여 더 적은 공간에 더 많은 상호 연결을 묶습니다.
• 두꺼운 구리 및 고전력 보드는 전력 변환 및 모터 드라이브의 높은 전류를 처리합니다.
• 고주파 라미네이트는 RF 및 통신 제품의 신호 무결성을 보존합니다.
• 금속 코어 및 알루미늄 보드는 LED 및 전원 장치에서 열을 방출합니다.
• 플렉스 및 리지드-플렉스 회로는 리지드 보드가 구부릴 수 없는 곳에서 휘어지므로 컴팩트하거나 움직이는 어셈블리에 이상적입니다.

장단점에 대한 더 자세한 내용을 보려면 다음 가이드를 참조하세요. 단일, 이중 및 다층 PCB 유형 선택 과정을 자세히 다루고 있습니다.

재료와 표면 마감은 생각보다 중요합니다

기본 재료는 보드가 열, 전류 및 응력 하에서 어떻게 동작하는지를 결정합니다. 표준 FR4는 비용에 민감한 대부분의 애플리케이션에 적용되는 반면, 높은 Tg FR4는 무연 어셈블리의 더 높은 리플로우 온도를 견딜 수 있습니다. 할로겐 프리 라미네이트는 더욱 엄격한 환경 요구 사항을 충족하며, 알루미늄 또는 구리 코어와 같은 금속 기판은 LED 및 전원 설계에서 열을 방출합니다. 세라믹 및 고주파 라미네이트는 유전 안정성이 중요한 RF 작업에 사용됩니다. 열 관리가 최우선인 경우 단면 알루미늄 PCB가 가장 직접적인 대답인 경우가 많습니다.

단면 알루미늄 PCB FR4보다 고전력 구성 요소에서 열을 훨씬 효과적으로 전달하는 알루미늄 기반 PCB로, LED 조명 및 전원 설계에서 열 관리가 우선시되는 경우 실용적인 선택이 됩니다. 제품보기 →

표면 마감은 납땜성, 보관 수명 및 조립 비용에 직접적인 영향을 미치기 때문에 다른 의사결정 엔지니어들이 때때로 과소평가하는 부분입니다.

• OSP는 경제적이며 완벽하게 평평한 패드를 남겨 미세 피치 조립에 적합합니다.
• HASL(무연 솔더)은 범용 보드에 적합하고 예산 친화적입니다.
• 침수 금 및 금 도금은 높은 신뢰성 및 골드 핑거 응용 분야를 위한 편평하고 내산화성이며 와이어 결합 가능한 표면을 제공합니다.

마감을 조립 공정 및 작동 환경에 맞추면 나중에 피할 수 있는 현장 오류를 방지할 수 있습니다.

설계 파일부터 완성판까지

고객들은 Gerber 파일을 업로드한 후 보드를 받는 사이에 무슨 일이 일어나는지 자주 묻습니다. 우리 공장에서는 흐름이 10가지 엄격한 단계를 따릅니다.

1. Gerber 데이터의 엔지니어링 검토, 제조 가능성 및 스택업 확인.
2. 다층 빌드를 위한 내부층 이미징 및 에칭.
3. 열과 압력을 가해 구리와 프리프레그 층을 적층합니다.
4. 스루홀 및 비아의 정밀 드릴링.
5. 구멍 벽을 금속화하기 위한 전기도금.
6. 외부 레이어 이미징 및 에칭.
7. 솔더 마스크 도포 및 경화.
8. 표면 마감 적용.
9. 전기 테스트 및 자동화된 광학 검사.
10. 라우팅, 최종 검사 및 포장.

처리 시간은 복잡성에 따라 달라집니다. 양면 프로토타입은 24시간 안에 우리 공장에서 출고될 수 있으며, 단면 및 양면 보드의 일괄 주문은 6~7일 내에 배송됩니다. 4~8층 보드는 9~20일이 걸리고, 10~16층 보드는 20~25일이 걸리며, HDI 구성은 25일 이내에 배송됩니다. 이러한 수치는 매일의 대기로 인해 다음 반복이 지연되는 설계 검증 중에 가장 중요합니다.

보드를 실제 애플리케이션과 일치시키기

동일한 구리 및 수지 기반은 매우 다양한 산업에 적용되며 각각 고유한 신뢰성 기준을 갖습니다. 소비자 및 전력 애플리케이션은 규모 대비 비용을 우선시합니다. 산업 제어는 긴 서비스 수명을 요구합니다. 의료 장비는 일관된 품질을 요구합니다. 왜냐하면 병상에서는 실패가 용납될 수 없기 때문입니다. 자동차 제품은 진동, 온도 변화 및 엄격한 감사를 견뎌야 합니다. 이것이 바로 우리 공장이 ISO9001, ISO14001, ISO45001 및 UL 승인과 함께 IATF16949 인증에 따라 운영되는 이유입니다.

우리는 또한 베어 보드를 넘어 인쇄 회로 기판 어셈블리까지 확장합니다. 우리가 산소 농축기용으로 제작한 PCBA가 좋은 예입니다. 베어 보드뿐만 아니라 완성된 어셈블리도 의료 등급 기대치를 충족해야 합니다. 한 지붕 아래에서 제작과 조립을 제공하면 피드백 루프가 단축되고 공급망에서 조정 계층이 제거됩니다.

산소 농축기 PCBA 의료 등급 신뢰성 기대치를 충족하도록 제작된 산소 농축기용 인쇄 회로 기판 어셈블리. 한 공급업체에서 제조 및 조립을 처리하면 공급망이 단순화되는 이유를 보여줍니다. 제품보기 →

전자 인쇄 회로 제조업체 선택

평방미터당 가격은 비교하기 쉽습니다. 다른 모든 것은 그렇지 않습니다. 고객이 우리를 포함한 공급업체를 평가할 때 우리는 고객이 다음 네 가지 사항을 살펴보도록 권장합니다.

• 인증 범위: ISO9001은 기본 품질을 다루고, IATF16949는 자동차 분야를 다루고, UL은 제품 안전을 다루고 있습니다.
• 엔지니어링 깊이: 우리 팀에는 15년 이상의 실무 경험을 가진 7명의 엔지니어가 포함되어 있으며 생산이 시작되기 전에 모든 설계를 검토합니다.
• 납품 유연성: 동일한 라인은 품질 표준을 낮추지 않고 24시간 프로토타입과 대량 배치를 처리해야 합니다.
• 커뮤니케이션: 속도, DFM 피드백, 디자인이 달성할 수 있는 것과 달성할 수 없는 것에 대한 솔직한 답변을 인용합니다.

전체 범위를 검토할 수 있습니다. 우리의 서비스 역량 서비스 페이지에서 초기 견적부터 판매 후 지원까지.

전자 인쇄 회로는 수동적인 녹색 직사각형처럼 보일 수 있지만 제품의 다른 모든 구성 요소가 의존하는 정밀 장치입니다. 올바른 레이어 수, 재료 및 마감재를 선택하고 이러한 선택을 진지하게 다루는 제조업체는 신뢰성과 출시 기간 측면에서 몇 배의 보상을 받을 것입니다. 새로운 디자인을 평가하거나 생산 파트너를 찾고 계시다면 당사 엔지니어가 기꺼이 귀하의 파일을 검토하고 신속한 견적을 제공해 드립니다. 이는 2013년 이후 우리가 가장 즐겼던 이 작업의 일부였습니다.