반드시 읽어야 할 책: PCB 재료 가이드

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반드시 읽어야 할 책: PCB 재료 가이드

전자제품의 경우, PCB는 모든 것이 원활하게 작동하도록 만드는 숨은 영웅입니다.. 도시의 모든 부분을 연결하는 도로와 같습니다., 신호가 필요한 곳으로 이동하도록 허용. 그리고 당신이 교통을 감당할 수 있는 믿을 수 있는 재료로 만들어진 도로를 원하는 것처럼, 당신은 PCB가 튼튼하게 제작되기를 원합니다. 선택한 PCB 재료가 중요합니다.. 이는 귀하의 장치가 일상적인 사용을 통해 얼마나 잘 작동하고 견딜 수 있는지를 결정합니다.. 다행스럽게도, 다양한 재료를 마음대로 사용할 수 있습니다, 특정 설계 성능 요구 사항에 부응. 이 가이드는 선택할 수 있는 주요 PCB 재료와 각 재료를 독특하게 만드는 요소를 안내합니다.. 그럼 시작해 볼까요!

회로 기판은 무엇으로 만들어지나요??

이 섹션의, PCB를 구성하는 핵심 레이어와 그에 사용되는 소재를 주로 소개합니다.:

  • 기판층

그만큼 PCB 기재층 집의 기초와 같다 – 이는 인쇄 회로 기판의 다른 모든 요소가 그 위에 구축되는 기반입니다.. 보통, 이 층은 유리 섬유로 만들어졌습니다., 이는 PCB에 특유의 강성을 부여합니다.. 하지만 유리섬유가 유일한 재료는 아닙니다.

에폭시를 사용하여 기판을 구성할 수도 있습니다., CEM-1, G-11, 절연 금속, FR-1, 또는 폴리이미드. 각 재료에는 PCB가 처리할 수 있는 열의 양이나 유전 상수 등에 따라 엔지니어가 선택하는 고유한 특성이 있습니다.. 하지만 그 모든 선택지 중에서, FR-4는 지금까지 가장 인기가 있습니다..

  • 전도성 층

기재층이 인쇄회로기판의 기초인 경우, 전도성 층은 모든 것을 작동시키는 배선으로 생각할 수 있습니다.. 이는 회로 전체에 신호와 전력을 전송하는 얇은 구리 트레이스로 구성된 층입니다..

구리는 뛰어난 전도체이고 은이나 금과 같은 다른 옵션보다 가격이 저렴하기 때문에 전도성 층의 재료로 사용됩니다.. 확신하는, 그 재료는 좀 더 전도성이 있어요, 하지만 구리는 대부분의 응용 분야에서 작업을 완료합니다..

전도성 PCB의 흔적 모든 다른 구성 요소에 전기를 전달하는 작은 구리 고속도로와 같습니다.. 이러한 트레이스의 레이아웃과 디자인은 신호가 빠르고 효율적으로 이동할 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다..

  • 솔더 마스크 레이어

솔더 마스크 레이어, 얇은 플라스틱 같은 코팅, 구리 트랙 위에 배치됩니다. PCB 보드. 이 층은 PCB가 조립될 때 근처 구리 트랙 사이에 솔더가 연결되는 것을 방지하는 절연체 역할을 합니다.. 따라서 솔더 마스크는 원치 않는 전기 연결이 형성되는 것을 방지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.. 의도한 납땜 지점만 노출하여, 솔더 마스크는 솔더를 안내하여 적절한 연결을 만들고 단락을 방지합니다.. 그리고 실제로 솔더마스크에 사용되는 재료는 도포방법에 따라 몇 가지 다른 재질이 사용됩니다., 그들은 에폭시 액체입니다, 드라이 필름, 액체 사진 이미지 가능.

  • 실크스크린 레이어

그만큼 인쇄회로기판 위의 실크스크린 층 전자 제품을 만들기 위한 로드맵과 같습니다.. 이 에폭시 잉크는 최종 단계에서 PCB 상단에 인쇄됩니다.. 유용한 라벨과 표시를 사용하여 각 구성 요소를 배치해야 하는 위치를 보여줍니다.. 라벨링을 넘어서, 실크스크린에는 제조업체의 중요한 경고나 로고도 표시되어 있습니다.. 흰색 잉크로 인쇄된 모든 작은 기호와 코드는 구성 및 디버깅에 중요한 지침을 제공합니다..

PCB 레이어

PCB 재료의 일반적인 유형

  1. FR-4 (난연제 4)

FR-4는 저렴한 가격의 최적 조합으로 인해 인쇄 회로 기판의 주요 재료가 되었습니다., 안정적인 성능, 제조 단순성. 직조된 섬유유리 천에 에폭시 수지를 함침시키고 난연성 소재로 보강한 구조입니다.. FR-4 인쇄 회로 기판 고온 및 저온에서 기능적으로 안정적인 상태를 유지하면서 효과적인 전기 절연 및 구조적 견고성을 제공합니다.. 이러한 다용성으로 인해 FR-4는 가전 제품을 포함한 다양한 제품의 PCB에 적합한 선택입니다., 통신 장치, 산업 기계.

  1. CEM-3

FR-4처럼, CEM-3은 에폭시 수지에 담근 직조 유리 섬유로 만들어졌습니다.. 이는 FR-4와 동일한 많은 바람직한 특성을 제공합니다.: 우수한 전기 절연성, 기계적 강도, 및 열 안정성. 그러나 CEM-3은 좀 더 저렴하다는 점에서 차별화됩니다.. 을 위한 회로 설계 절대적인 성능의 정점이 필요하지 않은 경우, 비용에 민감한 엔지니어는 값비싼 FR-4 대신 CEM-3을 선택하는 경우가 많습니다.. 따라서 유서 깊은 FR-4가 여전히 고급 응용 분야에서 최고로 군림하고 있지만, CEM-3은 일상적인 PCB 요구 사항에 맞는 매력적인 옵션을 제공합니다.. 기능의 균형과 적당한 가격으로 인해 CEM-3은 모든 종류의 전자 제품에 대한 신뢰할 수 있는 백엔드 소재가 되었습니다..

  1. 폴리이미드

폴리이미드는 까다로운 환경의 인쇄 회로 기판에 이상적인 다용도 고분자 재료입니다.. 폴리이미드의 탁월한 열 안정성, 기계적 유연성, 및 내화학성을 통해 매우 까다로운 작동 환경에서도 무결성과 기능성을 유지할 수 있습니다.. 극심한 열과 부식제는 많은 재료의 견고성을 손상시킵니다., 폴리이미드는 그 특성을 유지하고 지속적으로 안정적인 성능을 발휘합니다..

이 뛰어난 열적, 화학적 탄력성은, 구조적 유연성과 결합, 폴리이미드는 다양한 산업 분야의 핵심 전자제품에 적합합니다., 항공우주를 포함한, 자동차, 그리고 군사.

PCB 재료의 종류

  1. 테프론 (PTFE)

이 소재는 신호 손실을 최소화하는 뛰어난 전기적 품질을 제공합니다., 레이더 및 위성 주파수에서도. PTFE의 별 매력은 낮습니다. 유전 상수 손실 탄젠트, 신호 저하 및 왜곡을 제한하는. 또한 유리전이온도가 높아 열안정성이 뛰어납니다.. 테플론 PCB는 극심한 열에 노출된 경우에도 구조와 성능 무결성을 유지합니다.. 마무리하려면, 이 PCB 재료는 뛰어난 내화학성을 나타냅니다., 다른 플라스틱을 손상시킬 수 있는 가혹한 화학 물질도 무시합니다..

  1. 금속 코어 PCB 재료

금속 코어, 이름에서 알 수 있듯이, 금속 코어를 갖고 있다, 일반적으로 알루미늄, 더 나은 열 방출을 제공하기 위해. 구성 요소가 매우 뜨거워질 때마다 엄청나게 사용됩니다.. 우리는 고출력 LED 조명에 대해 이야기하고 있습니다., 전력 변환기, 자동차 전자 – 타오르는 열기를 일으키는 모든 것. 그러니 다음 번에 엄청나게 뜨거워지는 전자 제품을 만들 때, 금속 코어 보드 등을 맞췄다! 통합된 금속 코어는 온도에 민감한 부품의 열 방출을 촉진합니다., 이를 통해 과열 조건을 방지하고 일관된 성능을 촉진합니다..

  1. 로저스 소재

Rogers Corporation은 선도적인 PCB 재료 공급업체로 우뚝 서 있습니다., 까다로운 애플리케이션을 위한 고성능 제품 제공. 인기 있는 RO4000 및 RO3000 시리즈는 고주파수에 적합합니다., 높은 온도, 높은 신뢰성 요구. Rogers 소재는 레이더 시스템과 같은 제품에 필요한 특수 특성을 제공합니다., 드릴링 장비, 성능이 중요한 항공우주 항공전자공학. 사내 R 포함&D 및 제조, Rogers는 품질 중심 제조업체가 신뢰하는 미션 크리티컬 보드용 최고의 PCB 재료를 생산합니다.. 회로가 가혹한 조건에서 완벽하게 작동해야 하는 경우, 로저스가 배달합니다.

아래는 이러한 PCB 재료를 다양한 측면에서 비교하는 차트입니다.:

재료 FR4 CEM-3 테프론 로저스 금속 폴리이미드
유전 상수 ~4.4 ~4.5 – 4.9 ~2.1 ~2.5 – 10.2 변하기 쉬운 ~3.4 – 3.5
열 안정성 좋은 보통의 훌륭한 훌륭한 변하기 쉬운 좋은
주파수 범위 최대 GHz 범위 최대 GHz 범위 최대 GHz 범위 마이크로파 & RF 피부에 의해 제한됨 GHz 범위
손실 탄젠트 낮은 보통의 매우 낮은 낮은 낮은 낮은
비용 낮은 낮은 높은 높은 보통에서 높음 보통의
기계적 플렉스 제한된 제한된 좋은 제한된 제한된 훌륭한
처리 표준 표준 전문화 전문화 제한된 표준

PCB 재료를 선택할 때 고려해야 할 요소

재료를 선택할 때 여러 측면을 평가해야 합니다. 인쇄 회로 기판 제작:

전기적 성능

  • 유전 상수 (DK): 이는 신호 전파 속도와 임피던스 제어에 영향을 미칩니다.. Dk 값이 높을수록 신호 속도가 느려질 수 있습니다..
  • 손실 계수 (DF): 신호 손실 및 전력 효율성에 영향을 미칩니다.. 고주파 애플리케이션에는 더 낮은 Df 값이 바람직합니다..

기계적 강도

  • 인장강도: 변형이나 파손 없이 기계적 응력을 견딜 수 있는 PCB의 능력을 결정합니다..
  • 굴곡 강도: 유연성이 있거나 리지드 플렉스 PCB, 굽힘 및 굽힘에 대한 저항성을 나타냅니다..

열적 특성

  • 열 전도성: 전력 집약적 구성 요소의 열 방출에 매우 중요. 높은 열전도율은 열을 보다 효율적으로 분산시키는 데 도움이 됩니다..
  • 열팽창 계수 (집): PCB와 부품 CTE 간의 불일치로 인해 열 순환으로 인해 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다..

가연성 및 난연성

  • UL 등급: 그만큼 94 등급은 가연성 및 자기 소화 특성을 기준으로 재료를 분류합니다.. V-0 V-2보다 난연성이 더 높습니다., 예를 들어.

비용 고려 사항

  • PCB 재료 비용은 크게 달라질 수 있습니다.. PTFE와 같은 고성능 소재 (테프론) FR-4보다 더 비싼 경향이 있습니다., 일반적인 에폭시 기반 재료.

제조 가능성

  • 조립 공정과의 호환성: 일부 재료에는 제조 비용에 영향을 미칠 수 있는 특수 장비 또는 처리 방법이 필요할 수 있습니다..
  • 드릴성 및 가공성: 재료는 제작 과정에서 작업하기 쉬워야 합니다..

환경 고려 사항

  • RoHS 준수: 선택한 인쇄 회로 기판 재료가 해당 환경 표준을 충족하는지 확인하십시오., RoHS 요구 사항과 같은, 특정 독성 물질을 제한하는.
  • 재활용 및 폐기: PCB 수명주기 이후 재료의 재활용 및 폐기 용이성을 고려하십시오..

신호 무결성 및 주파수

  • 고주파 애플리케이션: 다양한 재료는 더 높은 주파수에서 다양한 신호 손실 특성을 나타냅니다.. 향상된 신호 무결성을 위해 손실 탄젠트가 낮은 재료를 선택하십시오..

결론

인쇄 회로 기판에 적합한 재료를 선택하는 것은 큰 문제입니다.. 이는 회로 기판이 얼마나 잘 작동하는지에 실제로 영향을 미칠 수 있습니다., 얼마나 오래 지속되나요?, 그리고 짓는 데 비용이 얼마나 드나요?. 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.: 이 물건이 전기를 잘 전도할 수 있나요?? 더위는 어떻습니까? – 그렇게 효과적으로 소멸되나요?? 시간이 지나도 물리적으로 유지될까요?? 여기에 관련된 모든 화학 물질이나 조건에 노출되는 것을 감당할 수 있습니까?? 응용 프로그램에 따라, 환경적인 요인도 생각해야 할 수도 있습니다. 각 PCB 소재의 장점과 한계를 이해함으로써, 엔지니어는 특정 프로젝트 목표에 가장 적합한 것을 선택할 수 있습니다. PCB 재료 선택에 도움이 필요한 경우, 도움을 구하다 모코테크놀로지.

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윌은 전자 부품에 능숙합니다., PCB 생산 공정 및 조립 기술, 생산 감독 및 품질 관리에 대한 광범위한 경험을 보유하고 있습니다.. 품질 확보를 전제로, Will은 고객에게 가장 효과적인 생산 솔루션을 제공합니다..
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