2024 전문가 가이드: 높은 전류 응용 프로그램에 대한 무거운 구리 PCB를 설계합니다.
전기차 (EV) 와 재생 에너지 시스템, 그리고 산업 자동화 시대에과열 또는 고장없이 극한 전류를 처리 할 수있는 고전력 전자 수요 회로 보드중량 구리 PCB는 3oz (105μm) 또는 더 두꺼운 구리 층으로 정의됩니다.이 견고한 보드는 50A + 전류를 운반하는 데 탁월합니다.효율적으로 열을 분산합니다.: 401 W/mK), 기계적 스트레스에 견딜 수 있습니다. 전 세계 중량 구리 PCB 시장은 EV 파워트레인, 태양광 인버터,그리고 군사 장비.
이 포괄적 인 가이드는 무거운 구리 PCB에 대한 필수 설계 원칙, 열 관리 전략 및 고급 기술을 분해합니다. 데이터 기반 비교, 공식 분해,그리고 업계의 최선 사례, 그것은 엔지니어와 디자이너를 장착하여 높은 전류 응용 프로그램에 대한 신뢰할 수 있고 고성능의 보드를 만듭니다.
주요 내용1구리 두께는 중요합니다: 3 온스 구리 (105μm) 는 1 온스 (35μm) 보다 2배 더 많은 전류를 전달하고 동일한 흔적 너비에 40%의 열 상승을 줄입니다.2흔적 폭은 IPC 표준을 따르고 있습니다: IPC-2221 공식 (또는 온라인 계산기) 을 사용하여 흔적을 크십시오. 예를 들어, 2 온스 구리 흔적은 5A에 20 밀리 폭이 필요합니다.3열 관리는 협상 할 수 없습니다: 열 통 (0.2 ∼ 0.4mm 지름), 고 열 전도성 물질 (MCPCB) 및 열 방출기를 결합하여 온도를 90°) 을 피하고, 전류 밀집을 줄이기 위해 둥근 모서리를 사용하십시오 (핫스팟을 유발합니다).c.평행 흔적: 100A 이상의 전류의 경우 2~4개의 평행 흔적을 사용한다 (거리가 ≥3x의 흔적 너비) 를 사용하여 전류를 균등하게 분배한다.
3열 확장 및 스트레스 관리중량 구리 PCB는 구리 (17ppm/°C) 와 FR4 (13ppm/°C) 사이의 열 팽창 계수 (CTE) 가 일치하지 않아 열 스트레스에 취약합니다. 이 스트레스는 탈 라미네이션, 패드 리프팅,특히 열순환 (-40°C ~ +125°C) 도중.
열 스트레스 를 줄일 수 있는 방법
전략
어떻게 작동 합니까?
CTE 일치
높은 Tg FR4 (Tg ≥170°C) 또는 금속 핵 기판 (MCPCBs) 을 사용하여 CTE를 구리와 정렬하십시오.
열 통로
열을 전달하고 스트레스를 줄이기 위해 뜨거운 구성 요소 아래에 비아 (0.2~0.4mm) 를 배치하십시오.
비아에 대 한 두꺼운 표면
25μ30μm의 구리로 된 판 비아 (depth/width >3:1) 를 사용하여 높은 측면 비율의 비아를 강화합니다.
스트레스 해소 기능
트레이스 패드 접점과 둥근 가장자리에 눈물 패드를 추가하여 스트레스를 분산하십시오.
데이터 포인트: 열 통로와 높은 Tg FR4를 가진 무거운 구리 PCB는 표준 설계보다 열 사이클 중에 60% 낮은 실패율을 가지고 있습니다.
4제조성을 보장합니다.무거운 구리 PCB는 표준 보드보다 제조가 더 복잡합니다. 지연과 결함을 피하기 위해 다음 지침을 따르십시오.a. 지나치게 두꺼운 구리 피하십시오: 구리 ≥ 10oz는 전문 래미네이션 (실공 압력 + 고 온도) 을 필요로하며 2 ~ 3 주로 납품 시간을 늘릴 수 있습니다.b. 최소 흔적 간격: 3 온스 구리 (6 온스 1 온스 6 밀리) 를 위해 ≥ 10 밀리 간격을 사용하여 발열 중에 단회로를 방지하십시오.c. 라미네이션 제어: 공급 업체와 협력하여 보트리 가전화 또는 수평 구리 침몰을 사용하여 균일한 구리 두께를 보장합니다.d. 테스트를 위한 설계: 보드를 손상시키지 않고 연속성과 전류 흐름을 확인하기 위해 높은 전류 경로를 따라 테스트 포인트를 추가합니다.
중량 구리 PCB의 열 관리를 위한 최선의 방법열은 고전류 PCB의 가장 큰 적입니다. 통제되지 않은 온도는 부품 수명을 줄이고 갑작스러운 고장을 유발합니다. 최적의 열 성능을 위해 이 네 가지 전략을 결합하십시오.
1열전도: 열분해의 기초열 비아스는 구리로 덮인 작은 구멍 (0.2~0.4mm) 으로 상층에서 하층 (또는 바닥 평면) 으로 열을 전달합니다. 그들은 무거운 구리 PCB를 냉각하는 가장 비용 효율적인 방법입니다..
열통 설계 지침
매개 변수
사양
직경
0.2·0.4mm (열류와 공간 효율을 균형 잡는다)
피치 (스페이싱)
20~50mil (열기 부품을 덮을 수 있을 만큼 밀도가 높습니다. 과밀화 방지)
배치
뜨거운 구성 요소 (예를 들어, MOSFET, IGBT) 아래의 비아스를 중심으로 하여 균등하게 분배한다.
양
전력 소모량 0.1W당 1 비아 (예를 들어 0.5W 부품에 5 비아)
열통 성능 비교
열통 구성
열 상승 (°C) 30A, 3온스 구리
필요한 공간 (mm2)
비아스 없네
55°C
0
5 비아 (0.3mm, 30mil pitch)
32°C
12
10 비아 (0.3mm, 20mil pitch)
22°C
18
2고열전도성 물질PCB 기판은 높은 전류 응용 용도로 표준 FR4에서 다음 재료로 열 분산 갱신하는 데 중요한 역할을합니다.
기판 종류
열전도 (W/mK)
최대 작동 온도 (°C)
가장 좋은 방법
표준 FR4
0.3
130
저전력 보조 시스템
높은 Tg FR4 (Tg 170°C)
0.4
170
산업용 모터 컨트롤
알루미늄 MCPCB
20.03.0
150
EV BMS, LED 드라이버
구리 MCPCB
401
200
고전력 인버터, 군사용 장비
세라믹 (알루미나)
20~30
350
극온 산업용 도구
예를 들어: 4온스 구리 MCPCB는 동일한 50A 응용 프로그램에 표준 FR4 PCB에 비해 45%로 열 상승을 줄입니다.
3전략적 컴포넌트 배치부품 레이아웃은 열 성능에 직접적으로 영향을 미칩니다. 뜨거운 구성 요소를 그룹화하는 것과 같은 일반적인 실수를 피하십시오.a. 고전력 부품: 열 축적을 방지하기 위해 공간 MOSFET, IGBT 및 트랜스포머의 차이는 ≥5mm입니다.b.별로 민감한 부품: 열 손상을 피하기 위해 제어 IC (예를 들어, 마이크로 컨트롤러) 를 고전류의 흔적에서 ≥10mm 떨어져 보관한다.냉각 경로와 정렬: 열 전달을 극대화하기 위해 뜨거운 구성 요소를 열 통로 또는 금속 코어 위에 배치하십시오.트레이스 교차를 피한다: 상호 가열을 줄이기 위해 90° (평행하지 않음) 에서 높은 전류의 흔적을 교차한다.
4히트 싱크 및 열 패드전류 > 100A 또는 전력 소모가 > 5W의 부품에 대해서는 외부 냉각을 추가합니다.a.열방울: 열성 패스트 (열전도: 1 ∼4 W/mK) 를 사용하여 알루미늄 또는 구리용 방울을 뜨거운 부품에 부착한다.Tj=T a + ((R ja ×P)여기서 Tj = 접합 온도, T a = 주변 온도, R ja = 열 저항 (°C/W), P = 전력 소모 (W).b.열기 패드: 실리콘 또는 그래피트 열기 패드 (열전도: 1 ∼10 W/mK) 를 사용하여 구성 요소와 열 방출기 사이의 간격을 채우십시오. 불규칙한 표면에 이상적입니다.c.강제 공기 냉각: 높은 실내 온도 (>40°C) 에서 작동하는 산업 장비에 팬을 추가합니다.
팁: 20mm × 20mm × 10mm 알루미늄 히트 싱크는 10W 부품의 접합 온도를 40°C로 감소시킵니다.
고전류 애플리케이션을 위한 첨단 기술극한 전류 (100A+) 또는 복잡한 설계에 대해 이러한 고급 방법을 사용하여 성능과 신뢰성을 높입니다.
1낮은 인덕턴스 전류 흐름을위한 구리 버스 바구리 버스바는 초고 전류를 운반하기 위해 PCB에 통합된 두꺼운 평평한 구리 스트립 (310mm 너비, 13mm 두께) 이다. 그들은 세 가지 주요 장점을 제공합니다:a. 낮은 인덕턴스: EV 인버터에 중요한 표준 추적량에 비해 전압 스파이크와 EMI를 30% 감소시킵니다.b.대전 용량: 10mm × 2mm 구리 버스바는 40°C의 열 상승으로 200A를 운반한다.c. 단순화된 조립: 여러 평행 궤도를 하나의 버스바로 대체하여 용접점과 고장 위험을 줄입니다.
구리 버스 바 디자인 팁a. 두께: 저항을 최소화하기 위해 100A 이상의 전류에 ≥1mm 두께를 사용한다.b.착착: 단회로를 피하기 위해 고립 된 정지로 버스바를 고정하십시오.c. 플래팅: 산화 방지 및 용접성을 향상시키기 위해 진이나 니켈로 판.
2안전한 연결을 위한 터미널 블록터미널 블록은 고전류 전선 (예를 들어, 10AWG4AWG) 에 대한 안전하고 신뢰할 수있는 연결을 제공합니다.a.상급 전류: 최대 전류의 1.5배가량인 전류 블록을 선택한다 (예를 들어, 50A 애플리케이션을 위한 75A 블록).b. 와이어 가이드: 블록 크기와 와이어 두께를 일치시킨다 (예를 들어, 6AWG 와이어에는 16mm2 용량의 단말 블록이 필요하다).장착: 진동 저항을 위해 나사 또는 스프링 클램프 단말기를 사용하십시오 (전기차 및 산업 장비에 중요합니다).
3다층 중형 구리 PCB다층 설계 (4 ∼ 12 층) 는 여러 구리 층에 전류를 분배하여 흔적 너비와 열 상승을 줄입니다. 주요 설계 원칙:a.전력 및 지상 평면: 전류를 균일하게 퍼뜨리기 위해 전력/지상 평면으로 2~4층을 사용한다.레이어 스택: 구리 층을 대칭적으로 배치하십시오 (예를 들어, 전력 → 신호 → 지상 → 신호 → 전력) 왜곡을 줄이기 위해.c.Via Stitching: 전력 / 지상 비행기를 vias (0.3mm, 50mil pitch) 로 연결하여 전류 분포를 개선하고 인덕턴스를 줄이십시오.
예제: 4온스 전력 평면으로 6층 중량 구리 PCB는 30°C의 열 상승과 함께 150A를 운반합니다. 2층 보드는 실용적으로 넓은 흔적 (100 밀리 +) 으로만 달성 할 수 있습니다.
왜 전문 중량 구리 PCB 제조업체와 협력해야 하는가무거운 구리 PCB를 설계하는 것은 전투의 절반에 불과합니다. 제조의 정확성은 중요합니다.a.IPC 인증: IPC 610 클래스 3 (최고 품질) 및 IPC 2221의 추적 크기의 준수.b.특별 장비: 갱트리 전류, 진공 라미네이션 및 작은 비아에 대한 레이저 드릴링.c.물질 전문성: MCPCB, 구리 기판 및 두꺼운 구리 (20oz까지) 에 대한 경험.d. 테스트 능력: 열영상, 전류 흐름 테스트 및 성능을 검증하기 위한 열 사이클링.e. 사용자 정의: 구리 두께, 용매 마스크 및 마무리 (ENIG, HASL) 를 응용 프로그램에 맞게 조정 할 수 있습니다.
사례 연구: 재생 에너지 회사와 IPC 610 클래스 3 제조업체와 파트너십을 맺고 태양광 인버터에 6온스 무거운 구리 PCB를 생산했습니다.보드는 열과 관련된 고장을 80% 감소시키고 인버터 효율을 3% 향상 시켰습니다..
FAQ: 무거운 구리 PCB 에 관한 일반적인 질문1중량 구리 PCB의 최대 구리 두께는 무엇입니까?대부분의 제조업체는 극단적인 응용 프로그램 (예를 들어, 군사 레이더, 용접 장비) 을 위해 최대 20oz (700μm) 구리를 제공합니다.더 두꺼운 구리 (> 20oz) 는 가능하지만 사용자 정의 도구와 더 긴 납품 시간이 필요합니다..
2무거운 구리 PCB는 고 주파수 응용 프로그램에서 사용될 수 있습니까?예 뚱뚱한 구리는 임피던스를 감소시킵니다 (고주파 신호에 중요한), 그러나 신호 손실을 피하기 위해 신중한 추적 설계가 필요합니다. 임피던스 계산기를 사용하십시오.극지 기기) 를 통해 50Ω/75Ω 임피던스를 위한 트랙 너비와 간격을 최적화 할 수 있습니다..
3무거운 구리 PCB의 비용과 성능을 어떻게 균형 잡을 수 있을까요?a. 현재 요구 사항에 필요한 최소 구리 두께를 사용하십시오 (예: 30A에 6oz 대신 3oz).b.> 100A가 필요하지 않는 한 4~6층으로 다층 설계를 제한한다.c.비용에 민감한 프로젝트에 구리 MCPCB 대신 FR4 또는 알루미늄 MCPCB를 선택하십시오.
4중량 구리 PCB의 일반적인 고장이 무엇입니까?a. 델라미네이션: 부적절한 라미네이션 (불충분한 압력/온도) 또는 과도한 구리 두께로 인해 발생합니다.b. 패드 리프팅: CTE 불일치로 인한 열 스트레스로 인해 눈물 패드와 열 비아로 해결됩니다.c. 에쓰링 오류: 두꺼운 구리의 부진 또는 과잉 에쓰링은 제어 된 에쓰링 프로세스를 가진 제조자를 사용합니다.
결론: 중량 구리 PCB ‧ 고전력 전자제품의 척추
전자제품이 더 높은 전류와 더 높은 신뢰성을 요구함에 따라 EV에서 재생 에너지 시스템에 heavycopper PCB가 필수적입니다.효율적으로 열을 분산, 그리고 가혹한 조건에 견딜 수 있어 고전력 애플리케이션에 가장 좋은 선택이 됩니다.성공적인 중량 구리 PCB 설계의 열쇠는 다음과 같습니다.a.현재 용량과 비용을 균형을 맞추기 위해 적절한 크기의 구리 두께.b. 과열을 피하기 위해 IPC 표준을 사용하여 정확한 추적 너비 계산.전체적인 열관리 (열관, 고열소재, 방광)d. 제조 가능성 IPC 인증 공급 업체와 파트너십을 맺어 결함을 피합니다.
앞으로, 무거운 구리 PCB는 청정 에너지와 전기 이동에 대한 전환에서 더욱 큰 역할을 할 것입니다.더 높은 전도성 구리 합금과 통합 냉각 시스템은 크기와 비용을 줄이는 동시에 성능을 더욱 향상시킬 것입니다..
엔지니어와 디자이너들에게 무거운 구리 PCB 디자인을 마스터하는 것은 더 이상 선택이 아닙니다. 그것은 고전력 전자 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해 필수적입니다.이 안내서 에서 제시 된 원칙 을 따를 때, 당신은 신뢰할 수 있고 효율적이며 내일의 기술의 요구에 맞게 만들어진 보드를 만들 수 있습니다.
딱딱하고 유연한 PCB: 구조, 이점 및 현대 전자제품을 왜 변화시키고 있는지 공개
고객을 의인화한 이미지
접이식 스마트폰부터 생명을 구하는 의료용 임플란트에 이르기까지 전자 제품이 더 작은 설치 공간, 더 큰 내구성 및 원활한 성능을 요구하는 시대에 Rigid-Flex PCB는 혁신적인 기술로 등장했습니다. 기존의 견고한 PCB(고정된 모양으로 제한됨) 또는 유연한 PCB(구조적 지원이 부족함)와 달리 Rigid-Flex PCB는 단단하고 구성 요소 친화적인 레이어와 구부릴 수 있는 공간 절약형 섹션을 단일 통합 보드에 혼합합니다. 시장은 이러한 수요를 반영합니다. 2034년까지 전 세계 Rigid-Flex PCB 시장은 **777억 달러**에 이를 것으로 예상되며, 2024년에는 아시아 태평양 지역이 선두를 차지할 것으로 예상됩니다(시장 점유율 35%, 매출 90억 달러).
이 가이드에서는 Rigid-Flex PCB의 핵심 구조, 기존 PCB와의 차이점, 주요 장점, 실제 애플리케이션 및 중요한 설계 고려 사항을 쉽게 설명합니다. 데이터 기반 테이블, 업계 통찰력, 실행 가능한 팁을 통해 차세대 전자 설계에 이 기술을 활용할 수 있도록 지원합니다.
주요 시사점a.구조 = 강도 + 유연성: Rigid-Flex PCB는 FR4/Teflon 견고한 레이어(부품 지지용)와 폴리이미드 유연한 레이어(굽힘용)를 결합하여 커넥터/케이블이 필요하지 않습니다.b.장기적 비용 효율성: 초기 제조 비용은 기존 PCB보다 20~30% 높지만 5년 수명 동안 조립 비용은 40%, 유지 관리 비용은 50% 절감됩니다.c.가혹한 환경에 대한 내구성: 열 주기(-40°C ~ +150°C), 진동(10~2000Hz) 및 습기를 견딜 수 있어 항공우주, 자동차 및 의료용으로 이상적입니다.d.신호 무결성의 승리: 직접 레이어 상호 연결은 케이블로 연결된 기존 PCB에 비해 EMI를 30% 줄이고 신호 손실을 25% 줄입니다.e. 혁신에 의한 시장 성장: 5G, 폴더블 장치 및 EV가 수요를 촉진하고 있습니다. 소비자 가전 Rigid-Flex PCB 매출은 CAGR(2024~2031년) 9.5% 성장하여 60억 4천만 달러에 달할 것입니다.
Rigid-Flex PCB란 무엇입니까? (정의 및 핵심 특성)Rigid-Flex 인쇄 회로 기판(PCB)은 견고한 기판 레이어(칩 및 커넥터와 같은 구성 요소 장착용)와 유연한 기판 레이어(접기, 구부리기 또는 좁은 공간에 맞추기 위한)를 통합하는 하이브리드 어셈블리입니다. 이 설계를 통해 케이블이나 커넥터로 연결된 별도의 PCB가 필요하지 않으므로 보다 작고 안정적이며 가벼운 솔루션이 만들어집니다.
Rigid-Flex PCB의 핵심 기능
특징
설명
레이어 구성
견고한 레이어(FR4/Teflon) + 유연한 레이어(폴리이미드)가 하나의 보드에 접착됩니다.
굽힘 능력
유연한 섹션은 90°~360° 굴곡을 처리합니다. 동적 애플리케이션(예: 웨어러블)은 10,000개 이상의 굽힘 주기를 지원합니다.
구성 요소 지원
견고한 레이어는 SMT/BGA 구성 요소에 안정적인 기반을 제공합니다. 유연한 레이어는 구성 요소가 없는 상태로 유지됩니다.
상호 연결
비아(엇갈리거나 쌓인)와 접착 본딩은 강성/유연성 섹션을 원활하게 연결합니다.
재료 호환성
표준 마감재(ENIG, 침수 주석) 및 고성능 소재(RF용 Rogers)와 함께 작동합니다.
Rigid-Flex와 기존 PCB: 중요한 차이점Rigid-Flex PCB의 가장 큰 장점은 형태와 기능의 균형을 맞추는 능력에 있습니다. 이는 기존의 Rigid 또는 Flex PCB만으로는 할 수 없는 일입니다. 아래는나란히 비교:
측면
리지드 플렉스 PCB
전통적인 경질 PCB
초기 제조 비용
20~30% 더 높음(복잡한 디자인, 특수 소재)
하부(표준 FR4, 단순 공정)
조립 비용
40% 더 낮음(더 적은 수의 커넥터/케이블, 일체형 설계)
더 높음(다중 PCB, 케이블 연결)
유지 보수 요구 사항
문제 50% 감소(느슨한 케이블/커넥터 없음)
시간이 지남에 따라 커넥터 마모/고장이 발생하기 쉽습니다.
공간 효율성
30~50% 더 작은 설치 공간(좁은 공간에 맞게 구부러짐)
부피가 커짐(고정된 모양, 추가 배선 필요)
무게
25~40% 가벼움(케이블/커넥터 제거)
더 무거움(추가 하드웨어)
신호 무결성
더 높음(직접 상호 연결, EMI 감소)
하단(케이블이 EMI 안테나 역할을 함)
장기 총비용
15~20% 더 낮음(유지보수 감소, 수명 연장)
높음(고장난 커넥터의 수리/교체)
실제 사례: Rigid-Flex PCB를 사용하는 폴더블 스마트폰은 기존 PCB 및 케이블을 사용하는 스마트폰보다 30% 더 얇습니다. 또한 커넥터 관련 오류로 인한 보증 청구 건수도 2배 적습니다.
Rigid-Flex PCB의 구조: 레이어 및 상호 연결Rigid-Flex PCB의 성능은 계층 구조와 Rigid/Flexible 섹션이 결합되는 방식에 따라 달라집니다. 각 레이어는 특정 목적을 수행하며 여기서 잘못된 설계는 조기 실패로 이어질 수 있습니다.
1. 견고한 레이어: PCB의 "백본"견고한 레이어는 무겁거나 열을 발생시키는 구성 요소(예: 프로세서, 전력 조절기)에 대한 구조적 지원을 제공합니다. 납땜 온도와 기계적 응력을 견딜 수 있는 견고한 기판을 사용합니다.
강성 레이어의 주요 사양
매개변수
일반적인 값
목적
기판 재료
FR4(가장 일반적), Teflon(고주파), Rogers(RF)
FR4: 비용 효율적; 테프론/로저스: 고성능 애플리케이션.
레이어 수
4~16개 레이어(복잡도에 따라 다름)
전력 분배 및 신호 절연을 위한 추가 레이어.
두께
0.4mm~3mm
무거운 구성요소(예: EV 배터리 관리)를 위한 더 두꺼운 레이어.
동박 두께
1온스~3온스(35μm~105μm)
신호용 1oz; 고전류 경로(예: 자동차 전력)의 경우 3oz.
표면 마감
ENIG(부식 방지), 침지 주석(RoHS), OSP(저가)
의료/항공우주에 이상적인 ENIG; 가전제품용 OSP.
최소 드릴 크기
0.20mm(기계식 드릴링)
조밀한 구성 요소 레이아웃을 위한 더 작은 비아.
Rigid Layer의 역할a.부품 실장: SMT 부품(예: BGA, QFP) 및 스루홀 커넥터를 위한 안정적인 베이스입니다.b.열 방출: 열 전도성이 높은(0.3–0.6 W/mK) FR4/Teflon은 전력 구성 요소에서 열을 확산시킵니다.c.신호 제어: 견고한 섹션의 접지면과 전원 레이어는 EMI를 줄이고 임피던스를 유지합니다.
2. 유연한 레이어: "적응 가능한" 섹션유연한 레이어를 사용하면 불규칙한 모양(예: 웨어러블 장치의 프레임 주위 또는 위성 내부)에 구부리고 맞출 수 있습니다. 반복적으로 구부려도 전기적 성능을 유지하는 얇고 내구성이 뛰어난 소재를 사용합니다.
유연한 레이어의 주요 사양
매개변수
일반적인 값
목적
기판 재료
폴리이미드(PI)(가장 일반적), 폴리에스테르(저가)
PI: -200°C ~ +300°C 허용 오차; 폴리에스테르: -70°C ~ +150°C로 제한됩니다.
두께
0.05mm~0.8mm
단단한 굴곡을 위한 더 얇은 층(0.05mm); 안정성을 위해 더 두꺼워졌습니다(0.8mm).
굽힘 능력
동적: 10,000회 이상 사이클(90° 굴곡); 정적: 1~10주기(360° 굴곡)
웨어러블을 위한 동적; 폴더블 기기의 경우 정적입니다.
굽힘 반경
최소 10× 레이어 두께(예: 0.05mm PI의 경우 0.5mm 반경)
구리 균열 및 층 박리를 방지합니다.
동박 유형
압연동(연성), 전해동(저가)
동적 굽힘에 이상적인 압연 구리; 정적 사용을 위한 전해.
유연한 레이어의 역할a. 공간 절약: 부피가 큰 케이블 하네스를 피하기 위해 장애물(예: 자동차 대시보드 내부)을 피해 몸을 구부립니다.b.무게 감소: 얇은 PI 레이어(0.05mm)는 동등한 견고한 FR4 섹션보다 무게가 70% 적습니다.c.신뢰성: 커넥터가 느슨해지거나 고장날 일이 없습니다. 임플란트 및 항공우주 시스템에 매우 중요합니다.
3. 레이어 구성: 강성과 유연성 섹션이 결합되는 방식레이어가 쌓이는 방식에 따라 PCB의 기능이 결정됩니다. 일반적인 구성은 다음과 같습니다.a.(1F + R + 1F): 견고한 코어의 상단/하단에 있는 하나의 유연한 레이어(예: 단순 웨어러블)b.(2F + R + 2F): 상단/하단에 두 개의 유연한 레이어가 있습니다(예: 듀얼 디스플레이가 있는 폴더블 휴대폰).c.임베디드 유연한 레이어: 견고한 레이어(예: 위성 트랜시버) 사이의 유연한 섹션입니다.
레이어 스택에 대한 중요한 디자인 규칙a. 대칭: 열 순환 중 뒤틀림을 방지하기 위해 상단/하단 레이어의 구리 두께를 일치시킵니다.b.유연한 부분 격리: 유연한 레이어에 구성 요소가 없도록 유지합니다(무게로 인해 응력이 발생함).c.스티프너 배치: 강성-플렉스 전환에 얇은 FR4 보강재(0.1mm~0.2mm)를 추가하여 응력을 줄입니다.
4. 인터커넥트: 강성 및 유연성 섹션 결합견고한 레이어와 유연한 레이어 사이의 연결은 Rigid-Flex PCB에서 "가장 약한 링크"입니다. 불량한 상호 연결은 박리 또는 신호 손실을 유발하므로 제조업체는 강도와 전도성을 보장하기 위해 특수한 방법을 사용합니다.
일반적인 상호 연결 방법
방법
설명
최고의 대상
접착 본딩
아크릴/에폭시 접착제는 유연한 PI를 단단한 FR4에 접착합니다. 120~150°C에서 경화됩니다.
저가 가전제품(예: 스마트워치).
엇갈린 비아
스트레스를 줄이기 위해 레이어 전체에 걸쳐 오프셋된 비아(겹침 없음). 구리로 도금.
동적 굽힘 응용 분야(예: 로봇 팔)
적층형 비아
여러 레이어를 연결하기 위해 수직으로 정렬된 비아; 에폭시/구리로 채워져 있습니다.
고밀도 설계(예: 5G 모듈).
보강층
응력을 분산시키기 위해 전환 부분에 폴리이미드 또는 FR4 스트립이 추가되었습니다.
항공우주/의료기기(높은 신뢰성).
상호 연결 설계의 과제a.CTE 불일치: Rigid FR4(CTE: 18ppm/°C)와 유연한 PI(CTE: 12ppm/°C)는 다르게 확장되어 전환 시 스트레스를 유발합니다.해결책: 팽창의 균형을 맞추기 위해 낮은 CTE 접착제(10-12ppm/°C)를 사용하십시오.b. 기계적 응력: 굽힘은 전이에 응력을 집중시켜 구리 균열을 유발합니다.해결 방법: 둥근 모서리(반경 ≥0.5mm)와 스트레인 릴리프 기능을 추가합니다.
원활한 상호 연결의 이점
혜택
설명
향상된 신호 흐름
구리-구리를 직접 연결하면 케이블(1~5Ω)에 비해 저항(≤0.1Ω)이 줄어듭니다.
향상된 내구성
느슨한 커넥터가 없습니다. 1000회 이상의 진동 주기(10G 가속도)를 견딥니다.
컴팩트한 디자인
부피가 큰 케이블 하니스를 제거하여 EV 배터리 팩 공간을 30% 절약합니다.
Rigid-Flex PCB의 주요 장점Rigid-Flex PCB는 공간 제약부터 신뢰성 문제까지 현대 전자 제품의 중요한 문제점을 해결합니다. 다음은 데이터를 기반으로 한 가장 영향력 있는 이점입니다.
1. 공간 및 무게 효율성크기가 중요한 장치(예: 웨어러블, 위성)의 경우 Rigid-Flex PCB는 타의 추종을 불허합니다. 이는 여러 개의 기존 PCB 및 케이블을 구부릴 수 있는 단일 보드로 대체합니다.산업별 공간/무게 절감
산업
전통적인 PCB 디자인
Rigid-Flex PCB 설계
저금
웨어러블 기술
PCB 3개 + 케이블 5개(15cm³, 10g)
리지드 플렉스 PCB 1개(8cm³, 6g)
47% 공간, 40% 무게
자동차
PCB 5개 + 1m 케이블 하니스(100cm³, 200g)
리지드 플렉스 PCB 1개(60cm³, 120g)
40% 공간, 40% 무게
항공우주
PCB 8개 + 케이블 3m(500cm³, 800g)
리지드 플렉스 PCB 1개(300cm³, 480g)
40% 공간, 40% 무게
예: NASA의 화성 탐사선은 Rigid-Flex PCB를 사용하여 통신 시스템의 무게를 35% 줄였습니다. 이는 발사 탑재량 제한에 매우 중요합니다.
2. 내구성 및 신뢰성 강화Rigid-Flex PCB는 기존 PCB가 실패할 수 있는 열 순환, 진동, 습기 등의 가혹한 조건을 견딜 수 있도록 제작되었습니다.
내구성 테스트 결과
테스트 유형
리지드 플렉스 PCB 성능
기존 PCB 성능
이점
열 사이클링(-40°C ~ +150°C, 1000사이클)
박리 없음; 신호 손실 25%
Rigid-Flex는 5배 더 오래 지속됩니다.
진동(10~2000Hz, 10G, 100h)
흔적 리프팅 없음; 전도도 안정을 통해
15% 트레이스 리프팅; 실패로 인한 10%
Rigid-flex는 기계적 고장이 90% 적습니다.
내습성(85°C/85% RH, 1000h)
부식 없음; 절연 저항 >10²Ω
300시간 동안 부식; 절연 저항 90°)를 피합니다.d. 접지면: 유연한 레이어에 접지면을 추가하여 EMI를 줄입니다(RF 애플리케이션에 중요).
3. 제조 품질 관리Rigid-Flex PCB 전문 제조업체와 협력하여 다음을 찾으십시오.a.인증: ISO 9001(품질), ISO 13485(의료), AS9100(항공우주).b. 테스트 기능: AOI(표면 결함용), X선(숨겨진 비아용), 굽힘 사이클링(유연성용).c.프로세스 전문 지식: 순차적 라미네이션, 레이저 드릴링(마이크로비아용) 및 접착 본딩.
4. 테스트 및 검증엄격한 테스트 없이는 Rigid-Flex PCB를 생산할 수 없습니다. 주요 테스트에는 다음이 포함됩니다.
테스트 유형
기준
목적
벤드 사이클링
IPC-TM-650 2.4.31
유연성을 검증합니다(동적 애플리케이션의 경우 10,000+ 사이클).
열 순환
IEC 60068-2-14
온도 변화(-40°C ~ +150°C)에서 성능을 테스트합니다.
전기 테스트
IPC-TM-650 2.6.2(개방/단락)
회로 결함이 없는지 확인합니다.
임피던스 테스트
IPC-TM-650 2.5.5.9
임피던스 안정성을 확인합니다(50Ω 설계의 경우 ±1Ω).
박리 강도 테스트
IPC-TM-650 2.4.9
강성/유연성 층 사이의 결합 강도를 확인합니다(≥0.8 N/mm).
FAQ: Rigid-Flex PCB에 대한 일반적인 질문
1. Rigid-Flex PCB는 얼마나 오래 지속됩니까?수명은 용도에 따라 다릅니다.a.소비자 가전제품: 3~5년(동적 굽힘).b.의료용 임플란트: 10년 이상(정적 사용, 생체 적합성 재료).c.항공우주: 15년 이상(극한 환경 테스트).
2. Rigid-Flex PCB를 고주파 애플리케이션(예: 5G)에 사용할 수 있습니까?예. Rogers RO4003(강성) 및 낮은 Dk(유연성)와 같은 고성능 소재를 사용하세요. 이 PCB는 최대 40GHz의 임피던스 안정성을 유지하므로 5G mmWave에 이상적입니다.
3. Rigid-Flex PCB는 재활용이 가능한가요?부분적으로 구리 호일(PCB의 30~40%)은 재활용이 가능합니다. 폴리이미드와 접착제는 재활용하기가 더 어렵지만 전문 시설(예: 전자 폐기물 재활용 업체)에서 처리할 수 있습니다.
4. Rigid-Flex PCB의 최소 주문 수량(MOQ)은 얼마입니까?MOQ는 제조업체마다 다릅니다.a. 시제품: 5~10개.b.소규모 배치: 100~500개.c.대규모 배치: 1000개 이상의 단위(비용 절감을 위해).
5. Rigid-Flex PCB의 가격은 얼마입니까?비용은 복잡성에 따라 다릅니다.a. 단순 2층(소비자 전자 제품): 단위당 $3~$8.b.복잡한 8층(항공우주/의료): 단위당 $20~$50.
결론: Rigid-Flex PCB - 작고 안정적인 전자 장치의 미래Rigid-Flex PCB는 더 이상 "틈새" 기술이 아닙니다. 현대 전자 제품의 중추로서 폴더블 휴대폰에서 생명을 구하는 임플란트에 이르기까지 혁신을 가능하게 합니다. 강성(구성요소)과 유연성(공간 절약)을 결합하는 고유한 능력은 기존 PCB가 해결할 수 없는 중요한 설계 문제를 해결합니다.
5G, EV 및 IoT를 중심으로 시장이 성장함에 따라 리지드 플렉스 PCB에 대한 접근성이 더욱 높아질 것입니다. 성공의 열쇠는 다음과 같습니다.a.스마트 디자인: 굽힘 반경 규칙을 따르고, 플렉스 존의 구성 요소를 피하고, 대칭을 사용하여 뒤틀림을 방지합니다.b.재료 매칭: 응용 분야의 온도, 주파수 및 신뢰성 요구 사항에 따라 PI/FR4/Rogers를 선택하십시오.c.전문 제조: Rigid-Flex PCB를 전문으로 하고 산업 인증(ISO 13485, AS9100)을 보유한 공급업체와 협력합니다.
엔지니어와 제품 설계자에게 Rigid-Flex PCB는 더 작고, 가볍고, 더 안정적인 장치를 향한 명확한 경로를 제공합니다. 웨어러블 건강 모니터를 제작하든 항공우주 송수신기를 제작하든 이 기술은 기존 PCB로는 불가능했던 가능성을 열어줍니다.
전자 제품의 미래는 콤팩트하고 유연하며 내구성이 뛰어나며 Rigid-Flex PCB가 이를 주도하고 있습니다. 오늘 이 기술을 수용함으로써 내일의 혁신을 준비할 수 있습니다.
2025년 퀵 턴 HDI PCB: 프로젝트 비용 절감을 위한 7가지 데이터 기반 전략 (전문가 팁 포함)
2025년에는 5G 지원 웨어러블부터 EV 센서, 의료 IoT 장치에 이르기까지 혁신적인 전자 제품 출시 경쟁이 더욱 가속화될 것입니다. PCB 생산 지연으로 인해 기업은 시장 기회 상실, 재작업 및 유휴 팀으로 인해 주당 $10,000~$50,000의 비용을 지출할 수 있습니다. 이것이 바로 HDI(고밀도 상호 연결) PCB가 등장하는 곳입니다. 이 PCB는 작고 강력한 설계에 필요한 고밀도를 유지하면서 생산 주기를 몇 주에서 며칠로 단축합니다. PCB Insights에 따르면 글로벌 Quick Turn HDI 시장은 빠른 프로토타이핑과 민첩한 생산에 대한 수요에 힘입어 2024년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 11.2%로 성장할 것입니다.
이 가이드는 리드 타임 단축에서 재료 최적화에 이르기까지 HDI PCB가 2025년에 얼마나 빠른 회전으로 비용을 절감하는지 자세히 설명합니다. 고품질을 유지하면서 비용 절감을 극대화하는 데 도움이 되는 실제 데이터, 비교표, 모범 사례를 포함합니다.
주요 시사점1. 시간 = 돈: 빠른 회전 HDI PCB는 생산 주기를 2~6주(기존)에서 1~5일로 줄여 지연 관련 비용을 30~50% 절감합니다(예: 중규모 전자 회사의 경우 프로젝트당 $20,000 절감).2. 재료 효율성: HDI의 고밀도(마이크로비아, 미세 트레이스)는 기존 PCB에 비해 재료 낭비를 25~40% 줄여 1,000개 배치당 $500~$2,000를 절약합니다.3. 단순한 설계 = 비용 절감: 레이어를 2~4개(대부분의 프로젝트에서)로 제한하고 표준 재료(예: FR4)를 사용하면 제조 복잡성이 줄어들고 비용이 15~25% 절감됩니다.4. 조기 협업의 성과: 설계 과정에서 제조업체와 협력하면 재작업 비율이 12%(협업 없음)에서 2%로 줄어들고 결함이 있는 보드를 수리하는 데 드는 비용이 3,000~8,000달러 절약됩니다.5. 자동화를 통한 비용 절감: AI 기반 설계 검사와 자동화된 생산으로 정확성이 98% 향상되고 작업 흐름 속도가 40% 향상되어 인건비와 오류 비용이 절감됩니다.
Quick Turn HDI PCB란 무엇입니까? (정의 및 핵심 특성)Quick Turn HDI PCB는 판도를 바꾸는 두 가지 기술, 즉 HDI(소형, 고성능 설계용)와 신속한 제조(빠른 납품용)를 결합합니다. 소형 폼 팩터와 느린 생산으로 어려움을 겪는 기존 PCB와 달리 퀵 턴 HDI PCB는 밀도나 신뢰성을 희생하지 않고 촉박한 마감 기한을 충족하도록 설계되었습니다.
Quick Turn HDI PCB의 핵심 사양HDI 기술의 고유한 기능은 속도와 성능을 모두 가능하게 합니다. 다음은 이러한 보드를 비용에 민감하고 시간이 중요한 프로젝트에 이상적으로 만드는 주요 특성입니다.
특징
빠른 회전 HDI PCB 사양
기존 PCB 사양
비용 절감이 중요한 이유
생산주기 시간
1~5일(프로토타입/배치 170°C)
로저스 (RF-4350B)
$4.50
-40°C ~ +150°C
5G mmWave, RF 안테나
빈도가 낮고 비용에 민감한 프로젝트
폴리이미드
$6.00
-200°C ~ +250°C
항공우주, 고온 센서
대부분의 소비자/산업 프로젝트
최적화 팁: 프로젝트의 90%에 표준 FR4를 사용하십시오. 장치가 극한의 온도에서 작동하거나 고주파 성능이 필요한 경우에만 Tg가 높은 FR4 또는 Rogers로 업그레이드하십시오. 이를 통해 재료비를 60~75% 절감할 수 있습니다.
3. 제조방법고급 제조 기술(예: 레이저 드릴링, 순차 적층)은 품질을 향상시키지만 비용이 증가할 수 있습니다. 빠른 회전 HDI PCB의 경우 속도와 비용의 균형을 맞추는 방법에 중점을 둡니다.
제조방법 비교
방법
속도(배치당)
비용 영향
품질/정확도
최고의 대상
레이저 드릴링(마이크로비아)
2~3시간
+10%
높음(±1μm)
2~4mil 비아가 있는 HDI PCB
기계적 드릴링
1~2시간
0%(기본)
중간(±5μm)
8mil 이상의 비아가 있는 PCB
순차적 적층
8~10시간
+30%
높음(박리 없음)
6+ 레이어 HDI PCB
표준 적층
4~6시간
0%(기본)
양호(낮은 박리)
2-4 레이어 HDI PCB
최적화 팁: 8mil 이상의 비아(더 빠르고 저렴함)에는 기계적 드릴링을 사용하고 8mil 미만의 비아에는 레이저 드릴링을 사용하십시오. 2-4 레이어 보드의 경우 표준 라미네이션으로 충분하므로 순차 라미네이션에 비해 제조 비용이 30% 절약됩니다.
4. 디자이너와 제조업체 간의 협업신속한 HDI 제조업체와의 조기 협력을 통해 재작업 및 설계 결함을 줄일 수 있습니다. 제조업체는 생산 전에 문제(예: 달성할 수 없는 추적 폭)를 발견할 수 있으므로 나중에 비용이 많이 드는 수정을 피할 수 있습니다.
비용에 대한 협업의 영향
협업 수준
재작업률
1,000개 단위당 비용
배치당 손실된 시간
협업 없음(디자인 우선)
12%
$6,000
5~7일
초기 협업(설계 + 제조)
2%
$1,000
1~2일
최적화 팁: 프로젝트 시작 후 1~2일 이내에 설계 파일을 제조업체와 공유하세요. 문제를 조기에 파악하려면 DFM 검토를 요청하세요(대부분의 빠른 전환 제공업체에서는 이 검토를 무료로 제공함). 이를 통해 재작업 비용을 83% 절감하고 일주일의 생산 시간을 절약할 수 있습니다.
2025년 Quick Turn HDI PCB 절감을 극대화하기 위한 5가지 모범 사례Quick Turn HDI PCB에서 비용을 최대한 절감하려면 업계 전문 지식을 바탕으로 실행 가능한 모범 사례를 따르십시오.
1. 가장 저렴한 제조업체가 아닌 올바른 제조업체를 선택하세요.저비용 제조업체는 불필요한 작업(예: 불량한 라미네이션, 건너뛴 검사)으로 인해 재작업 및 지연이 발생할 수 있습니다. 다음을 갖춘 제조업체를 찾으세요.a.빠른 회전 전문 지식: 1~5일의 리드 타임으로 HDI PCB를 제작한 5년 이상의 경험.b.품질 인증: ISO 9001(품질 관리) 및 IPC-A-600G(PCB 표준).c.투명한 가격: 긴급 주문이나 DFM 검토에 대한 숨겨진 수수료가 없습니다.d.확장성: 프로토타입(50개 단위) 및 대규모 배치(10,000개 이상의 단위)를 처리하는 능력.
제조업체 선택 체크리스트
요인
무엇을 찾아야 할까요?
피해야 할 위험 신호
리드타임 보장
1~5일(서면 보증)
"빠른 전환"을 위한 "2~4주"
품질 검사
인라인 AOI, X선, 플라잉 프로브
검사 단계에 대한 언급 없음
고객 리뷰
별 4.5개 이상(Google/Trustpilot)
별 4개 미만, 지연에 대한 불만이 자주 발생함
DFM 지원
24시간 이내에 무료 DFM 검토
DFM 수표에 $500 이상 청구
2. 설계 단순화(성능 저하 없이)복잡한 설계(예: 8개 레이어, 1mil 트레이스)로 인해 비용이 증가합니다. 가능한 경우 단순화하세요.a. 레이어를 2~4개로 제한: 대부분의 IoT, 웨어러블 및 소비자 장치는 2~4개의 레이어에서 잘 작동합니다.b.표준 트레이스/공간 사용: 3mil 트레이스/3mil 공간은 1mil/1mil보다 제조하기 쉽습니다.c.맞춤형 크기 방지: 표준 보드 크기(예: 50x70mm, 100x150mm)를 사용하여 재료 낭비를 줄입니다.d. 표준 마감을 고수하십시오. ENIG 또는 HASL은 맞춤형 마감(예: 침지 은)보다 빠르고 저렴합니다.
예: 한 스타트업에서는 스마트워치 PCB를 6층에서 4층으로 단순화하고 트레이스를 3mil/3mil로 전환했습니다. 생산 비용을 22% 절감하면서도 동일한 성능을 유지했습니다.
3. 자동화 도구 활용자동화를 사용하여 설계 속도를 높이고 오류를 줄입니다.a.AI DFM 소프트웨어: Altium Designer의 DFM Checker 또는 Siemens Xcelerator와 같은 도구는 설계 결함(예: 너무 좁은 트레이스 간격)을 몇 분 안에 찾아냅니다.b.자동 견적: 많은 제조업체는 설계(예: 레이어 수, 재료)를 기반으로 비용을 실시간으로 계산하는 온라인 견적 도구를 제공합니다.c.클라우드 협업: 이메일 지연을 방지하기 위해 클라우드 도구(예: Google Drive, Dropbox)를 통해 제조업체와 설계 파일 및 피드백을 공유합니다.
데이터 포인트: AI DFM 도구를 사용하는 팀은 설계 오류를 70% 줄이고 설계 완료 시간을 40% 단축합니다.
4. 확장성 계획프로토타입부터 대량 생산까지 확장할 수 있도록 빠른 회전 HDI PCB를 설계하십시오.a. 모듈형 설계: 대규모 배치에 대한 재설계를 피하기 위해 복잡한 회로를 더 작고 재사용 가능한 모듈(예: 전력 모듈, RF 모듈)로 나눕니다.b.구성 요소 표준화: 대량으로 조달하기 쉬운 공통 구성 요소(예: 0402 패시브, 0.5mm 피치 BGA)를 사용합니다.c.대량 생산 테스트: 프로토타입을 제작하는 동안 제조업체에 디자인 확장성이 얼마나 좋은지 테스트해 달라고 요청합니다(예: 1주일에 10,000개를 생산할 수 있습니까?).
이점: EV 충전 센서를 제조하는 회사는 모듈형 Quick Turn HDI 설계를 사용했습니다. 재설계 없이 프로토타입 100개에서 유닛 10,000개로 확장하여 엔지니어링 비용을 $15,000 절감했습니다.
5. 일괄 주문(가능한 경우)Quick Turn HDI PCB는 소규모 배치에 탁월하지만 약간 더 많은 수량(예: 500개 대 100개 단위)을 주문하면 단위당 비용을 줄일 수 있습니다. 대부분의 제조업체는 500개 이상의 배치에 대해 대량 할인을 제공합니다.
대량 할인 사례(Quick Turn HDI PCB)
배치 크기
단위당 비용
총 비용
단위당 절감 대 100개 단위
100개 단위
$8.00
$800
0%
500개 단위
$3.50
$1,750
56%
1,000대
$1.80
$1,800
78%
팁: 100개의 프로토타입이 필요한 경우 200개를 주문하세요. 추가 100개 단위의 비용은 700달러(100개 단위의 경우 800달러)이며 향후 반복이나 소규모 테스트에 사용할 수 있습니다.
FAQ: 비용 절감을 위한 Quick Turn HDI PCB1. Quick Turn HDI PCB는 기존 PCB보다 단위당 가격이 더 비쌉니까?아니요. 소규모 배치(예: 100개 단위)의 경우 단위당 비용이 10~20% 더 높을 수 있지만 총 프로젝트 비용은 더 낮습니다. Quick Turn HDI PCB는 지연 비용, 재작업 비용 및 시장 기회 상실을 방지하여 전체적으로 30~50%를 절약합니다.
2. Quick Turn HDI PCB가 고주파 설계(예: 5G mmWave)를 처리할 수 있습니까?예. 많은 Quick Turn HDI 제조업체는 최대 100GHz의 주파수를 지원하는 Rogers RF-4350B 또는 폴리이미드와 같은 소재를 제공합니다. 이러한 재료는 비용이 추가되지만 기존 고주파 PCB(생산하는 데 4주 이상 소요)보다 여전히 저렴합니다.
3. Quick Turn HDI PCB의 품질을 어떻게 보장합니까?엄격한 품질 검사(AOI, X-ray, 플라잉 프로브 테스트)를 갖춘 제조업체를 선택하고 대량 배치를 주문하기 전에 샘플을 요청하세요. 대부분의 평판이 좋은 공급업체는 품질 검증을 위해 프로토타입(5~10개 단위)에 대한 무료 샘플을 제공합니다.
4. Quick Turn HDI PCB의 최소 주문 수량(MOQ)은 얼마입니까?대부분의 제조업체에는 MOQ가 없습니다. 1개(시제품 제작용) 또는 10,000개 이상(대량 생산용)을 주문할 수 있습니다. 이러한 유연성은 스타트업과 중소기업의 핵심입니다.
5. Quick Turn HDI PCB에 대한 견적을 받는 데 얼마나 걸리나요?자동 견적 도구를 사용하면 1~2시간 안에 견적을 받을 수 있습니다. 복잡한 설계(예: 8레이어 HDI)의 경우 견적에는 24시간이 걸릴 수 있습니다(DFM 피드백 포함).
결론: Quick Turn HDI PCB - 2025년 비용 절감 비밀 무기2025년에는 속도와 효율성이 전자제품 제조 성공의 가장 큰 동인이 될 것입니다. Quick Turn HDI PCB는 생산 시간을 며칠로 단축하고 재료 낭비를 줄이며 총 프로젝트 비용을 30-50% 절감하는 두 가지 측면을 모두 제공합니다. 절감 효과를 극대화하는 핵심은 다음과 같습니다.a. 디자인 단순화(2~4개 레이어, 표준 재료).b.재작업을 피하기 위해 제조업체와 조기에 협력합니다.c.자동화를 활용하여 작업 흐름 속도를 높이고 오류를 줄입니다.d.품질과 정시 배송을 보장하기 위해 가장 저렴한 파트너뿐만 아니라 올바른 파트너를 선택합니다.
IoT 센서, EV 구성 요소 또는 의료 장치를 만들 때 Quick Turn HDI PCB를 사용하면 2025년 빠르게 변화하는 시장에 발맞추면서 더 빠르게 출시하고, 더 많이 반복하고, 비용을 절약할 수 있습니다. 이 가이드의 전략을 따르면 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 경쟁사보다 먼저 제품을 시장에 출시하여 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.
2025년으로 접어들면서 Quick Turn HDI PCB를 사용하는 기업과 기존 방식을 고수하는 기업 간의 격차는 더욱 커질 것입니다. 지연과 높은 비용으로 인해 방해를 받지 마십시오. 빠른 회전 HDI PCB를 채택하고 혁신과 성장에 필요한 비용 절감 효과를 누리십시오.
2025 가이드: 왜 알루미늄 나이트라이드 세라믹 PCB가 현대 산업 전자제품에 혁명을 일으키는가
산업 전자 분야는 빠르게 발전하고 있으며, 장치는 소형화되고, 전력 밀도는 증가하며, 성능 요구 사항은 급증하고 있습니다. 이러한 상황에서 기존 PCB는 따라가기 힘들어지고 있습니다. 알루미늄 질화물(AlN) 세라믹 PCB가 등장하면서 열 관리, 전기 절연, 내구성에 대한 가능성을 재정의하는 획기적인 기술이 되었습니다. 열 전도율이 120~200 W/mK(기존 재료를 훨씬 능가)이고 전기 저항이 최대 10¹³ 옴 cm인 AlN 세라믹 PCB는 자동차, 항공 우주, 통신, 의료 기기 등 산업 분야에서 선호되는 선택이 되고 있습니다.
이 포괄적인 가이드는 AlN 세라믹 PCB의 고유한 특성, 주요 분야에서의 실제 적용 사례, 대체 재료와의 비교, 성장을 형성하는 미래 트렌드를 자세히 살펴봅니다. 마지막으로, 주요 제조업체가 가장 시급한 전자적 문제를 해결하기 위해 AlN 세라믹 PCB로 전환하는 이유를 이해하게 될 것입니다.
주요 내용 1. 탁월한 열 관리: AlN 세라믹 PCB는 140~200 W/mK의 열 전도율을 자랑하며, 알루미나보다 5~10배, FR4보다 40~1000배 더 우수하여 고전력 전자 제품에 이상적입니다. 2. 우수한 전기 절연: 체적 저항률이 10¹²~10¹³ 옴 cm으로, 5G 및 레이더 시스템과 같은 고주파 응용 분야에서도 신호 손실 및 누전을 방지합니다. 3. 산업 등급 내구성: 극한 온도(최대 2400°C), 열 충격, 부식 및 물리적 스트레스를 견딜 수 있어 자동차, 항공 우주 및 방위 산업의 가혹한 환경에 적합합니다. 4. 광범위한 산업 채택: 전기 자동차(EV) 배터리에서 5G 인프라, 의료 영상 장치에 이르기까지 AlN 세라믹 PCB는 현대 기술의 중요한 성능 격차를 해결하고 있습니다.
알루미늄 질화물 세라믹 PCB의 주요 특성 및 장점알루미늄 질화물 세라믹 PCB는 열적, 전기적, 기계적 특성의 독특한 조합으로 인해 다른 회로 기판 재료와 차별화됩니다. 이러한 장점은 스트레스 하에서 신뢰성과 성능이 필수적인 응용 분야에 필수적입니다.
1. 열 전도율: 열 관리 게임 체인저열은 고전력 전자 제품의 가장 큰 적입니다. 과열은 구성 요소의 수명을 단축시키고, 성능을 저하시키며, 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다. AlN 세라믹 PCB는 다른 PCB 재료보다 민감한 부품에서 열을 더 빠르게 제거하여 이를 해결합니다. a. 핵심 성능: AlN 세라믹 PCB는 140~180 W/mK의 열 전도율을 가지며, 고등급 변형은 200 W/mK에 도달합니다. 이는 일반적인 대안보다 훨씬 높습니다. 알루민산 마그네슘: 25~30 W/mK(AlN보다 5~7배 낮음) 알루미나 세라믹: 20~30 W/mK(AlN보다 5~9배 낮음) FR4: 0.2~0.3 W/mK(AlN보다 400~900배 낮음) b. 산업 영향: 반도체, LED 및 EV 전력 시스템의 경우, 이는 더 시원한 작동, 더 긴 수명 및 일관된 성능을 의미합니다. 예를 들어, LED 조명에서 AlN PCB는 알루미나에 비해 접합부 온도를 20~30°C 낮추어 LED 수명을 50% 연장합니다.
아래 표는 AlN을 다른 내열성 PCB 재료와 비교합니다.
재료
열 전도율(W/mK)
열팽창 계수(CTE, ppm/°C)
무독성
산화 베릴륨(BeO)
140~180
~7~8
고독성(먼지가 폐암 유발)
장점
250~300
~7.5
고독성
알루민산 마그네슘
25~30
AlN(실리콘 칩과 일치, 균열 없음)
고독성(먼지가 폐암 유발)
장점
20~30
AlN(실리콘 칩과 일치, 균열 없음)
고독성(먼지가 폐암 유발)
참고: BeO는 열 전도율이 더 높지만, 독성(가공 시 유해한 먼지를 방출)으로 인해 대부분의 산업 용도에 안전하지 않습니다. AlN은 가장 안전한 고성능 대안입니다.
2. 전기 절연: 고주파 환경에서 안정적인 신호5G, 레이더 및 고전력 전자 제품에서 전기 절연은 단순히 '있으면 좋은' 것이 아니라 신호 간섭을 방지하고 안전을 보장하는 데 매우 중요합니다. AlN 세라믹 PCB는 여기서 뛰어납니다. a. 절연 강도: 체적 저항률(10¹²~10¹³ 옴 cm)은 알루미나보다 10~100배 높으므로 전기 누설이 거의 없습니다. 이는 고주파 응용 분야(최대 100GHz)에서 신호를 안정적으로 유지하여 FR4에 비해 신호 손실을 30~50% 줄입니다. b. 유전율: ~8.9에서 AlN의 유전율은 알루미나(~9.8) 및 알루민산 마그네슘(~9)보다 낮아 고속 신호 전송에 더 적합합니다. 이것이 통신 회사가 5G RF 필터 및 안테나에 AlN을 사용하는 이유입니다.
3. 내구성: 가혹한 산업 환경을 위해 제작산업 전자는 종종 가혹한 환경(극한 온도, 부식성 화학 물질 및 지속적인 진동)에서 작동합니다. AlN 세라믹 PCB는 이러한 문제를 극복하도록 설계되었습니다. a. 내열성: 600°C에서 지속적으로 사용하고 2400°C에 단기간 노출될 수 있습니다(실험실 도가니에 사용). 이는 FR4의 150°C 및 알루미나의 1600°C 한계를 훨씬 초과합니다. b. 열 충격 저항: 실리콘 칩과 일치하는 낮은 CTE(~4.5 ppm/°C) 덕분에 갑작스러운 온도 변화(예: -50°C에서 200°C)를 균열 없이 처리합니다. 이는 재진입 중 항공 우주 부품 또는 추운 날씨의 EV 배터리에 매우 중요합니다. c. 내식성: AlN은 대부분의 산, 알칼리 및 산업용 화학 물질에 불활성입니다. 자동차 엔진 또는 해양 장비에서 이는 오일, 염수 또는 연료로 인한 열화가 없음을 의미합니다. d. 기계적 강도: 대부분의 세라믹과 마찬가지로 취성이 있지만 AlN은 300~400MPa의 굴곡 강도를 가지므로 EV 모터 또는 항공 우주 엔진의 진동을 견딜 수 있을 만큼 강합니다.
알루미늄 질화물 세라믹 PCB의 산업 응용 분야AlN 세라믹 PCB는 단순히 '틈새' 기술이 아니라 기존 PCB로는 해결할 수 없는 문제를 해결하여 주요 산업을 변화시키고 있습니다. 다음은 가장 영향력 있는 용도입니다.
1. 전자 및 반도체 제조반도체 산업은 더 작고 강력한 칩(예: 2nm 공정 노드)을 생산하기 위해 경쟁하고 있습니다. 이러한 칩은 더 좁은 공간에서 더 많은 열을 발생시키므로 AlN 세라믹 PCB가 필수적입니다. a. 웨이퍼 처리: AlN PCB는 반도체 웨이퍼의 기판으로 사용되어 에칭 및 증착 중에 균일한 열 분포를 보장합니다. 이는 웨이퍼 결함을 25~30% 줄입니다. b. 고전력 칩: 전력 반도체(예: EV의 IGBT)의 경우 AlN PCB는 알루미나보다 5배 빠르게 칩에서 열을 제거하여 효율성을 10~15% 향상시킵니다. c. 시장 성장: 글로벌 반도체 시장은 연간 6.5%(2023~2030년) 성장할 것으로 예상되며, AlN PCB는 현재 반도체에 사용되는 모든 가공 가능한 세라믹 기판의 25%를 차지합니다. 칩 제조업체가 2nm 기술을 채택함에 따라 AlN 평면 세라믹 웨이퍼에 대한 수요가 매년 32% 증가했습니다.
2. 자동차 및 전기 자동차(EV)현대 자동차, 특히 EV는 배터리, 인버터, 충전기 및 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)과 같은 전자 장치로 가득합니다. AlN 세라믹 PCB는 이러한 시스템의 신뢰성을 확보하는 데 매우 중요합니다. a. EV 배터리: AlN PCB는 배터리 관리 시스템(BMS)에서 열을 관리하여 열 폭주를 방지합니다. 이는 배터리 수명을 30% 연장하고 충전 시간을 15% 단축합니다. b. 전력 전자 장치: 인버터 및 컨버터(DC 배터리 전원을 모터용 AC로 변환)는 강렬한 열을 발생시킵니다. AlN PCB는 이러한 구성 요소를 시원하게 유지하여 EV 주행 거리를 5~8% 향상시킵니다. c. ADAS 및 자율 주행: ADAS의 레이더 및 LiDAR 시스템은 고주파 신호 안정성이 필요합니다. AlN의 낮은 유전 손실은 극한 온도(-40°C ~ 125°C)에서도 정확한 감지를 보장합니다. d. 산업 채택: Tesla 및 BYD와 같은 주요 EV 제조업체는 최신 모델에 AlN PCB를 사용하고 있으며, 자동차 AlN 시장은 2027년까지 연간 28% 성장할 것으로 예상됩니다.
아래 표는 AlN의 자동차 응용 분야를 요약합니다.
자동차 부품
AlN PCB의 주요 이점
차량 성능에 미치는 영향
배터리 관리 시스템
과열 방지, 배터리 수명 연장
배터리 수명 30% 연장, 충전 15% 빨라짐
인버터/컨버터
효율적인 방열
EV 주행 거리 5~8% 증가
레이더/LiDAR(ADAS)
고주파 신호 안정성
객체 감지 20% 더 정확
엔진 센서
극한의 열과 진동 견딤
센서 고장 50% 감소
3. 항공 우주 및 방위항공 우주 및 방위 전자 제품은 가장 가혹한 조건(극한 온도, 방사선 및 기계적 스트레스)에 직면합니다. AlN 세라믹 PCB는 이러한 요구 사항을 충족할 수 있는 유일한 재료입니다. a. 열 차폐: 우주 왕복선 재진입 중 AlN PCB는 열 차폐를 구성하여 최대 1800°C의 온도를 견디고 내부 전자 장치의 손상을 방지합니다. b. 위성 시스템: 궤도에 있는 위성은 -270°C(우주) 및 120°C(햇빛)에 노출됩니다. AlN의 열 충격 저항은 균열을 방지하여 통신 시스템을 온라인 상태로 유지합니다. c. 방위 레이더: 군사 레이더 시스템은 고주파수(10~100GHz)에서 작동하며 안정적인 신호 전송이 필요합니다. AlN의 낮은 유전 손실은 알루미나에 비해 신호 간섭을 40% 줄입니다.
4. 통신 및 5G 인프라5G 기술은 더 빠른 속도, 더 낮은 대기 시간 및 더 높은 대역폭을 필요로 하며, 이는 모두 저하 없이 고주파 신호를 처리하는 PCB에 달려 있습니다. AlN 세라믹 PCB는 5G 인프라의 중추입니다. a. RF 필터 및 안테나: 5G는 질화 갈륨(GaN) 증폭기를 사용하며, 이는 상당한 열을 발생시킵니다. AlN PCB(열 전도율 >170 W/mK)는 GaN 증폭기를 시원하게 유지하여 일관된 신호 강도를 보장합니다. b. 기지국: 5G 기지국은 모든 날씨에서 연중무휴로 작동해야 합니다. AlN의 내식성 및 온도 허용 오차는 유지 보수 문제를 줄여 가동 중지 시간을 35% 줄입니다. c. 시장 수요: 5G 롤아웃이 전 세계적으로 가속화됨에 따라 통신 AlN 시장은 2023년 1억 9천만 달러에서 2028년까지 4억 8천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
5. LED 조명 및 광전자LED는 에너지 효율적이지만 과열되면 빠르게 저하됩니다. AlN 세라믹 PCB는 이 문제를 해결하여 고전력 LED 조명의 표준으로 만들고 있습니다. a. 고전력 LED: 산업용 LED(예: 경기장 조명) 또는 자동차 헤드라이트의 경우 AlN PCB는 접합부 온도를 20~30°C 낮추어 LED 수명을 50,000시간에서 75,000시간으로 연장합니다. b. 레이저 다이오드: 레이저 다이오드(의료 장비 및 3D 프린터에 사용)는 정밀한 열 제어가 필요합니다. AlN의 균일한 열 분포는 레이저 출력 안정성을 보장하여 오류율을 25% 줄입니다.
6. 의료 기기 및 장비의료 기기는 정밀성, 신뢰성 및 멸균성을 요구하며, AlN 세라믹 PCB는 모든 분야에서 뛰어납니다. a. 영상 장치: X선, CT 스캐너 및 MRI 장치는 감지기에서 열을 발생시킵니다. AlN PCB는 이러한 구성 요소를 시원하게 유지하여 선명한 이미지를 보장하고 기기 가동 중지 시간을 줄입니다. b. 웨어러블 기기: 포도당 모니터 및 심박수 추적기와 같은 기기는 작고 내구성이 뛰어나며 신뢰성이 있어야 합니다. AlN의 소형 크기와 낮은 전력 손실은 이러한 응용 분야에 이상적입니다. c. 멸균성: AlN은 불활성이며 오토클레이브 멸균(134°C, 고압)을 견딜 수 있으므로 수술 도구에 안전하게 사용할 수 있습니다.
AlN 세라믹 PCB가 다른 재료와 어떻게 비교되는지AlN이 인기를 얻고 있는 이유를 이해하려면 가장 일반적인 대체 PCB인 FR4, 알루미나 세라믹 및 산화 베릴륨과 비교하는 것이 중요합니다.
1. AlN vs. FR4 PCBFR4는 가장 널리 사용되는 PCB 재료(TV, 컴퓨터 및 저전력 장치에 사용)이지만 고성능 응용 분야에서는 AlN에 미치지 못합니다.
알루미늄 질화물(AlN)
산화 베릴륨(BeO)
FR4
열 전도율
140~180 W/mK
250~300 W/mK
0.2~0.3 W/mK
AlN(400~900배 더 나은 열 전달)
내열성
>600°C
130~150°C
AlN(극한 열 처리)
전기 절연
10¹²~10¹³ 옴 cm
10¹⁰~10¹¹ 옴 cm
AlN(10~100배 적은 누설)
고주파 성능
낮은 유전 손실(0.02)
AlN(신호 저하 없음)
비용
인치당 $5~$20
인치당 $10~$30
FR4(저전력 사용에 더 저렴)
어떤 것을 선택해야 할까요? 저전력, 저열 장치(예: 리모컨)에는 FR4를 사용하십시오. 고전력, 고주파 응용 분야(예: EV, 5G)에는 AlN을 선택하십시오.
2. AlN vs. 알루미나 세라믹 PCB
알루미나(Al₂O₃)는 일반적인 세라믹 PCB 재료이지만 주요 영역에서 AlN에 미치지 못합니다.메트릭
알루미늄 질화물(AlN)
산화 베릴륨(BeO)
장점
열 전도율
140~180 W/mK
250~300 W/mK
AlN(5~9배 더 나은 열 전달)
CTE(ppm/°C)
~4.5
~7~8
AlN(실리콘 칩과 일치, 균열 없음)
유전율
~8.9
~9.8
AlN(더 나은 고주파 신호)
비용
인치당 $5~$20
인치당 $10~$30
알루미나(저열 사용에 더 저렴)
어떤 것을 선택해야 할까요? 저전력 세라믹 응용 분야(예: 소형 LED)에는 알루미나를 사용하십시오. 고전력, 고주파 사용(예: 반도체, EV)에는 AlN을 선택하십시오.
3. AlN vs. 산화 베릴륨(BeO) PCB
BeO는 모든 세라믹 중에서 가장 높은 열 전도율을 가지고 있지만 독성으로 인해 대부분의 산업에서 사용할 수 없습니다.메트릭
알루미늄 질화물(AlN)
산화 베릴륨(BeO)
장점
열 전도율
140~180 W/mK
250~300 W/mK
BeO(더 높지만 독성)
독성
무독성
고독성(먼지가 폐암 유발)
AlN(제조에 안전)
가공성
가공 용이
취성, 가공 어려움
AlN(낮은 생산 비용)
비용
인치당 $5~$20
인치당 $10~$30
AlN(더 저렴하고 안전)
어떤 것을 선택해야 할까요? BeO는 틈새, 고도로 규제된 응용 분야(예: 원자로)에서만 사용됩니다. AlN은 다른 모든 고열 사용에 대한 안전하고 비용 효율적인 대안입니다.
AlN 세라믹 PCB의 혁신 및 미래 트렌드
AlN 세라믹 PCB 시장은 새로운 제조 기술과 응용 분야 확대로 인해 빠르게 성장하고 있습니다(2030년까지 12억 달러에 이를 것으로 예상). 다음은 주목해야 할 주요 트렌드입니다.1. 고급 제조 기술
기존 AlN 제조(예: 건식 압착, 소결)는 느리고 비용이 많이 듭니다. 새로운 방법은 AlN을 더 쉽게 접근할 수 있도록 만들고 있습니다. a. 직접 도금 세라믹(DPC): 이 기술은 구리를 AlN 기판에 직접 증착하여 더 얇고 정밀한 회로를 만듭니다. DPC는 기존 방식에 비해 생산 시간을 40% 줄이고 열 전달을 15% 향상시킵니다. b. 활성 금속 브레이징(AMB): AMB는 AlN을 금속층(예: 구리)에 더 낮은 온도에서 접착하여 열 응력을 줄이고 내구성을 향상시킵니다. AMB AlNPCB는 이제 EV 인버터 및 항공 우주 부품에 사용됩니다.
c. 3D 프린팅: 3D 프린팅(적층 제조)은 AlN 생산에 혁명을 일으키고 있습니다. 복잡하고 맞춤형 디자인(예: EV 배터리용 곡선형 PCB)을 허용하고 프로토타입 제작 시간을 3~4주에서 1~2일로 단축합니다. 3D 프린팅은 또한 기존 방식의 70~85%에 비해 원자재의 95%를 사용하므로 폐기물과 비용을 줄입니다.아래 표는 기존 및 3D 프린팅 AlN 제조를 비교합니다.
측면
기존 제조
3D 프린팅
3D 프린팅의 이점
재료 활용
70~85%
최대 95%
폐기물 감소, 비용 절감
생산 시간
3~4주(프로토타입)
1~2일(프로토타입)
더 빠른 혁신
설계 유연성
평평하고 단순한 모양으로 제한
복잡하고 맞춤형 모양
고유한 응용 분야에 적합(예: 곡선형 EV 부품)
비용(프로토타입)
$500~$2,000
$100~$500
새로운 디자인의 저렴한 테스트
2. 그린 에너지 및 IoT로 확장
AlN 세라믹 PCB는 빠르게 성장하는 두 분야(그린 에너지 및 사물 인터넷(IoT))에서 새로운 용도를 찾고 있습니다. a. 그린 에너지: 태양광 인버터 및 풍력 터빈 컨트롤러는 높은 열을 발생시킵니다. AlN PCB는 효율성을 10~15% 향상시키고 수명을 50% 연장합니다. 세계가 재생 에너지로 전환함에 따라 이 분야에서 AlN에 대한 수요는 연간 35% 성장할 것으로 예상됩니다. b. IoT: IoT 장치(예: 스마트 온도 조절기, 산업용 센서)는 작고, 저전력이며, 신뢰성이 있어야 합니다. AlN의 소형 크기와 낮은 전력 손실은 이러한 장치에 이상적입니다. 글로벌 IoT 시장은 2025년까지 750억 개의 장치를 가질 것으로 예상되며, AlN은 핵심 구성 요소가 될 것입니다.3. 지속 가능성에 대한 집중
이제 제조업체는 AlN PCB에 대한 친환경 생산을 우선시하고 있습니다. a. 재활용: 새로운 공정을 통해 AlN 스크랩을 재활용하여 원자재 폐기물을 20% 줄입니다. b. 저에너지 소결: 고급 소결 기술은 기존 방식보다 30% 적은 에너지를 사용하여 탄소 발자국을 줄입니다. c. 수성 코팅: 유해한 용제를 수성 코팅으로 대체하여 AlN 생산을 작업자와 환경에 더 안전하게 만듭니다.FAQ: AlN 세라믹 PCB에 대한 일반적인 질문
1. AlN 세라믹 PCB는 비쌉니까?예, AlN은 FR4 또는 알루미나보다 비쌉니다(FR4 비용의 5~20배). 그러나 장기적인 절감 효과(고장 감소, 구성 요소 수명 연장, 유지 보수 감소)는 고성능 응용 분야의 초기 비용보다 더 큰 경우가 많습니다.2. AlN 세라믹 PCB는 가전 제품에 사용할 수 있습니까?
현재 AlN은 주로 산업 및 고급 소비자 장치(예: 프리미엄 EV, 5G 스마트폰)에 사용됩니다. 제조 비용이 하락함에 따라(3D 프린팅 덕분) 2025년까지 더 많은 소비자 제품(예: 고성능 노트북, 스마트 홈 장치)에서 AlN을 볼 수 있을 것입니다.3. AlN 세라믹 PCB는 진동을 어떻게 처리합니까?
AlN은 모든 세라믹과 마찬가지로 취성이 있지만 높은 굴곡 강도(300~400MPa)를 가지며 EV 모터, 항공 우주 엔진 및 산업 기계의 진동을 견딜 수 있습니다. 제조업체는 종종 충격 저항을 개선하기 위해 금속층(예: 구리)을 추가합니다.4. AlN 세라믹 PCB에 대한 제한 사항이 있습니까?
AlN의 주요 제한 사항은 비용(여전히 대안보다 높음)과 취성(떨어뜨리면 균열될 수 있음)입니다. 그러나 새로운 제조 기술(예: 3D 프린팅, AMB)은 이러한 문제를 해결하고 있습니다.결론: AlN 세라믹 PCB가 산업 전자 제품의 미래인 이유
알루미늄 질화물 세라믹 PCB는 단순히 '더 나은' 재료가 아니라 차세대 전자 제품에 필요한 혁신입니다. 장치가 더 작아지고, 더 강력해지고, 더 연결됨에 따라(5G, IoT, EV), 기존 PCB(FR4, 알루미나)는 더 이상 열 관리, 신호 안정성 및 내구성에 대한 요구 사항을 충족할 수 없습니다.AlN의 고유한 고열 전도율, 우수한 전기 절연 및 산업 등급 내구성은 자동차, 항공 우주, 통신 및 의료 기기와 같이 고장을 감당할 수 없는 산업 분야에서 선호되는 선택입니다. 또한 새로운 제조 기술(3D 프린팅, DPC)을 통해 비용을 절감하고 유연성을 향상시킴으로써 AlN은 틈새 응용 분야를 넘어 주류 전자 제품으로 진입할 준비가 되었습니다.
제조업체, 엔지니어 및 구매자의 경우 AlN 세라믹 PCB를 이해하는 것은 더 이상 선택 사항이 아니라 성능과 신뢰성이 모든 것인 세상에서 경쟁력을 유지하는 데 필수적입니다. EV 배터리, 5G 기지국 또는 의료 영상 장치를 구축하든, AlN 세라믹 PCB는 더 좋고 더 신뢰할 수 있는 제품을 개발하는 핵심입니다.
그린 에너지, 더 스마트한 장치 및 첨단 제조에 대한 글로벌 추진이 가속화됨에 따라 AlN 세라믹 PCB는 중요성이 더욱 커질 것입니다. 산업 전자 제품의 미래는 뜨겁고, 연결되어 있으며, 내구성이 뛰어나며, AlN이 그 길을 선도하고 있습니다.
PCB 번인 테스트 온도: 약점 발견 및 신뢰성 향상을 위한 궁극적인 가이드
10,000개의 PCB를 배포하고 3개월 이내에 500개의 실패가 발생한다고 상상해보세요. 이 "초기 실패"의 악몽은 시간과 돈, 브랜드 신뢰에 비용이 든다. 해결책은?PCB가 소비자에게 도달하기 전에 약한 구성 요소를 제거하기 위해 높은 온도에서 스트레스를 받는 과정하지만 문제는 이것입니다: 잘못된 온도를 선택하면 결함을 놓칠 수도 있습니다 (너무 낮습니다) 또는 좋은 보드를 손상시킬 수도 있습니다 (너무 높습니다).
이 가이드에서는 완벽한 연소 온도를 설정하는 방법, 재료 선택 (예를 들어,고Tg FR4 물질소비자 전자제품이나 항공용 PCB를 제조하든,이것은 초기 실패와 장기적인 신뢰성을 위한 도로 지도입니다..
주요 내용1.온도 범위는 협상 할 수 없습니다: 90 °C 150 °C 균형 결함 탐지 및 보드 안전 90 °C 아래는 약한 부분을 놓치고 150 °C 이상에는 손상 위험이 있습니다.2.물질 드라이브 제한: 높은 Tg FR4 (Tg ≥150 °C) 125 °C ~ 150 °C를 처리; 표준 FR4 (Tg 130 °C ~ 140 °C) 는 변형을 피하기 위해 125 °C에서 최고입니다.3업계 표준은 당신을 안내합니다: 소비자 전자제품은 90°C~125°C (IPC-9701) 를 사용합니다; 군사 / 항공 우주가 125°C~150°C (MIL-STD-202) 를 필요로합니다.4.데이터는 추측을 능가합니다. 테스트 중에 온도, 전압, 실패율을 추적하여 프로세스를 정제하고 약한 구성 요소를 감지합니다.5.열 관리가 중요합니다: 핫 스팟 또는 열악한 공기 흐름 편향 결과는 온도 싱크, 열 비아 및 폐쇄 루프 챔버를 사용하여 온도를 일정하게 유지합니다.
소각 검사 는 무엇 입니까? 온도 는 왜 중요 합니까?연소 테스트는 PCB를 위한 ′′스트레스 테스트′′입니다. 그것은 약한 구성 요소의 고장을 가속화하기 위해 고온 (그리고 때로는 전압) 에 판을 노출시킵니다.낮은 품질의 콘덴서)목표는 몇 달/년 사용량을 며칠으로 시뮬레이션하여 가장 신뢰할 수 있는 PCB만 고객에게 도달하도록 하는 것입니다.
온도는 가장 중요한 변수입니다.
a.저온 (≤80°C): 부품에 충분한 스트레스를 주지 않습니다. 약한 부품은 숨겨져 있어 초기 현장 고장으로 이어집니다.b. 높은 온도 (>150°C): PCB의 유리 전환 온도 (Tg) 를 초과하여 양형, 탈라미네이션 또는 좋은 구성 요소에 영구적인 손상을 유발합니다.c.최적 범위 (90°C~150°C): 건강한 보드에 해를 끼치지 않고 약한 부분을 고장으로 강조합니다. 70% 이상 초기 고장 비율을 줄이는 것으로 입증되었습니다.
최적의 연소 온도 범위: 응용 프로그램 및 표준에 따라모든 PCB는 동일하게 만들어지지 않습니다. 소화 온도는 PCB의 최종 사용, 재료 및 산업 표준에 달려 있습니다. 아래는 글로벌 표준에 의해 뒷받침되는 가장 일반적인 범위의 분포입니다.
1산업별 온도 범위다른 애플리케이션은 다른 수준의 신뢰성을 요구합니다. 온도를 사용 사례에 맞추는 방법은 다음과 같습니다.
애플리케이션 유형
산업 표준
온도 범위
시험 기간
핵심 목표
소비자 전자제품
IPC-9701
90°C~125°C
8~24시간
전화기, TV 또는 IoT 장치의 약한 콘덴시터 / 용조 관절을 잡습니다.
산업용 장비
MIL-STD-202G
100°C~135°C
24~48시간
공장 컨트롤러, 센서 또는 모터의 신뢰성을 보장합니다.
자동차 (Underhood)
AEC-Q100
125°C~140°C
48~72시간
엔진 열 (실용 시 120°C까지) 및 진동에 견딜 수 있다.
군사/항공우주
MIL-STD-202G
125°C~150°C
72~120시간
위성/공중에서 극한의 온도 (-50°C~150°C) 에서 살아남을 수 있습니다.
예를 들어: 스마트 폰 PCB (소비자 전자제품) 는 FR4 보드를 손상시키지 않고 결함이있는 마이크로 칩을 노출하기에 충분한 16 시간 동안 100 ° C를 사용합니다.군사용 레이더 PCB는 전투기에서 작동하도록 72시간 동안 150°C가 필요합니다..
2표준 이 중요 한 이유IPC, MIL-STD 또는 AEC 표준을 따르는 것은 단순히 관료적인 작업이 아니라 실수를 피하는 검증된 방법입니다. 예를 들어:a.IPC-9701: 소비자/산업용 PCB에 대한 골드 스탠더드는 결함 탐지와 비용을 균형을 맞추기 위해 90°C~125°C를 설정합니다.b.MIL-STD-202G: 전투 또는 우주에서 실패할 수 없는 PCB에 대해 중요한 군사 장비에 125°C~150°C가 필요합니다.c.AEC-Q100: 자동차 전자제품용으로 125°C~140°C를 요구하며, 모자 밑 온도와 일치한다.
표준을 건너뛰는 것은 테스트가 너무 많거나 부족할 위험이 있습니다. 예를 들어 LT CIRCUIT,각 PCB가 산업의 신뢰성 요구 사항을 충족하도록 보장합니다..
PCB 재료가 연소 온도 제한에 어떻게 영향을 미치는가PCB의 재료, 특히 유리 전환 온도 (Tg) 는 가장 안전한 연소 온도를 결정합니다.Tg는 PCB의 樹脂이 부드러워지고 구조 강도를 잃는 온도입니다.타는 동안 Tg를 초과하면 왜곡된 보드나 겹이 찢어지는 것을 얻을 수 있습니다.
1일반 PCB 재료 및 그 연소 한계
소재 종류
유리 전환 (Tg)
최대 안전 연소 온도
이상적 인 적용
표준 FR4
130°C~140°C
90°C~125°C
소비자 전자제품 (전화, TV)
높은 TG FR4
150°C~180°C
125°C~150°C
산업용/자동차용 (엔진 컨트롤러)
폴리아미드
250°C+
150°C~200°C
항공우주/군사 (위성, 레이더)
세라믹
300°C+
150°C~180°C
고전력 장치 (LED 드라이버, EV 인버터)
결정적 규칙: 태우기 동안 물질의 Tg의 80%를 절대 초과하지 마십시오. 예를 들어, 높은 Tg FR4 (Tg 150 ° C) 는 부드러움을 피하기 위해 120 ° C (150 ° C의 80%) 에서 최고가됩니다.
2. 왜 높은 TG FR4 는 게임 변화 가 될 수 있는가더 높은 연소 온도 (예를 들어, 자동차, 산업) 를 필요로 하는 PCB에는 높은 Tg FR4가 필수적입니다.a.열 저항: Tg 150°C~180°C는 125°C~150°C의 화상을 변형 없이 처리할 수 있다.b. 내구성: 긴 시간 신뢰성을 위해 스트레스 하에서 분해 (층 분리) 에 저항합니다.화학 저항성: 기름, 냉각액 및 청소 물질 (산업/자동차 사용에서 일반) 에 저항합니다.
LT CIRCUIT는 산업용/자동차용 PCB의 70%를 위해 높은 Tg FR4를 사용하며 표준 FR4에 비해 초기 고장률을 60% 감소시킵니다.
연소 테스트 가 PCB 의 신뢰성 을 높이는 방법태연 테스트는 단순히 "좋아하는 것"일 뿐만 아니라 신뢰성에 대한 투자입니다. 이것이 단기 및 장기적으로 PCB의 성능에 어떤 영향을 미치는지 살펴보십시오.
1초기 고장 발견: 배송 전에 결함을 막기"바다 곡선"은 신뢰성 고전입니다. PCB는 높은 초기 고장율 (약한 구성 요소), 이후 긴 안정적인 사용 기간, 그리고 늦은 고장 (후모 및 눈물) 을 가지고 있습니다.번인 테스트는 초기 실패 단계를 제거:a. 약한 구성 요소를 스트레칭: PCB가 고객에게 도달하기 전에 결함이있는 용매 결합, 저품질 콘덴서 또는 잘못된 비아스는 90 °C-150 °C 아래에서 실패합니다.ii. 보증 요금을 줄이는 것: IPC의 한 연구 결과에 따르면 소각 테스트는 소비자 전자제품의 보증 비용을 50%~70% 절감합니다.
사례 연구: 한 노트북 제조업체 는 PCB 처리 과정 에 100°C/24시간의 연소 를 추가 하였다. 초기 고장률 은 5% 에서 0.5% 로 감소 하여 매년 보증 수리 비용 으로 20만 달러 를 절감 하였다.
2장기성능: 내구성을 검증합니다.연소 테스트는 결함을 감지하는 것뿐만 아니라 PCB가 지속될 수 있는지 확인합니다.a.열조합 내구성 테스트: 열 사이클 (일부 산업의 연소 부분) 은 열 변동 환경 (예를 들어 자동차,외부 센서).b.물질의 안정성을 확인합니다. 높은 Tg FR4는 125°C에서 딱딱하게 유지되어야 합니다.c. 설계 최적화: PCB가 130°C에서 고장 났다면 열 분비를 개선하기 위해 열 통로를 추가하거나 뜨거운 구성 요소를 이전할 수 있습니다.
3데이터 기반 개선모든 번인 테스트는 귀중한 데이터를 생성합니다.a.실패 모드: 콘덴서가 가장 자주 고장 나나요? 용접 조합이 140°C에서 균열합니까? 이것은 BOM 또는 디자인을 개선해야하는 곳을 알려줍니다.b.온도 경계는: 125°C가 2%의 고장을 일으키지만 120°C가 0.5%를 일으킨다면 더 나은 양을 위해 120°C로 조정할 수 있습니다.c. 부품 품질: 저항의 팩이 지속적으로 고장 났을 경우, 더 많은 PCB를 파괴하기 전에 공급자를 변경할 수 있습니다.LT CIRCUIT는 이러한 데이터를 사용하여 프로세스를 정제합니다. 예를 들어, 135 ° C가 표준 FR4에서 탈lamination을 일으킨다는 것을 발견한 후, 산업 주문에 대해 높은 Tg FR4로 전환하여 문제를 제거합니다.
PCB 를 위한 올바른 연소 온도 를 결정 하는 방법완벽한 온도를 선택하는 것은 추측이 아닙니다. 그것은 PCB의 재료, 응용 및 표준을 고려하는 단계별 과정입니다.
단계 1: PCB의 물질 Tg부터 시작하세요물질의 Tg는 첫 번째 한계입니다.최대 연소 온도 = 재료 Tg의 80%
소재
Tg
80%의 Tg (최대 안전 온도)
이상적인 연소 범위
표준 FR4
130°C
104°C
90°C~100°C
표준 FR4 (고 Tg)
150°C
120°C
100°C~120°C
프리미엄 고Tg FR4
180°C
144°C
125°C~140°C
폴리아미드
250°C
200°C
150°C~180°C
예제: 150°C Tg FR4로 만들어진 PCB는 연소시 120°C를 초과해서는 안 됩니다. 안전한 범위는 100°C~120°C입니다.
2단계: 산업 표준에 부합귀하의 응용 프로그램 표준은 범위를 더욱 좁힐 것입니다. 예를 들어:a.소비자 전자제품 (IPC-9701): 당신의 재료가 120°C를 처리 할 수 있다고 하더라도, 과다 테스트를 피하기 위해 90°C~125°C로 유지하십시오.b.군사용 (MIL-STD-202G): 125°C~150°C가 필요하므로 높은 Tg FR4 또는 폴리마이드를 사용해야 합니다.
단계 3: 데이터로 테스트 및 정제어떤 과정도 완벽하지 않습니다. 먼저 작은 팩을 테스트하고,a. 파일럿 테스트를 실행하십시오: 범위의 중간 지점에서 50~100개의 PCB를 테스트하십시오 (예를 들어, 90°C~125°C의 110°C).b.트랙 고장: 얼마나 많은 PCB가 고장 났습니까? 원인은 무엇입니까 (연금, 부품, 재료)?c. 온도를 조절합니다: 고장이 없다면 10°C 높여 (더 많은 결함을 감지하기 위해). 너무 많은 고장이 있다면 10°C 낮춰.d. 열 영상 검증: 뜨거운 지점 (예를 들어, 전압 조절기가 160 ° C에 도달하고 나머지 보드가 120 ° C에 도달하는 경우) 을 보장하십시오. 이것은 약한 구성 요소가 아니라 열 관리가 좋지 않다는 것을 의미합니다.
단계 4: 안전 과 비용 을 균형 잡는다소모성 테스트는 시간과 비용이 든다. 과장하지 마세요.a.소비자 전자제품: 8시간 동안 90°C는 위험성이 낮은 장치 (예: 원격 제어장치) 에 충분합니다.b.고위 신뢰성: 72시간 동안 150°C는 항공용 PCB를 위해 가치가 있습니다 (한 번의 장애는 1백만 달러 이상 소요될 수 있습니다).
번인 테스트 설정: 정확성 및 안전에 대한 팁적당한 온도조차도 테스트 설정이 잘못되면 도움이되지 않습니다. 신뢰할 수있는 결과를 보장하기 위해 다음 팁을 따르십시오.
1. 온도 조절: 핫스팟을 피하십시오핫스팟 (보드 나머지 부분보다 10°C+ 더 뜨거운 지역) 은 결과를 왜곡합니다.a. 닫힌 루프 챔버를 사용한다. 이러한 챔버는 개방형 오븐 (±5°C) 보다 훨씬 더 ±2°C의 온도를 유지한다.b.열전선: 뜨거운 구성요소 (예: 전압 조절기) 를 가진 PCB의 경우 열전선으로 열을 다른 층으로 퍼뜨린다.부품을 현명하게 배치하십시오: 열을 생성하는 부품 (예를 들어, LED, 마이크로 프로세서) 을 민감한 부품 (예를 들어, 센서) 에서 멀리하십시오.d. 히트 싱크를 사용하십시오: 고전력 PCB의 경우 융합 온도를 조절하기 위해 히트 싱크를 뜨거운 구성 요소에 연결하십시오.
도구 팁: 테스트 중에 열 촬영 카메라를 사용하여 핫 스팟을 발견하십시오. LT 회로는 균일성을 보장하기 위해 모든 팩에 대해 이것을합니다.
2데이터 수집: 모든 것을 추적측정할 수 없는 것을 개선할 수 없습니다.a.온도: 일관성을 보장하기 위해 5분마다 로그.b.전압/전류: 비정상적 흡수 (부품 고장의 징후) 를 감지하기 위해 전력 입력을 모니터링한다.c.실패율: 얼마나 많은 PCB가 실패하는지, 언제 (예를 들어, 테스트 12 시간) 및 왜 (예를 들어, 콘덴시터 짧은) 를 추적합니다.d.부품 데이터: 어떤 부품이 가장 자주 고장 났는지 기록합니다.
미니타브나 엑셀과 같은 소프트웨어를 사용하여 데이터를 분석합니다. 예를 들어, 웨이불 그래프는 열에 따라 실패율이 어떻게 변하는지 보여주며 최적의 범위를 설정하는 데 도움이 됩니다.
3안전: 과도 한 스트레스 를 피하라과도한 스트레스 (PCB의 한계를 초과하는 테스트) 는 좋은 보드를 손상시킵니다. 이것을 피하는 방법은 다음과 같습니다.a.Tg를 절대 초과하지 마십시오: 표준 FR4 (130 °C Tg) 는 140 °C를 결코 보지 않아야합니다. 이것은 영구적인 왜곡을 유발합니다.b. 램프 온도는 천천히: 열 충격을 피하기 위해 시간당 10°C 증가 (고속 온도 변화 래크 용접제조).c. 부품 사양을 따르십시오: 125°C로 지정된 콘덴시터는 PCB 물질이 처리 할 수 있다고 하더라도 150°C에서 테스트해서는 안됩니다.
흔히 발생하는 소모감 문제 들 과 그 문제 를 해결 하는 방법소모성 테스트는 함정이 있지만 올바른 계획으로 쉽게 피할 수 있습니다.1과잉 스트레스: 좋은 PCB 를 손상 시킨다문제: 160°C에서 테스트 (고 Tg FR4s 150°C Tg 이상) 는 디라미네이션 또는 변형을 유발합니다.수정:a.온도를 설정하기 전에 항상 재료 Tg를 확인합니다.b. 80% Tg 규칙 (최대 온도 = 0.8 × Tg) 을 사용한다.c. 열 충격을 피하기 위해 램프 온도를 느리게 (10°C/시간) 유지한다.
2- 검사를 제대로 하지 않음:문제: 80°C (최저 90°C 이하) 에서 테스트 할 때 약한 콘덴서나 용접기 관절이 숨겨집니다.수정:a. 소비자 전자제품의 경우 90°C에서 시작; 높은 신뢰성을 위한 경우 125°C에서 시작.온도를 높일 수 없다면 테스트 기간을 연장하십시오 (예를 들어, 24 시간 대신 90 °C에서 48 시간).
3열관리 부적절: 왜곡된 결과문제: 전압 조절기가 150°C에 도달하고 나머지 보드가 120°C에 도달합니다.수정:a. 열을 퍼뜨리기 위해 열 통로와 열 방출기를 사용한다.b. 열사진 카메라로 테스트하여 뜨거운 점을 발견합니다.c.열분배를 개선하기 위해 미래의 설계에 뜨거운 구성 요소를 이전합니다.
4비용 초과: 너무 오래 테스트문제: 소비자 전자제품에 대한 72시간의 테스트를 실행하는 것은 (필요한 것이 아닌) 비용을 증가시킵니다.수정:a.산업 표준을 따르십시오: 소비자 8~24시간, 산업용 48~72시간.b. 필요하다면 ‧가속화화식‧ (단기간에 더 높은 온도) 를 사용하십시오 (예를 들어, 48시간 동안 90°C 대신 16시간 동안 125°C).
자주 묻는 질문: 화상 온도 에 관한 질문 에 대한 대답1모든 PCB에 동일한 온도를 사용할 수 있나요?음온은 재료 (Tg) 와 응용 프로그램에 달려 있습니다. 스마트폰 PCB (표준 FR4) 는 90°C~100°C; 군사 PCB (폴리마이드) 는 125°C~150°C가 필요합니다.
2얼마나 오래 Burn-in 테스트가 지속되어야합니까?a.소비자 전자제품: 8~24시간b.산업용: 24~48시간c.군사/항공우주: 48~120시간더 길게는 항상 더 낫지 않습니다. 실패율이 평면 (새로운 결함 없이) 까지 테스트합니다.
3만약 내 PCB가 다른 온도 등급을 가진 부품들을 가지고 있다면?가장 낮은 구성 요소 등급을 한계로 사용하십시오. 예를 들어, PCB 물질이 125 ° C를 처리 할 수 있지만 콘덴시터는 105 ° C로 등급이 지정되어 있다면 90 ° C ∼ 100 ° C에서 테스트하십시오.
4저비용 PCB (예: 장난감) 에 대한 연소 테스트가 필요합니까?위험에 따라 달라질 수 있습니다. 실패로 인해 손상이 발생할 경우 (예를 들어, 배터리가 있는 장난감) 네. 비비결적인 PCB를 위해, 당신은 그것을 건너갈 수 있지만 더 높은 수익률을 기대할 수 있습니다.
5어떻게 LT CIRCUIT는 정확한 타오르는 테스트를 보장합니까?LT CIRCUIT는 닫힌 루프 챔버 (±2°C 제어), 열영상 촬영 및 IPC/MIL-STD 표준을 엄격하게 준수합니다. 각 팩은 온도와 기간을 검증하기 위해 파일럿 실행으로 테스트됩니다.
결론: 타는 온도 는 신뢰성 의 비밀 무기 이다소재의 Tg와 산업 표준에 부합하는 적절한 연소 온도 90°C~150°C를 선택하는 것은 단순히 생산 단계가 아닙니다. 그것은 고객에게 약속입니다.오늘과 내일.
이 가이드의 단계를 따라 Tg 물질을 시작하여 표준에 맞추고 데이터로 테스트하고 과압을 피하면 초기 고장을 제거하고 보증 비용을 절감합니다.그리고 신뢰성 있는 명성을 쌓아스마트워치나 위성 PCB를 만들든 간에, 적절한 연소 온도는 "충분한"을 "구성된"으로 만듭니다.
기억하세요: 연소 테스트는 비용이 아닙니다. 그것은 투자입니다. 오늘 완벽한 온도를 설정하는 데 보내는 시간은 비용이 많이 드는 리콜과 불만족스러운 고객으로부터 당신을 구합니다.LT CIRCUIT의 고Tg 물질 및 표준을 준수하는 테스트에 대한 전문 지식으로, PCB를 신뢰 할 수 있습니다.
자동차 산업에서 알루미늄 PCB의 주요 응용 분야
현대 자동차가 “스마트, 전기, 커넥티드” 머신으로 진화함에 따라 LED 헤드라이트부터 전기차(EV) 전력 모듈에 이르기까지 첨단 전자 장치에 대한 의존도가 급증했습니다. 이러한 전자 장치의 핵심에는 중요한 구성 요소인 알루미늄 PCB가 있습니다. 열과 내구성에 어려움을 겪는 기존 FR4 PCB와 달리 알루미늄 PCB는 열 발산, 기계적 강도, 경량 설계를 자랑하는 금속 코어를 특징으로 하며, 이는 자동차 사용의 혹독한 조건(극한 온도, 진동, 습기)에 이상적입니다. 이 가이드에서는 알루미늄 PCB가 자동차에 필수적인 이유, 주요 응용 분야(전력 관리, 조명, 안전 시스템) 및 LT CIRCUIT과 같은 파트너가 자동차 안전, 효율성 및 신뢰성을 향상시키는 솔루션을 제공하는 방법을 살펴봅니다.
주요 내용1. 열 발산은 필수입니다. 알루미늄 PCB는 최대 237 W/mK의 열 전도율을 가지며(FR4의 경우 0.3 W/mK), 중요한 구성 요소(EV 인버터, LED 헤드라이트)를 시원하게 유지하고 과열을 방지합니다.2. 혹독한 환경에서의 내구성: 알루미늄의 기계적 강도는 진동, 습기 및 온도 변화(-40°C ~ 150°C)에 강하여 안전에 중요한 시스템(에어백 컨트롤러, ADAS)의 긴 수명을 보장합니다.3. 경량 = 효율적: 알루미늄 PCB는 FR4보다 30~50% 가벼워 자동차 무게를 줄이고 연비(내연기관 자동차의 경우) 또는 배터리 주행 거리(EV의 경우)를 향상시킵니다.4. 다용도 응용 분야: 전력 관리, 조명, 제어 모듈 및 안전 센서는 모두 알루미늄 PCB에 의존하여 일관된 성능을 제공합니다.5. EV/ADAS를 위한 미래 지향적: 자동차가 전기 및 자율 주행으로 전환됨에 따라 알루미늄 PCB는 더욱 중요해질 것입니다. 고전력 EV 시스템과 열에 민감한 ADAS 카메라/레이더를 지원합니다.
알루미늄 PCB: 알루미늄 PCB란 무엇이며 자동차에 왜 중요한가알루미늄 PCB(금속 코어 PCB, MCPCB라고도 함)는 구조와 특성 면에서 기존 FR4 PCB와 다르며, 특히 자동차 전자 장치의 고유한 문제를 해결하도록 설계되었습니다.
1. 코어 구조: 열과 강도를 위해 설계됨알루미늄 PCB는 자동차 사용에 최적화된 세 가지 주요 레이어를 가지고 있습니다.
레이어
재료/기능
자동차 이점
알루미늄 베이스 플레이트
고순도 알루미늄(예: 6061 합금)
내장형 방열판 역할을 하며 녹과 진동에 강합니다.
유전체 레이어
열 전도성 에폭시(알루미나와 같은 세라믹 필러 포함)
구리에서 알루미늄으로 열을 전달하고 레이어 간의 전기 누출을 차단합니다.
구리 회로 레이어
신호/전원 트레이스용 얇은 구리 호일(1~3oz)
과열 없이 고전류(EV 전력 모듈에 중요)를 전달합니다.
2. 알루미늄 PCB를 자동차에 이상적으로 만드는 주요 특성알루미늄 PCB의 고유한 특성은 자동차 전자 장치의 가장 큰 문제점을 해결합니다.
특성
설명
자동차 영향
높은 열 전도율
FR4보다 700배 빠르게 열을 이동시킵니다(237 W/mK 대 0.3 W/mK).
EV 인버터(100W+) 및 LED 헤드라이트(50W+)의 과열을 방지합니다.
기계적 강도
진동(최대 20G) 및 충격에 강합니다. 거친 도로에 중요합니다.
ADAS 센서 및 엔진 제어 장치(ECU)가 10년 이상 안정적으로 작동하도록 보장합니다.
경량 설계
동일한 크기의 FR4 PCB보다 30~50% 가볍습니다.
자동차 무게를 줄여 연비(내연기관 자동차) 또는 EV 배터리 주행 거리를 향상시킵니다.
내식성
알루미늄 베이스는 습기/염분에 강하도록 양극 산화 처리됩니다.
엔진룸 조건(비, 도로 염분) 및 EV 배터리 인클로저에서 살아남습니다.
EMI 차폐
금속 코어는 다른 자동차 시스템의 전자기 간섭을 차단합니다.
레이더/ADAS 신호를 깨끗하게 유지하여 잘못된 안전 경고를 방지합니다.
3. 알루미늄 PCB가 기존 FR4 PCB보다 성능이 뛰어난 방법자동차 사용의 경우, FR4 PCB(소비자 전자 제품의 업계 표준)는 세 가지 중요한 영역에서 부족합니다. 알루미늄 PCB는 이러한 격차를 해결합니다.
기능
알루미늄 PCB
FR4 PCB
열 관리
내장형 방열판; 추가 냉각 불필요.
외부 방열판 필요(크기/무게 추가).
내구성
진동, 습기 및 150°C 열을 견딥니다.
극한의 열/진동에서 고장(자동차에서 흔함).
무게
경량(알루미늄 코어 = 얇고 밀도가 낮음).
무거움(유리 섬유 코어 = 두껍고 밀도가 높음).
고전력 처리
50W+를 과열 없이 처리합니다.
10W~20W로 제한됨(트레이스 번아웃 위험).
시간 경과에 따른 비용
유지 보수 비용 절감(고장 감소); 더 긴 수명.
장기적으로 더 높은 비용(잦은 수리).
자동차 시스템에서 알루미늄 PCB의 중요한 응용 분야알루미늄 PCB는 기본 조명에서 고급 EV 전력 시스템에 이르기까지 거의 모든 고성능, 안전에 중요한 자동차 구성 요소에 사용됩니다. 다음은 가장 영향력 있는 용도입니다.
1. 전력 관리 시스템: EV 및 내연기관 자동차의 핵심전력 관리는 자동차, 특히 EV 채택이 증가함에 따라 알루미늄 PCB의 #1 응용 분야입니다. 이러한 시스템은 고전압(EV의 경우 400V~800V)을 처리하고 엄청난 열을 발생시키므로 알루미늄의 열 전도성이 필수적입니다.
주요 전력 관리 응용 분야 a. EV 인버터: DC 배터리 전원을 전기 모터용 AC로 변환합니다. 알루미늄 PCB는 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)에서 열을 발산하여 열 폭주를 방지합니다. 인버터용 LT CIRCUIT의 알루미늄 PCB는 3oz 구리 트레이스와 열 비아를 사용하여 200A+ 전류를 처리합니다. b. 배터리 관리 시스템(BMS): EV 배터리 셀(전압, 온도)을 모니터링합니다. 알루미늄 PCB는 BMS 센서를 시원하게 유지하여 정확한 판독값을 보장하고 배터리 화재를 방지합니다. c. DC-DC 컨버터: 고전압 EV 배터리 전원을 12V로 낮춰 조명/인포테인먼트를 제공합니다. 알루미늄 PCB는 과열 없이 50W~100W 전력 부하를 처리합니다.
알루미늄 PCB가 여기서 뛰어난 이유 a. 열 발산: 전력 반도체(IGBT, MOSFET)에서 FR4보다 700배 빠르게 열을 이동시킵니다. b. 전류 처리: 두꺼운 구리 트레이스(2~3oz)는 전압 강하 없이 고전류를 전달합니다. c. 신뢰성: EV 모터 구획의 진동에 강하여 10년 이상 서비스를 보장합니다.
2. 자동차 조명: 밝고 시원하게 유지되는 LED 시스템LED 헤드라이트, 미등 및 실내 조명은 알루미늄 PCB에 의존하여 주요 문제인 LED 열 축적을 해결합니다. LED는 과열되면 밝기와 수명을 잃습니다. 알루미늄 PCB가 이를 해결합니다.
주요 조명 응용 분야 a. LED 헤드라이트: 최신 LED 헤드라이트는 30W~50W의 열을 발생시킵니다. 알루미늄 PCB는 내장형 방열판 역할을 하여 LED를 60°C~80°C(밝기 및 수명에 최적)로 유지합니다. b. 미등/브레이크 등: 고강도 LED 미등은 알루미늄 PCB를 사용하여 장거리 운전(예: 고속도로 여행) 중에도 밝기를 유지합니다. c. 실내 조명: 자동차 캐빈의 주변 LED 스트립은 얇은 알루미늄 PCB를 사용하여 좁은 공간(예: 도어 패널)에 맞으면서 시원하게 유지됩니다.
LT CIRCUIT의 조명 솔루션LT CIRCUIT는 다음을 사용하여 자동차 조명용 맞춤형 알루미늄 PCB를 설계합니다. a. 열 비아: LED에서 알루미늄 코어로 열을 전달하기 위해 1mm 간격으로 배치된 0.3mm 비아. b. 반사 구리 레이어: LED 광 출력을 15% 향상시킵니다(헤드라이트에 중요). c. 양극 산화 알루미늄: UV 노출(외부 조명에서 흔함)으로 인한 황변에 강합니다.
3. 제어 모듈: 안전에 중요한 두뇌 센터자동차는 엔진 성능에서 에어백 전개에 이르기까지 모든 것을 관리하기 위해 제어 모듈에 의존합니다. 이러한 모듈은 혹독한 엔진룸 조건에서 작동합니다. 알루미늄 PCB는 안정성을 보장합니다.
주요 제어 모듈 응용 분야 a. 엔진 제어 장치(ECU): 연료 분사, 점화 및 배출을 조절합니다. 알루미늄 PCB는 ECU 마이크로칩을 시원하게 유지합니다(엔진룸 온도가 120°C에 도달하는 경우에도). b. 변속기 컨트롤러: 자동/전기 변속기의 기어 변속을 관리합니다. 알루미늄의 진동 저항은 움직이는 부품의 솔더 조인트 고장을 방지합니다. c. 차체 제어 모듈(BCM): 파워 윈도우, 잠금 장치 및 기후 시스템을 제어합니다. 알루미늄 PCB의 경량 설계는 좁은 대시보드 공간에 적합합니다.
알루미늄 PCB가 필수적인 이유 a. 온도 안정성: -40°C(겨울)에서 150°C(여름 엔진룸)까지 성능을 유지합니다. b. EMI 차폐: 금속 코어는 인접 센서(예: 산소 센서)의 간섭을 차단하여 ECU 오류를 방지합니다.
4. 안전 및 ADAS 시스템: 운전자 안전 유지첨단 운전자 지원 시스템(ADAS) 및 안전 센서(에어백, ABS)는 오류 방지 전자 장치가 필요합니다. 알루미늄 PCB는 내구성과 열 관리를 통해 이를 제공합니다.
주요 안전/ADAS 응용 분야 a. ADAS 카메라/레이더: 자율 주행 기능(차선 유지 지원, 자동 비상 제동)은 열에 민감한 이미지 센서를 사용합니다. 알루미늄 PCB는 이러한 센서를 시원하게 유지하여 더운 날씨에도 선명한 시야를 보장합니다. b. 에어백 컨트롤러: 0.03초 만에 에어백을 전개합니다. 알루미늄 PCB는 진동에 강하여 충돌 시 컨트롤러가 고장나지 않도록 합니다. c. ABS(Anti-Lock Brake) 모듈: 제동 시 휠 잠김을 방지합니다. 알루미늄 PCB는 12V~24V 전력 부하와 습기(젖은 도로에서 흔함)를 처리합니다.
LT CIRCUIT의 안전 초점안전 시스템용 LT CIRCUIT의 알루미늄 PCB는 엄격한 자동차 표준(기능 안전을 위한 ISO 26262)을 충족하며 다음을 거칩니다. a. 열 사이클링 테스트: 10년 사용을 시뮬레이션하기 위해 -40°C ~ 125°C에서 1,000 사이클. b. 진동 테스트: 솔더 조인트가 유지되도록 100시간 동안 20G 진동.
5. 전기 자동차(EV): 자동차 알루미늄 PCB 사용의 미래
EV는 알루미늄 PCB의 가장 빠르게 성장하는 시장입니다. 고전력 시스템(모터, 배터리, 인버터)은 알루미늄의 열적 및 기계적 특성에 의존합니다.
EV 특정 응용 분야 a. 전기 모터 컨트롤러: EV 모터 속도 및 토크를 조절합니다. 알루미늄 PCB는 고전력 반도체에서 열을 발산하여 모터 수명을 연장합니다. b. 온보드 충전기(OBC): AC 콘센트에서 EV 배터리를 충전합니다. 알루미늄 PCB는 6.6kW~11kW 전력 부하를 처리하여 4~8시간 충전 세션 동안 충전기를 시원하게 유지합니다. c. EV 배터리 팩: 알루미늄 PCB는 배터리 셀과 통합되어 온도를 모니터링하고 열 폭주(EV 화재의 주요 원인)를 방지합니다.
시장 성장글로벌 자동차 알루미늄 PCB 시장은 EV 채택에 힘입어 2033년까지 연평균 8.5% 성장할 것으로 예상됩니다. LT CIRCUIT는 현재 자동차 PCB 판매의 70%가 EV 관련 프로젝트에서 나온다고 추정합니다.
자동차 산업을 위한 알루미늄 PCB의 이점기술적 응용 분야 외에도 알루미늄 PCB는 자동차 제조업체와 운전자에게 실질적인 비즈니스 및 환경적 이점을 제공합니다.
1. 무게 감소: 효율성 및 주행 거리 향상자동차는 연비 기준(예: 2026년까지 EPA의 54.5mpg) 및 EV 주행 거리 목표를 충족하기 위해 가벼워지고 있습니다. 알루미늄 PCB는 다음과 같은 방식으로 이에 기여합니다. a. 무거운 FR4 PCB + 방열판을 경량 금속 코어 설계로 교체(구성 요소당 50~100g 절약). b. 더 작고 컴팩트한 전자 장치(예: 30% 더 작은 EV 인버터)를 가능하게 합니다.
예를 들어, 인버터, BMS 및 조명 시스템에 알루미늄 PCB를 사용하는 중형 EV는 총 무게를 2~3kg 줄여 충전당 배터리 주행 거리를 10~15km(6~9마일) 연장할 수 있습니다.
2. 연비 및 배출 감소가벼운 자동차는 더 적은 에너지를 사용합니다. a. 내연기관 자동차: 100kg의 무게를 줄이면 연비가 0.3~0.5mpg 향상되어 CO₂ 배출량이 5~10g/km 감소합니다. b. EV: 100kg의 무게를 줄이면 주행 거리가 5~8km 증가하여 잦은 충전(및 그리드 배출)의 필요성을 줄입니다.
알루미늄 PCB는 또한 시스템을 시원하게 유지하여 에너지 효율성을 향상시킵니다. 과열된 전자 장치는 10~20% 더 많은 에너지를 낭비합니다(예: 뜨거운 EV 인버터는 DC를 AC 전력으로 덜 변환합니다).
3. 유지 보수 비용 절감 및 수명 연장알루미늄 PCB의 내구성은 자동차 소유자와 제조업체의 수리 비용을 줄입니다. a. 고장률 감소: 알루미늄 PCB는 자동차 사용 시 FR4보다 70% 덜 고장납니다(더 나은 열 및 진동 저항 때문). b. 구성 요소 수명 연장: 알루미늄 PCB가 있는 LED 헤드라이트는 50,000시간(FR4의 경우 20,000시간) 지속되어 전구 교체의 필요성을 없애줍니다. c. 보증 절감: 알루미늄 PCB를 사용하는 자동차 제조업체는 전자 부품에 대한 보증 청구가 30% 감소했다고 보고합니다.
LT CIRCUIT: 자동차 등급 알루미늄 PCB 솔루션LT CIRCUIT는 자동차 산업을 위한 알루미늄 PCB의 선두 공급업체로, 안전, 성능 및 맞춤화에 중점을 둡니다. 이들의 솔루션은 내연기관 자동차에서 첨단 EV에 이르기까지 자동차 제조업체의 고유한 요구 사항을 해결합니다.
1. 자동차 요구 사항에 맞는 맞춤형 설계LT CIRCUIT는 자동차 제조업체와 협력하여 특정 응용 분야에 맞게 조정된 알루미늄 PCB를 설계합니다. a. EV 전력 시스템: 고전류 처리를 위한 3oz 구리 트레이스 및 열 비아가 있는 8~12 레이어 알루미늄 PCB. b. ADAS 센서: 레이더/카메라 신호를 보호하기 위한 EMI 차폐 기능이 있는 얇은(0.8mm) 알루미늄 PCB. c. 조명: 최대 LED 밝기 및 UV 저항을 위한 반사 구리 레이어 및 양극 산화 알루미늄.
2. 엄격한 품질 및 규정 준수모든 LT CIRCUIT 알루미늄 PCB는 자동차 표준을 충족합니다. a. ISO 26262: ADAS 및 안전 시스템의 기능 안전(최고 안전 수준인 ASIL D까지). b. IATF 16949: 자동차 생산을 위한 품질 관리. c. UL 94 V-0: EV 배터리 인클로저에서 화재를 방지하기 위한 난연성.
3. 자동차 내구성을 위한 테스트LT CIRCUIT는 모든 알루미늄 PCB에 대해 엄격한 테스트를 수행합니다.a. 열 사이클링: -40°C ~ 125°C에서 1,000 사이클.b. 진동 테스트: 100시간 동안 20G 가속.c. 내습성: 1,000시간 동안 85°C/85% 습도(젖은 날씨 시뮬레이션).
FAQ1. EV 전력 시스템에 FR4 PCB를 사용할 수 없는 이유는 무엇입니까?FR4 PCB는 열 전도율이 낮고(0.3 W/mK) EV 인버터/IGBT에서 발생하는 50W+ 열을 처리할 수 없습니다. 또한 외부 방열판이 필요하여 EV 주행 거리와 공간에 중요한 단점인 무게와 크기가 추가됩니다.
2. 알루미늄 PCB가 FR4보다 비쌉니까?예, 알루미늄 PCB는 초기 비용이 20~30% 더 비쌉니다. 그러나 더 긴 수명(FR4의 경우 10년 이상 대 5년)과 더 낮은 유지 보수 비용으로 인해 자동차 수명 동안 더 저렴합니다.
3. 알루미늄 PCB는 추운 기후에서 사용할 수 있습니까?물론입니다. 알루미늄 PCB는 -40°C(겨울철 흔함)를 균열 없이 견딥니다. 금속 코어는 FR4보다 열팽창/수축에 덜 취약하여 추운 지역에 이상적입니다.
4. 알루미늄 PCB는 EV 배터리 안전에 어떻게 도움이 됩니까?BMS 시스템의 알루미늄 PCB는 온도 센서를 시원하고 정확하게 유지하여 배터리 셀의 과충전 또는 과열을 방지합니다. 또한 습기에 강하여 배터리 단락의 위험을 줄입니다.
5. 자동차에서 알루미늄 PCB의 미래는 무엇입니까?자동차는 더욱 전기적(EV) 및 자율적(ADAS)으로 발전함에 따라 알루미늄 PCB의 중요성이 커질 것입니다. 전문가들은 2030년까지 신차의 90%가 전력, 조명 및 안전 시스템에 알루미늄 PCB를 사용할 것이라고 예측합니다.
결론알루미늄 PCB는 현대 자동차 전자 장치의 초석이 되어 전기, 자율 주행 및 효율적인 자동차로의 전환을 가능하게 했습니다. 열 발산, 내구성 및 경량 설계의 고유한 조합은 자동차 사용의 가장 큰 과제인 극한 온도, 진동 및 고전력 요구 사항을 해결합니다. EV 인버터에서 ADAS 센서에 이르기까지 알루미늄 PCB는 중요한 시스템이 10년 이상 안정적으로 작동하도록 보장하는 동시에 무게 절감으로 연비와 EV 주행 거리를 향상시킵니다.
자동차 제조업체의 경우 LT CIRCUIT과 같은 신뢰할 수 있는 공급업체와 파트너 관계를 맺는 것이 중요합니다. 이들의 맞춤형 설계, 엄격한 품질 규정 준수 및 자동차 관련 테스트는 알루미늄 PCB가 업계의 가장 엄격한 표준을 충족하도록 보장합니다. 자동차 산업이 발전함에 따라 알루미늄 PCB는 더욱 안전하고 친환경적이며 진보된 차량을 구축하는 데 필수적인 요소로 남을 것입니다.
메시지는 분명합니다. 내연기관 자동차, EV 또는 ADAS 시스템용이든 자동차 전자 장치를 설계하는 경우 알루미늄 PCB는 단순한 옵션이 아니라 필수 요소입니다. 열을 처리하고, 손상에 저항하며, 무게를 줄이는 능력은 앞으로 수십 년 동안 자동차 혁신의 최전선에 서게 할 것입니다.
인쇄 회로 보드가 IoT 장치의 핵심 기능을 어떻게 작동하는지
사물 인터넷(IoT)은 우리의 삶과 일하는 방식을 변화시켰습니다. 건강을 추적하는 스마트워치부터 공장 기계를 모니터링하는 산업용 센서까지 말이죠. 모든 IoT 장치의 핵심에는 인쇄 회로 기판(PCB)이 있습니다. 센서, 마이크로칩, 안테나, 배터리를 응집력 있고 기능적인 시스템으로 연결하는 숨은 영웅입니다. 기존 전자 제품(예: 데스크톱 컴퓨터)의 PCB와 달리 IoT PCB는 소형화(작은 인클로저에 맞춤), 저전력 소비(배터리 수명 연장), 안정적인 연결성(Wi-Fi, Bluetooth 또는 LoRa 지원)이라는 세 가지 중요한 요구 사항의 균형을 맞춰야 합니다. 이 가이드는 PCB가 IoT의 핵심 기능인 연결성, 센서 통합, 전력 관리, 데이터 처리를 어떻게 가능하게 하는지, 그리고 특수 PCB 설계(HDI, 플렉시블, 리지드-플렉스)가 스마트하고 내구성이 뛰어난 IoT 장치를 구축하는 데 왜 필수적인지 살펴봅니다.
주요 내용1. PCB는 IoT의 중추입니다. 모든 구성 요소(센서, 마이크로컨트롤러, 안테나)를 연결하고 데이터 흐름을 가능하게 하여 스마트 장치에 없어서는 안 될 존재입니다.2. 특수 설계가 중요합니다. HDI PCB는 작은 공간에 더 많은 기능을 맞추고(예: 웨어러블), 플렉시블 PCB는 신체/특이한 인클로저에 맞게 구부러지며, 리지드-플렉스 PCB는 내구성과 유연성을 결합합니다.3. 전력 관리가 중요합니다. IoT PCB는 효율적인 라우팅과 구성 요소를 사용하여 배터리 수명을 연장합니다. 일부 장치는 스마트 PCB 설계 덕분에 한 번 충전으로 몇 달 동안 작동합니다.4. 연결성은 PCB 레이아웃에 달려 있습니다. 신중한 트레이스 라우팅과 재료 선택(예: 고속 신호용 PTFE)은 강력한 무선 연결(Wi-Fi, Bluetooth, LoRa)을 보장합니다.5. 내구성이 채택을 이끌어냅니다. IoT PCB는 거친 환경(산업 먼지, 웨어러블 땀, 야외 비)에서 살아남기 위해 견고한 재료(FR-4, 폴리이미드)와 코팅을 사용합니다.
IoT의 PCB란 무엇인가요? 정의, 구조 및 고유한 역할IoT PCB는 단순히 "회로 기판"이 아닙니다. 스마트하고 연결된 장치의 고유한 문제를 해결하도록 설계되었습니다. IoT가 아닌 전자 제품(예: TV)의 PCB와 달리 IoT PCB는 작고, 에너지 효율적이며, 무선으로 사용할 수 있어야 합니다.
1. 정의 및 핵심 구조IoT PCB는 다음과 같은 레이어 보드입니다.
a. 구성 요소 보유: 마이크로컨트롤러(예: ESP32), 센서(온도, 가속도계), 무선 모듈(Bluetooth 칩) 및 전력 관리 IC(PMIC).b. 신호 라우팅: 얇은 구리 트레이스(최소 50μm)는 구성 요소 간의 데이터 및 전력 경로를 생성합니다.c. 특수 재료 사용: FR-4(표준), 폴리이미드(플렉시블) 또는 PTFE(고속 신호)와 같은 기판으로 비용, 성능 및 내구성의 균형을 맞춥니다.
IoT PCB의 주요 구성 요소
구성 요소 유형
IoT 장치에서의 기능
마이크로컨트롤러(MCU)
"두뇌": 센서 데이터를 처리하고, 펌웨어를 실행하며, 연결성을 관리합니다.
센서
실제 데이터(온도, 움직임, 빛)를 수집하여 MCU로 보냅니다.
무선 모듈
네트워크/전화에서 데이터를 송수신하기 위해 연결성(Wi-Fi, Bluetooth, LoRa)을 활성화합니다.
전력 관리 IC
구성 요소의 전압을 조절하고, 배터리 수명을 연장하며, 과충전을 방지합니다.
안테나
무선 신호를 송수신합니다. 종종 PCB에 통합됩니다(인쇄된 안테나).
수동 부품
저항기, 커패시터, 인덕터: 노이즈를 필터링하고, 전력을 안정화하며, 신호를 조정합니다.
2. 일반적인 IoT PCB 유형IoT 장치는 다양한 폼 팩터를 요구합니다. 견고한 산업용 센서부터 플렉시블 스마트워치 밴드까지 말이죠. 다음은 가장 널리 사용되는 PCB 유형입니다.
PCB 유형
주요 특징
이상적인 IoT 응용 분야
HDI(고밀도 상호 연결)
마이크로비아(6~8mil), 미세 피치 트레이스(50μm) 및 4~12개 레이어를 사용하여 작은 공간에 더 많은 구성 요소를 맞춥니다.
웨어러블(스마트워치), 의료 IoT(혈당 측정기), 미니 센서.
플렉시블
폴리이미드로 제작되었습니다. 파손 없이 구부리고 비틀 수 있습니다(100,000+ 굽힘 사이클).
스마트 밴드, 폴더블 IoT 장치(예: 폴더블 폰 센서), 곡선형 산업용 인클로저.
리지드-플렉스
리지드 섹션(MCU/센서용)과 플렉시블 섹션(굽힘용)을 결합합니다.
특이한 모양의 IoT 장치(예: 자동차 대시보드 센서, 스마트 안경).
표준 리지드
FR-4 기판; 비용 효율적이고 내구성이 뛰어나지만 플렉시블하지 않습니다.
산업용 IoT(공장 컨트롤러), 스마트 홈 허브(예: Amazon Echo).
3. IoT PCB가 IoT가 아닌 PCB와 다른 점IoT PCB는 IoT가 아닌 PCB(예: 데스크톱 PC)에는 없는 고유한 제약 조건에 직면합니다. 아래 표는 주요 차이점을 강조합니다.
측면
IoT PCB
IoT가 아닌 PCB(예: 데스크톱 컴퓨터)
크기
작음(종종
PCB 제조에서 구리 도난 vs. 구리 밸런싱
PCB 제조에서 두 가지 중요한 기술인 구리 도금과 구리 밸런싱은 서로 연결되어 있지만 별개의 문제를 해결합니다. 즉, 불균일한 도금과 기판의 휨 현상입니다. 구리 도금은 PCB의 빈 영역에 비기능성 구리 모양을 추가하여 일관된 도금을 보장하는 반면, 구리 밸런싱은 모든 레이어에 구리를 균등하게 분배하여 기판을 평평하고 튼튼하게 유지합니다. 두 가지 모두 고품질 PCB에 필수적입니다. 도금은 최대 10%까지 제조 수율을 향상시키고, 밸런싱은 박리 현상을 15% 줄입니다. 이 가이드는 두 기술의 차이점, 사용 사례, 그리고 불균일한 구리 두께나 뒤틀린 기판과 같은 비용이 많이 드는 결함을 방지하기 위한 구현 방법을 설명합니다.
핵심 내용1. 구리 도금은 도금 문제를 해결합니다. 비전도성 구리 모양(점, 그리드)을 빈 영역에 추가하여 균일한 구리 두께를 보장하고 과도/과소 에칭을 줄입니다.2. 구리 밸런싱은 휨 현상을 방지합니다. 모든 레이어에 구리를 균등하게 분배하여 제조(예: 라미네이션, 솔더링) 및 사용 중에 기판이 구부러지는 것을 방지합니다.3. 최상의 결과를 위해 둘 다 사용합니다. 도금은 도금 품질을 개선하고, 밸런싱은 구조적 안정성을 보장합니다. 이는 다층 PCB(4개 이상의 레이어)에 중요합니다.4. 설계 규칙이 중요합니다. 도금 패턴을 신호 트레이스에서 ≥0.2mm 이상 유지하고, 박리 현상을 방지하기 위해 모든 레이어에서 구리 밸런스를 확인합니다.5. 제조업체와 협력합니다. PCB 제조업체의 초기 의견은 도금/밸런싱 패턴이 생산 능력(예: 도금 탱크 크기, 라미네이션 압력)과 일치하도록 보장합니다.
인쇄 회로 기판의 구리 도금: 정의 및 목적구리 도금은 PCB의 빈 영역에 비기능성 구리 모양을 추가하는 제조 중심 기술입니다. 이러한 모양(원, 사각형, 그리드)은 신호나 전력을 전달하지 않습니다. 유일한 역할은 PCB 생산의 중요한 단계인 구리 도금의 균일성을 향상시키는 것입니다.
구리 도금이란 무엇입니까?구리 도금은 PCB의 '데드 존'—트레이스, 패드 또는 면이 없는 넓은 빈 영역—을 작고 간격을 둔 구리 특징으로 채웁니다. 예를 들어, 마이크로컨트롤러와 커넥터 사이에 큰 빈 섹션이 있는 PCB는 해당 간격에 도금 점을 갖게 됩니다. 이러한 모양은 다음과 같습니다.
1. 어떤 회로에도 연결되지 않습니다(트레이스/패드에서 격리됨).2. 일반적으로 크기가 0.5~2mm이고, 간격은 0.2~0.5mm입니다.3. 사용자 정의 모양(점, 사각형, 그리드)일 수 있지만 점이 가장 일반적입니다(설계 및 도금이 용이함).
구리 도금이 필요한 이유PCB 도금(기판에 구리 전기도금)은 균일한 전류 분포에 의존합니다. 빈 영역은 도금 전류에 대한 '저항이 낮은 경로' 역할을 하여 두 가지 주요 문제를 야기합니다.
1. 불균일한 구리 두께: 빈 영역은 너무 많은 전류를 받아 구리가 두꺼워지고(과도 도금), 밀도가 높은 트레이스 영역은 너무 적은 전류를 받아(과소 도금) 문제가 발생합니다.2. 에칭 결함: 과도 도금된 영역은 에칭하기가 더 어려워 과도한 구리가 남아 단락을 유발하고, 과소 도금된 영역은 너무 빨리 에칭되어 트레이스가 얇아지고 회로가 끊어질 위험이 있습니다.
구리 도금은 도금 전류를 '확산'시켜 이를 해결합니다. 도금 모양이 있는 빈 영역은 이제 트레이스가 풍부한 영역의 밀도와 일치하는 균일한 전류 흐름을 갖습니다.
구리 도금 작동 방식(단계별)1. 빈 영역 식별: PCB 설계 소프트웨어(예: Altium Designer)를 사용하여 구성 요소나 트레이스가 없는 5mm × 5mm보다 큰 영역에 플래그를 지정합니다.2. 도금 패턴 추가: 이러한 영역에 비전도성 구리 모양을 배치합니다. 일반적인 선택 사항은 다음과 같습니다. 점: 직경 1mm, 간격 0.3mm(가장 다재다능함). 그리드: 간격 0.2mm의 1mm × 1mm 사각형(넓은 빈 공간에 적합함). 솔리드 블록: 트레이스 사이의 좁은 간격에 대한 작은 구리 채우기(2mm × 2mm).3. 패턴 격리: 도금 모양이 신호 트레이스, 패드 및 면에서 ≥0.2mm 이상 떨어져 있는지 확인합니다. 이렇게 하면 우발적인 단락 및 신호 간섭을 방지할 수 있습니다.4. DFM 검사로 유효성 검사: 제조 가능성 설계(DFM) 도구를 사용하여 도금 패턴이 도금 규칙(예: 최소 간격, 모양 크기)을 위반하지 않는지 확인합니다.
구리 도금의 장단점
장점
단점
도금 균일성 향상—과도/과소 에칭을 80% 줄입니다.
설계 복잡성 추가(패턴 배치/유효성 검사를 위한 추가 단계).
제조 수율을 최대 10%까지 높입니다(결함이 있는 기판 감소).
패턴이 트레이스에 너무 가까이 있으면 신호 간섭 위험이 있습니다.
저렴한 비용(추가 재료 없음—기존 구리 레이어 사용).
PCB 파일 크기를 늘릴 수 있습니다(많은 작은 모양은 설계 소프트웨어 속도를 늦춥니다).
모든 PCB 유형(단일 레이어, 다층, 강성/유연성)에 적합합니다.
구조적 문제에 대한 독립 실행형 솔루션이 아님(휨 현상 방지 불가).
구리 도금에 이상적인 사용 사례1. 넓은 빈 영역이 있는 PCB: 예: AC 입력과 DC 출력 섹션 사이에 큰 간격이 있는 전원 공급 장치 PCB.2. 고정밀 도금 필요: 예: 정확한 구리 두께(18μm ±1μm)가 필요한 미세 피치 트레이스(0.1mm 너비)가 있는 HDI PCB.3. 단일/다층 PCB: 도금은 간단한 2층 기판과 복잡한 16층 HDI에 동일하게 효과적입니다.
구리 밸런싱: 정의 및 목적구리 밸런싱은 모든 PCB 레이어에서 균일한 구리 분포를 보장하는 구조적 기술입니다. 도금(빈 지점에 초점)과 달리 밸런싱은 전체 기판(상단에서 하단 레이어까지)을 살펴 휨, 박리 및 기계적 고장을 방지합니다.
구리 밸런싱이란 무엇입니까?구리 밸런싱은 각 레이어의 구리 양이 대략 동일하도록 보장합니다(±10% 차이). 예를 들어, 레이어 1(상단 신호)에 30% 구리 커버리지가 있는 4층 PCB는 레이어 2(접지), 3(전원) 및 4(하단 신호)에 ~27~33% 커버리지가 필요합니다. 이 밸런스는 '열 응력'에 대응합니다. 즉, 제조(예: 라미네이션, 리플로우 솔더링) 중에 서로 다른 레이어가 서로 다른 속도로 팽창/수축하는 경우입니다.
구리 밸런싱이 필요한 이유PCB는 구리와 유전체(예: FR-4)의 교대 레이어로 만들어집니다. 구리와 유전체는 서로 다른 열팽창률을 갖습니다. 구리는 ~17ppm/°C로 팽창하는 반면, FR-4는 ~13ppm/°C로 팽창합니다. 한 레이어에 50% 구리가 있고 다른 레이어에 10%가 있는 경우, 불균일한 팽창은 다음을 유발합니다.
1. 휨: 라미네이션(열 + 압력) 또는 솔더링(250°C 리플로우) 중에 기판이 구부러지거나 뒤틀립니다.2. 박리: 구리가 풍부한 레이어와 구리가 부족한 레이어 사이의 응력이 유전체의 접착 강도를 초과하기 때문에 레이어가 분리됩니다.3. 기계적 고장: 뒤틀린 기판은 인클로저에 맞지 않고, 박리된 기판은 신호 무결성을 잃고 단락될 수 있습니다.
구리 밸런싱은 모든 레이어가 균일하게 팽창/수축하도록 보장하여 이러한 문제를 제거합니다.
구리 밸런싱 구현 방법구리 밸런싱은 레이어 간의 구리 커버리지를 균등화하기 위해 다양한 기술을 사용합니다.
1. 구리 붓기: 넓은 빈 영역을 솔리드 또는 교차 해치 구리(접지/전원 면에 연결됨)로 채워 희소 레이어의 커버리지를 높입니다.2. 패턴 미러링: 한 레이어에서 다른 레이어로 구리 모양을 복사합니다(예: 레이어 2에서 레이어 3으로 접지 면 미러링)하여 커버리지를 밸런싱합니다.3. 전략적 도금: 도금을 보조 도구로 사용합니다. 비기능성 구리를 낮은 커버리지 레이어에 추가하여 높은 커버리지 레이어와 일치시킵니다.4. 레이어 스태킹 최적화: 다층 PCB의 경우, 높은/낮은 구리를 교대로 배열합니다(예: 레이어 1: 30% → 레이어 2: 25% → 레이어 3: 28% → 레이어 4: 32%)하여 응력을 균등하게 분산시킵니다.
구리 밸런싱의 장단점
장점
단점
휨 현상 방지—제조 중 기판 뒤틀림을 90% 줄입니다.
설계에 시간이 오래 걸립니다(모든 레이어에서 커버리지를 확인해야 함).
박리 위험을 15% 낮춥니다(의료/자동차 PCB에 중요).
PCB 두께를 늘릴 수 있습니다(얇은 레이어에 구리 붓기 추가).
기계적 내구성을 향상시킵니다—기판은 진동을 견딥니다(예: 자동차 사용).
구리 커버리지를 계산하려면 고급 설계 소프트웨어(예: Cadence Allegro)가 필요합니다.
열 관리를 향상시킵니다—균일한 구리는 열을 더 효과적으로 분산시킵니다.
추가 구리는 PCB 무게를 늘릴 수 있습니다(대부분의 설계에서는 무시할 수 있음).
구리 밸런싱에 이상적인 사용 사례1. 다층 PCB(4개 이상의 레이어): 여러 레이어의 라미네이션은 응력을 증폭시킵니다. 6개 이상의 레이어 기판에는 밸런싱이 필수적입니다.2. 고온 응용 분야: 자동차 후드(–40°C ~ 125°C) 또는 산업용 오븐용 PCB는 극한의 열 사이클을 처리하기 위해 밸런싱이 필요합니다.3. 구조적으로 중요한 PCB: 의료 기기(예: 심박 조율기 PCB) 또는 항공 우주 전자 제품은 휨 현상을 허용할 수 없습니다. 밸런싱은 신뢰성을 보장합니다.
구리 도금 대 구리 밸런싱: 주요 차이점두 기술 모두 구리를 추가하는 것과 관련이 있지만, 목표, 방법 및 결과는 다릅니다. 아래 표는 핵심 차이점을 보여줍니다.
기능
구리 도금
구리 밸런싱
주요 목표
균일한 구리 도금 보장(제조 품질).
기판 휨/박리 방지(구조적 안정성).
구리 기능
비기능성(회로에서 격리됨).
기능성(붓기, 면) 또는 비기능성(도금 도구).
응용 범위
빈 영역에 초점(국소적 수정).
모든 레이어 포함(전역 구리 분포).
주요 결과
일관된 구리 두께(과도/과소 에칭 감소).
평평하고 튼튼한 기판(열 응력 저항).
사용된 기술
점, 그리드, 작은 사각형.
구리 붓기, 미러링, 전략적 도금.
중요
모든 PCB(특히 넓은 빈 영역이 있는 PCB).
다층 PCB, 고온 설계.
제조 영향
수율을 최대 10%까지 향상시킵니다.
박리를 15% 줄입니다.
실제 예: 어느 것을 사용할지시나리오 1: 안테나와 배터리 커넥터 사이에 넓은 빈 영역이 있는 2층 IoT 센서 PCB. 구리 도금을 사용하여 간격을 채웁니다. 안테나 트레이스에 불균일한 도금을 방지합니다(신호 강도에 중요).
시나리오 2: 레이어 2와 5에 전원 면이 있는 6층 자동차 ECU PCB. 구리 밸런싱 사용: 레이어 2와 5의 커버리지와 일치하도록 레이어 1, 3, 4 및 6에 구리 붓기를 추가합니다. 엔진의 열로 인해 기판이 휘어지는 것을 방지합니다.
시나리오 3: 스마트폰용 8층 HDI PCB(고밀도 + 구조적 요구 사항). 둘 다 사용: 도금은 미세 피치 BGA 사이의 작은 간격을 채우고(도금 품질 보장), 밸런싱은 모든 레이어에 구리를 분산시킵니다(솔더링 중 뒤틀림 방지).
실용적인 구현: 설계 지침 및 일반적인 실수구리 도금 및 밸런싱을 최대한 활용하려면 다음 설계 규칙을 따르고 일반적인 함정을 피하십시오.
구리 도금: 설계 모범 사례1. 패턴 크기 및 간격 0.5~2mm 모양을 사용합니다(점은 대부분의 설계에 가장 적합함). 모양 사이의 간격을 ≥0.2mm로 유지하여 도금 브리지를 방지합니다. 모양이 신호 트레이스/패드에서 ≥0.2mm 이상 떨어져 있는지 확인합니다. 신호 누화 방지(USB 4와 같은 고속 신호에 중요).2. 과도 도금 방지 모든 작은 간격을 채우지 마십시오. ≥5mm × 5mm 영역만 타겟팅하십시오. 과도 도금은 PCB 커패시턴스를 증가시켜 고주파 신호의 속도를 늦출 수 있습니다.3. 도금 기능과 일치 제조업체에 도금 탱크 제한을 확인하십시오. 일부 탱크는 0.5mm보다 작은 모양을 처리할 수 없습니다(불균일한 도금 위험).
구리 밸런싱: 설계 모범 사례1. 구리 커버리지 계산 PCB 설계 소프트웨어(예: Altium의 구리 영역 계산기)를 사용하여 각 레이어의 커버리지를 측정합니다. 모든 레이어에서 ±10% 일관성을 목표로 합니다(예: 모든 레이어에서 28~32% 커버리지).2. 기능성 구리 우선 순위 지정 비기능성 도금을 추가하기 전에 전원/접지 면(기능성 구리)을 사용하여 커버리지를 밸런싱합니다. 이렇게 하면 불필요한 구리에 공간을 낭비하지 않습니다.3. 열 응력 테스트 열 시뮬레이션(예: Ansys Icepak)을 실행하여 밸런싱된 레이어가 균일하게 팽창하는지 확인합니다. 핫 스팟 또는 응력 지점이 나타나면 구리 분포를 조정합니다.
피해야 할 일반적인 실수
실수
결과
트레이스에 너무 가까운 도금
신호 간섭(예: 50Ω 트레이스가 55Ω이 됨).
모든 트레이스/패드에서 ≥0.2mm 떨어진 곳에 도금을 유지합니다.
내부 레이어에서 구리 밸런스 무시
내부 레이어 박리(기판이 고장날 때까지 보이지 않음).
상단/하단뿐만 아니라 모든 레이어에서 커버리지를 확인합니다.
너무 작은 도금 모양 사용
도금 전류가 작은 모양을 우회하여 불균일한 두께를 초래합니다.
≥0.5mm 모양을 사용합니다(제조업체의 최소 크기와 일치).
밸런싱을 위해 도금에 과도하게 의존
도금은 구조적 문제를 해결할 수 없습니다. 기판은 여전히 휨 현상이 발생합니다.
밸런싱을 위해 구리 붓기/면 미러링을 사용하고, 도금을 위해 도금을 사용합니다.
DFM 검사 건너뛰기
도금 결함(예: 도금 모양 누락) 또는 휨 현상.
DFM 도구를 실행하여 제조업체 규칙에 따라 도금/밸런싱의 유효성을 검사합니다.
PCB 제조업체와 협력하는 방법
PCB 제조업체와의 초기 협력은 도금/밸런싱 설계가 생산 능력과 일치하도록 보장합니다. 효과적으로 작업하는 방법은 다음과 같습니다.1. 설계 파일 조기 공유
a. 초안 PCB 레이아웃(Gerber 파일)을 제조업체에 보내 '사전 검사'를 받습니다. 다음과 같은 문제를 플래그합니다. 도금 모양이 도금 탱크에 비해 너무 작습니다. 휨 현상을 유발하는 내부 레이어의 구리 커버리지 간격.2. 도금 지침 요청
a. 제조업체는 도금 장비를 기반으로 도금에 대한 특정 규칙(예: '최소 모양 크기: 0.8mm')을 가지고 있습니다. 재작업을 방지하려면 이를 따르십시오.3. 라미네이션 매개변수 유효성 검사
a. 밸런싱의 경우, 제조업체의 라미네이션 압력(일반적으로 20~30kg/cm²) 및 온도(170~190°C)를 확인합니다. 프로세스에 더 엄격한 밸런스(예: 항공 우주 PCB의 경우 ±5% 커버리지)가 필요한 경우 구리 분포를 조정합니다.4. 샘플 실행 요청
a. 중요한 설계(예: 의료 기기)의 경우, 도금/밸런싱을 테스트하기 위해 소량(10~20개의 PCB)을 주문합니다. 다음을 확인합니다. 균일한 구리 두께(마이크로미터를 사용하여 트레이스 너비 측정). 기판 평탄도(직선자를 사용하여 휨 현상 확인).FAQ
1. 구리 도금이 신호 무결성에 영향을 미칩니까?아니요—올바르게 구현된 경우. 도금 모양을 신호 트레이스에서 ≥0.2mm 이상 유지하면 임피던스 또는 누화에 간섭하지 않습니다. 고속 신호(>1GHz)의 경우, 더 작은 도금 모양(0.5mm)을 더 넓은 간격(0.5mm)으로 사용하여 커패시턴스를 최소화합니다.2. 구리 밸런싱을 단일 레이어 PCB에 사용할 수 있습니까?
예, 하지만 덜 중요합니다. 단일 레이어 PCB는 구리 레이어가 하나뿐이므로 휨 위험이 낮습니다. 그러나 밸런싱(빈 영역에 구리 붓기 추가)은 열 관리 및 기계적 강도에도 도움이 됩니다.3. 밸런싱을 위해 구리 커버리지를 어떻게 계산합니까?
PCB 설계 소프트웨어 사용: a. Altium Designer: '구리 영역' 도구 사용(도구 → 보고서 → 구리 영역).
b. Cadence Allegro: '구리 커버리지' 스크립트 실행(설정 → 보고서 → 구리 커버리지). c. 수동 검사의 경우: 구리 영역(트레이스 + 면 + 도금)을 총 PCB 영역으로 나눕니다.4. HDI PCB에 구리 도금이 필요합니까?
예—HDI PCB는 미세 피치 트레이스(≤0.1mm)와 작은 패드를 가지고 있습니다. 불균일한 도금은 트레이스를
귀하의 사업에 적합한 의료기기 계약 제조업체를 선택하는 방법
의료 기기 PCB를 위한 계약 제조업체를 선택하는 것은 매우 중요한 결정입니다. 귀하의 선택은 환자 안전, 규제 준수 및 비즈니스 성공에 직접적인 영향을 미칩니다. 의료 기기(심박 조율기부터 진단 장비까지)는 신뢰성, 생체 적합성 및 전자기 호환성(EMC)에 대한 엄격한 기준을 충족하는 PCB에 의존합니다. 부실한 제조 파트너는 FDA 감사 실패, 제품 리콜 또는 심지어 환자에게 해를 끼칠 수 있습니다. 이 가이드는 기술적 요구 사항, 규제 의무 및 장기적인 비즈니스 목표에 부합하는 제조업체를 찾는 단계별 프로세스를 설명하여 PCB가 안전하고, 규정을 준수하며, 시장 출시 준비가 되도록 합니다.
주요 내용1. 규제 준수는 협상 대상이 아닙니다. ISO 13485(의료 품질 관리) 및 FDA 등록(21 CFR Part 820)을 우선시하십시오. 이러한 인증은 글로벌 의료 표준 준수를 증명합니다.2. 기술 전문성이 중요합니다. 의료 PCB(예: 강성-플렉스 설계, 생체 적합성 재료) 및 고급 기능(레이저 직접 이미징, X-ray 검사)에 대한 경험이 있는 파트너를 선택하십시오.3. 품질 관리가 중요합니다. 원자재부터 배송까지 모든 PCB를 추적하기 위해 다단계 테스트(ICT, AOI, 기능 테스트) 및 추적성 시스템을 찾으십시오.4. 소통은 신뢰를 구축합니다. 투명한 프로젝트 관리, 정기적인 업데이트 및 문제 해결을 위해 교차 기능 팀(R&D, 품질, 생산)을 갖춘 제조업체를 선택하십시오.5. 장기적인 파트너십 > 단기적인 비용. 가격만 보고 선택하지 마십시오. 숨겨진 비용(재작업, 규정 위반 벌금)이 초기 절감액보다 큰 경우가 많습니다. 혁신과 확장을 지원하는 파트너를 우선시하십시오.
1단계: PCB 및 비즈니스 요구 사항 정의제조업체를 평가하기 전에 요구 사항을 명확히 하십시오. 이렇게 하면 기술, 규제 및 생산 목표를 충족할 수 있는 파트너만 고려하게 됩니다.
1.1 의료 PCB에 대한 제품 사양의료 PCB는 소비자 전자 제품과 다른 고유한 요구 사항(예: 소형화, EMC 준수)을 가지고 있습니다. 이러한 주요 세부 정보를 문서화하십시오.
a. 설계 요구 사항: 유형: 강성, 플렉시블 또는 강성-플렉스 PCB(웨어러블 모니터 또는 이식형 장치에 플렉시블이 이상적임). 레이어: 4~16 레이어(MRI 기계와 같은 복잡한 장치의 경우 더 많은 레이어). 재료: FR-4(표준), 폴리이미드(플렉시블, 내열성), 테플론(고주파수) 또는 세라믹(전력 장치의 열 안정성)과 같은 생체 적합성 옵션. 제조 기술: 공간 절약을 위한 표면 실장 기술(SMT), 정밀도를 위한 레이저 직접 이미징(LDI)(BGA와 같은 미세 피치 구성 요소에 중요).
b. 성능 요구 사항: 신뢰성: PCB는 5~10년 동안 작동해야 합니다(솔더 조인트 고장 없음, 재료 열화 없음). EMC 준수: 다른 병원 장비에 간섭을 일으키지 않도록 IEC 60601(의료 EMC 표준)을 충족합니다. 환경 저항성: 멸균(오토클레이빙, 에틸렌 옥사이드) 및 체액(이식형 장치의 경우)을 견딜 수 있습니다.
예: 웨어러블 포도당 모니터는 SMT 구성 요소와 EMC 차폐 기능이 있는 폴리이미드(생체 적합성, 굽힘 가능)로 만들어진 4층 강성-플렉스 PCB가 필요하여 스마트폰과의 간섭을 방지합니다.
1.2 규제 요구 사항의료 기기는 전 세계에서 가장 규제가 심한 제품 중 하나입니다. 제조업체는 이러한 규칙을 원활하게 탐색해야 합니다. 주요 규정은 다음과 같습니다.
지역
규제 기관/표준
주요 요구 사항
미국
FDA(21 CFR Part 820)
설계, 테스트 및 추적성을 위한 품질 시스템 규정(QSR); 고위험 장치(예: 심박 조율기)에 대한 사전 시장 승인(PMA).
EU
MDR(의료 기기 규정)
CE 마킹; 위험 분류(Class I/II/III); 시판 후 감시(PMS) 보고서.
글로벌
ISO 13485
의료 기기 관련 품질 관리 시스템(QMS); 대부분의 국가에서 판매 시 필수.
글로벌
IEC 60601
의료 전기 장비에 대한 안전 및 EMC 표준(예: 감전 위험 없음).
글로벌
RoHS/REACH
PCB에서 유해 물질(납, 수은)을 제한합니다. EU, 미국 및 아시아에서 필수.
위험 분류: Class III 장치(이식형 장치, 생명 구조 장비)는 Class I(밴드와 같은 저위험 장치)보다 더 엄격한 제조 관리가 필요합니다. 제조업체가 장치의 클래스에 대한 경험이 있는지 확인하십시오.
1.3 생산량 및 일정의료 PCB 생산은 일반적인 수명 주기를 따릅니다. 지연을 방지하려면 볼륨 및 일정 요구 사항을 명확히 하십시오.
a. 프로토타입 제작: 1~100개, 24~48시간(테스트 및 FDA 사전 제출용). b. 소량 배치: 100~1,000개, 2~4주(임상 시험용). c. 대량 생산: 1,000~5,000+개, 4~6주(상업적 출시용).
참고: 복잡한 설계(예: 진단 기계용 HDI PCB) 또는 Class III 장치는 더 오래 걸릴 수 있습니다. 추가 테스트 및 검증을 위해 1~2주를 더하십시오.
2단계: 제조업체 조사 및 목록 작성모든 계약 제조업체가 의료 기기를 전문으로 하는 것은 아닙니다. 이 틈새 시장에서 입증된 전문 지식을 갖춘 파트너로 목록을 좁히십시오.
2.1 자격을 갖춘 제조업체를 찾는 곳 a. 업계 리소스: Medical Device Manufacturers Association(MDMA) 또는 IPC의 의료 PCB 데이터베이스와 같은 디렉토리를 사용합니다. b. 무역 박람회: MD&M West(미국) 또는 Compamed(EU)와 같은 행사에 참석하여 제조업체를 직접 만나십시오. c. 추천: 의료 업계의 동료에게 추천을 요청하십시오. 입소문은 틈새 전문 지식에 대해 신뢰할 수 있습니다. d. 온라인 심사: 제조업체 웹사이트에서 사례 연구(예: “심장 모니터용 PCB 제작”) 및 인증 배지(ISO 13485, FDA)를 확인합니다.
2.2 초기 심사 기준다음과 같은 필수 확인 사항을 사용하여 5~10개의 제조업체 목록을 만듭니다.
1. 의료 초점: 비즈니스의 최소 50%가 의료 기기 PCB입니다(주로 소비자 전자 제품을 만드는 제조업체는 피하십시오).2. 인증: 현재 ISO 13485, FDA 등록(미국 판매용) 및 IPC-A-610(전자 어셈블리 허용성).3. 기술 기능: 사내 테스트(AOI, X-ray, 기능 테스트), 레이저 드릴링 및 PCB 유형에 대한 경험(예: 강성-플렉스).4. 공급망 보안: 위조 부품을 방지하기 위한 프로그램(예: 공인 유통업체, 부품 추적성).5. 지적 재산(IP) 보호: 기밀 유지 계약(NDA) 및 안전한 데이터 관리(PCB 설계를 보호하기 위해).
팁: 인증 증명을 제공할 수 없거나 고객 레퍼런스 공유를 거부하는 제조업체는 거부하십시오. 투명성이 핵심입니다.
3단계: 제조업체 기능 평가목록을 작성했으면 각 파트너의 기술, 품질 시스템 및 경험을 자세히 살펴보십시오.
3.1 의료 PCB에 대한 기술 전문 지식의료 PCB에는 전문적인 지식이 필요합니다. 다음 기능을 확인하십시오.
a. 재료 마스터리: 생체 적합성 재료(예: 이식형 장치용 폴리이미드) 및 멸균 방지 코팅에 대한 경험. b. 정밀 제조: 미세 피치 트레이스(50μm 이하) 및 마이크로비아(보청기와 같은 소형 장치에 중요)를 위한 레이저 직접 이미징(LDI). c. EMC 설계: IEC 60601을 충족하기 위한 차폐 통합 기능(예: 구리 붓기, 금속 캔) - 과거 EMC 테스트 보고서를 요청합니다. d. 공정 검증: Class III 장치의 일관된 품질을 증명하기 위한 FDA 요구 사항인 제조 공정 검증(MPV)에 대한 경험.
3.2 품질 관리 및 테스트강력한 품질 관리 시스템(QMS)은 의료 PCB 제조의 중추입니다. 다음을 찾으십시오.
a. 다단계 검사: 인서킷 테스트(ICT): 단락, 개방 및 구성 요소 결함을 확인합니다. 자동 광학 검사(AOI): 솔더 조인트 문제(예: 브리징, 톰스토닝)를 스캔합니다. X-Ray 검사: 숨겨진 결함(예: BGA 솔더 조인트의 공극)을 감지합니다. 기능 테스트: 실제 조건에서 PCB 성능을 확인합니다(예: 병원 전력 변동 시뮬레이션). b. 추적성: 원자재 로트 번호부터 배송까지 모든 PCB를 추적하는 기능 - FDA 감사 및 리콜 관리에 중요합니다. c. 지속적인 개선: 결함을 줄이기 위해 DMAIC 모델(정의, 측정, 분석, 개선, 제어) 사용(목표:
어떻게 당신의 PCB 프로젝트를 위해 포팅과 컨포멀 코팅 사이에 결정
인쇄 회로 보드 (PCB) 를 환경 손상 (습기, 먼지, 진동 및 화학물질) 으로부터 보호하는 것은 장치의 신뢰성에 매우 중요합니다. 그러나 올바른 보호 방법을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다.포팅 (PCB를 두꺼운 합금으로 덮는) 및 컨포머 코팅 (느다란, 유연한 필름) 은 다른 용도로 사용됩니다. 포팅은 가혹한 환경 (예를 들어 자동차 하부) 에 최대 내구성을 제공합니다.컨포멀 코팅은 소비자 가젯에 대한 디자인을 가볍게 유지합니다.이 가이드는 두 방법의 주요 차이점, 이상적인 사용 사례 및 프로젝트에 적합한 방법을 선택하는 데 도움이되는 단계별 체크리스트를 분해합니다.
주요 내용1.포팅 = 최대 보호: 열악한 조건 (물, 진동, 화학물질) 에서 PCB를 위해 이상적이지만 무게 / 공간을 추가하고 수리를 어렵게합니다.2.복합 코팅 = 가벼운 유연성: 소형 휴대용 장치 (드레어블 기기, 전화기) 에 적합하며 손쉽게 검사 / 수리 할 수 있습니다.3환경이 선택의 원동력입니다: 야외/산업 환경에서 냄비를 사용하십시오. 실내/깨끗한 환경에 적합한 코팅.4비용 및 부피 문제: 양형 코팅은 대용량 생산에 30~50% 저렴합니다. 저용량, 높은 신뢰성 프로젝트에는 냄비가 더 좋습니다.5수리 가능성은 협상 할 수 없습니다: 컨포머 코팅은 PCB를 쉽게 고칠 수 있습니다. 포팅은 실패하면 전체 보드를 교체해야합니다.
PCB 보호: 포팅 대 컨포멀 코팅세부 사항에 뛰어들기 전에, 포팅과 컨포멀 코팅 사이의 근본적인 차이를 이해하는 것이 중요합니다. 둘 다 PCB를 보호하지만 구조, 성능,그리고 사용 사례는 더 다양할 수 없습니다.
한 편 한 편 비교
특징
포트
양형 코팅
구조
전체 PCB를 포위하는 두꺼운, 고체 樹脂 (1-5mm)
얇고 유연한 필름 (25~100μm) 이 PCB의 모양에 적합합니다.
보호 수준
최대: 물, 먼지, 화학물질, 극심 한 진동 을 차단 합니다.
좋은: 습기 / 먼지를 차단하지만 무거운 화학 물질 또는 강한 충격은 아닙니다.
공간/중량
PCB 크기/중량에 20~50%를 추가합니다. 더 큰 장이 필요합니다.
크기/중량 증가는 무시할 수 있습니다. 컴팩트한 디자인에 적합합니다.
수리 가능성
어렵다: 樹脂은 제거하기가 어렵고 PCB를 교체해야 한다.
쉬운: 코팅은 수리/검사를 위해 벗겨 / 스크래프 할 수 있습니다.
비용 (PCB당)
2~10달러 (더 많은 재료 + 노동력)
$0.5~$2 (소재 + 더 빠른 적용)
전형적 인 치료 시간
2~24시간 (수염의 종류에 따라)
10분~2시간 (UV-건조성 코팅이 가장 빠르다)
가장 좋은 방법
가혹한 환경 (산업, 자동차, 야외)
소비자 전자제품, 웨어러블 기기, 실내 기기
예를 들어: 자동차 엔진 부위의 PCB (열, 기름 및 진동에 노출) 는 포팅이 필요합니다. 스마트 워치의 PCB (작은, 실내, 수리 필요) 는 컨포멀 코팅으로 작동합니다.
결정 하는 핵심 요인: 선택 하는 방법올바른 보호 방법 은 환경, 기계적 스트레스, 공간/중량 제한, 수리 가능성, 비용 등 다섯 가지 중요 프로젝트 요구 사항 에 따라 결정 된다. 아래 에는 각 요인 에 대한 상세 한 분포 가 있다.
1환경 조건: 가장 중요한 요소PCB는 두 가지 유형의 환경에 직면합니다. 열악한 환경 (외관, 산업, 자동차) 과 온화한 환경 (실내, 소비자, 청정실). 귀하의 선택은 장치가 해당되는 범주에 달려 있습니다.
언제 냄비 를 선택 해야 하는가 (험한 환경)팟팅은 PCB가물/화학물질: 야외 센서 (비, 눈), 산업 기계 (유, 냉각물), 또는 해양 전자제품 (염수) 는 밀폐 된 밀폐 포팅이 제공하는 것을 필요로합니다. 표준 포팅 솜 (예를 들어,에포시) 는 IP68 등급입니다.즉, 먼지 밀고 30분 동안 1m의 물에 잠수할 수 있습니다.b.극한 온도: 자동차 하위 (-40°C ~ 125°C) 또는 산업 오븐은 균열을 피하기 위해 높은 유리 전환 온도 (Tg > 150°C) 를 가진 토킹 樹脂이 필요합니다.c.중증 오염: 먼지, 금속 톱니 또는 부식 가스가있는 공장은 쇼트 서킷을 유발하는 입자를 차단하기 위해 냄비가 필요합니다.
양형 코팅 을 선택할 때 (온화 한 환경)컨포머 코팅은 다음을 위해 충분합니다.a.실내장치: 스마트폰, 태블릿, 실내 센서 (예: 온도 조절기) 는 경우에 따라 습기 (예: 유출물) 또는 먼지로부터만 보호되어야 합니다.b.깨끗한 환경: 의료기기 (예: 포도당 모니터) 또는 사무장비 (프린터) 는 심한 오염이 위험하지 않은 통제된 공간에서 작동합니다.c.저온 변동: 가정/사무소 (10°C~40°C) 에서 사용되는 장치에는 냄비의 열 저항이 필요하지 않습니다.
프로 팁: 장치의 IP 등급 요구 사항을 확인하십시오. IP65 + (물 / 먼지 저항성) 는 일반적으로 냄비 사용이 필요합니다. IP54 (스플래시-프로) 는 컨포멀 코팅으로 작동합니다.
2기계적 스트레스: 진동, 충격, 충격움직이는 또는 무거운 장비의 PCB는 일정한 스트레스에 직면합니다.
높은 스트레스 를 극복 하기 위한 토기포팅은 장치가:a. 진동: 트럭, 기차 또는 산업 펌프는 지속적으로 진동합니다.b.충격/충격: 전기 도구, 건설 장비 또는 야외 장비 (예를 들어, 하이킹 GPS) 를 떨어뜨릴 수 있습니다.c.기계적 압력: 밀폐된 장 (예를 들어 자동차 대시보드) 에 있는 PCB는 보드를 구부리는 압력에 저항하기 위해 포팅이 필요합니다.
낮은 스트레스 를 위한 컨포머 코팅다음 용품에 대한 합성 코팅 작업:가벼운 진동: 소비자 전자제품 (예를 들어, 노트북) 은 최소한의 흔들림을 경험합니다. 코팅은 무게를 추가하지 않고 부품의 움직임을 방지합니다.b.충격 위험: 책상 (예를 들어, 라우터) 에 보관되거나 부드럽게 착용되는 장치 (예를 들어, 스마트 워치) 는 냄비의 충격을 흡수 할 필요가 없습니다.
3공간 및 무게 제한: 컴팩트 대 더 부피 많은 디자인현대 기기 (드레어블 기기, IoT 센서) 는 소형화를 요구합니다.
소형/간체형 디자인에 적합한 모형 코팅다음의 경우 합동 코팅을 선택합니다.a. 크기는 중요합니다. 스마트 워치, 보청기 또는 작은 IoT 센서 (예: 토양 습도 모니터) 는 50mm × 50mm보다 작은 장이 있습니다.b.중량은 중요합니다. 착용 할 수 있는 장비 (예: 피트니스 추적기) 또는 드론은 가볍어야 합니다.
크기/중량 유연성 을 위해 냄비포팅은 다음과 같은 경우에 허용됩니다.a.막 공간은 풍부합니다: 산업 제어 상자, 야외 조명 장치 또는 자동차 배터리 관리 시스템에는 추가 樹脂에 공간이 있습니다.b.중량은 문제가 아닙니다: 고정 장치 (예를 들어 공장 센서) 또는 무거운 장비 (예를 들어, 포크 리프트 컨트롤러) 는 휴대 할 필요가 없습니다.
4수리 및 검사: 나중에 PCB를 수리 할 수 있습니까?기계 가 수리, 업그레이드 나 품질 검사 를 필요로 할 경우, 적합 한 코팅 은 분명 한 선택 이다. 포팅 의 영구적 인 밀폐 는 유지 보수 를 거의 불가능 하게 한다.
유지보수 를 용이 하게 하기 위해 합성 된 코팅양형 코팅은 다음과 같은 경우 빛을 냅니다.a.검사가 필요합니다: 용접 결합 결함 (예를 들어, 프로토 타입 PCB) 또는 부품 고장 확인해야합니다. 코팅이 투명하므로 제거하지 않고 보드를 볼 수 있습니다.b.수리 가능: 소비자 전자제품 (예: 스마트 폰) 은 종종 화면/포트 수리를 필요로 합니다. 코팅은 이소 프로필 알코올로 벗겨지고 수리 후 다시 적용할 수 있습니다.c. 업그레이드가 계획됩니다: IoT 장치에는 펌웨어 업데이트 또는 부품 교환이 필요할 수 있습니다 (예를 들어 더 나은 안테나를 추가합니다).
더 좋은 경우:a.수리 불가능: 원격 위치 (예를 들어, 야외 태양광 인버터) 또는 일회용 장치 (예를 들어, 일부 의료 센서) 에 있는 PCB는 결코 수리되지 않습니다.b.신뢰성이 중요합니다: 항공우주 또는 자동차 안전 시스템 (예: 에어백 컨트롤러) 은 수리를 위험 할 수 없습니다.
5비용 및 생산량: 높은 용량 절감 대 낮은 용량 신뢰성양형 코팅은 대량 생산에 더 저렴하고 더 빠르지만, 작은 규모의 고부가가치 프로젝트를 위해 토크가 합리적입니다.
고량 생산용 컨포머 코팅다음의 경우 합동 코팅을 선택합니다.11000+ PCB를 만들고 있습니다: 코팅은 자동 스프레이 기계 (100+ PCB / 시간) 로 적용 할 수 있으며 노동 비용을 절감합니다. 재료 비용은 또한 낮습니다.2예산은 좁습니다: 소비자 전자제품 (예: 저렴한 스마트 폰) 에서, 컨포멀 코팅은 포팅에 비해 전체 PCB 보호 비용을 30~50% 감소시킵니다.
저용량, 고부가가치 프로젝트용 토양팟팅은 다음과 같은 경우에 비용을 지불 할 가치가 있습니다.1120°C). 자동차 / 산업용에 이상적입니다.2폴리우레탄: 유연하고 진동에 적합합니다 (예를 들어 트럭 센서) 하지만 에포시보다 화학 저항성이 떨어집니다.3실리콘: 우수한 열 저항성 (-60 °C ~ 200 °C) 및 높은 온도 응용 프로그램 (예를 들어 엔진 센서) 에서 사용되는 유연성.
팟링 의 한계1.중량/공간: PCB 크기에 20~50%를 추가합니다. 웨어러블 또는 작은 IoT 장치에서 사용할 수 없습니다.2수리: 樹脂은 제거하기가 어렵기 때문에 실패한 PCB는 일반적으로 폐기됩니다.3열 포획: 잘못 선택 된 樹脂은 열을 포착하여 구성 요소가 과열 될 수 있습니다. 전력 PCB를 위해 열 전도성 樹脂 (알루미늄 산화질로 채워진) 을 사용합니다.
양형 코팅: 사용 방법 과 한계 에 대해 깊이 연구 하십시오컨포머 코팅은 가볍고 수리 가능한 디자인에 가장 적합하지만 극단적인 조건을 감당할 수 없습니다.
모형 코팅에 대한 이상적인 사용 사례1소비자 전자제품: 스마트폰, 태블릿, 노트북, 스마트워치는 공간을 절약하고 수리를 가능하게 하기 위해 컨포멀 코팅을 사용합니다.2착용 가능한 제품: 피트니스 추적기, 스마트 링, 보청기 등은 가루의 최소 무게와 유연성에 의존합니다.3의료기기: 휴대용 혈압 모니터 (예: 혈압 수갑) 는 가볍고 쉽게 청소 할 수 있도록 코팅을 사용합니다.4.IoT 센서: 실내 센서 (예를 들어, 스마트 온도 조절 PCB) 는 기본 습기/먼지 보호 만 필요합니다.
양형 코팅 종류필요에 따라 선택하세요:1아크릴: 가장 흔한 것은 적용하기 쉽고 저렴한 비용이며 용매로 제거 할 수 있습니다.2실리콘: 유연하고 진동 (예를 들어, 스마트 워치 PCB) 및 높은 온도 (-50°C ~ 200°C) 에 적합합니다.3유레탄: 화학물질에 내성이 강하다 (아크릴보다 낫다) 하지만 제거하기가 어렵다. 가벼운 화학물질에 노출된 장치 (예를 들어, 청소제품) 에서 사용된다.4파리렌: 얇은 (1μ10μm), 핀홀이 없고, 의료 임플란트나 고정밀 전자제품에 사용되는 바이오 호환성.
양형 코팅의 한계1제한된 보호: 무거운 화학물질, 강한 충격 또는 물에 침몰을 차단할 수 없습니다.2응용 정확성: 신중한 마스킹을 요구합니다 (연결성 확보를 위해 코팅 커넥터 또는 히트 싱크를 피하기 위해).3자외선 분해: 아크릴 코팅은 직접 햇빛에 의해 분해됩니다.
단계별 결정 체크리스트이 체크리스트를 사용하여 적절한 보호 방법과 프로젝트 요구 사항을 조정하십시오.
1환경 을 정의 하라PCB는 물 (비, 유출물) 또는 화학물질 (유, 청소제품) 에 노출될 것인가?네 → 포팅; 아니오 → 컨포머 코팅
PCB는 극한 온도 (-40°C ~ 125°C) 에 직면 할 수 있습니까?네 → 포팅; 아니오 → 컨포머 코팅
2기계적 스트레스 평가PCB는 진동 (예를 들어, 자동차) 또는 충돌 (예를 들어, 전기 도구) 을 경험합니까?네 → 포팅; 아니오 → 컨포머 코팅
3크기/중량 제한 확인PCB 장치는 50mm × 50mm보다 작거나 무게가
전원 공급 PCB 2: 테스트, 문제 해결 및 수리 위한 가장 좋은 방법
전원 공급 PCB가 고장 났을 때 안전하고 효과적인 수리를 달성하려면 체계적인 접근 방식을 따라야합니다.첫 번째 단계는 화 된 부품 또는 결함 용매 관절과 같은 명백한 문제를 위해 보드를 시각적으로 검사하는 것입니다.그 후, 전원 공급을 확인하고 적절한 도구를 사용하여 통합 회로 (IC) 및 콘덴서와 같은 개별 구성 요소를 테스트하는 것이 중요합니다.전원 공급 PCB에 대한 신중한 테스트 및 문제 해결 절차를 준수함으로써, 당신은 신속하게 문제를 식별 할 수 있습니다, 실수를 최소화하고 자신감으로 보드를 수리합니다.
주요 내용1모든 테스트를 시작하기 전에 항상 전원 공급 PCB의 손상 여부를 자세히 시각적으로 검사하십시오.이 적극적 인 단계 는 문제 를 조기에 발견 하고 더 심각한 문제 들 의 발생 을 방지 하는 데 도움 이 된다.2멀티미터, 오실로스코프 및 열 카메라 등 적절한 도구를 사용하십시오. 이러한 도구는 부품의 안전한 테스트를 가능하게하고 테스트 결과의 정확성을 보장합니다.3PCB에 전원을 공급 할 때 안전 절차를 따르고 적절한 안전 장비를 착용하십시오. 이것은 테스트 및 수리 과정에서 전기 충격 및 화상으로부터 보호합니다.4결함 있는 PCB 를 작동 하는 PCB 와 비교 하여 차이점 을 확인 한다. 이 비교 방법 은 문제 를 찾는 과정 을 가속화 한다.5.파괴 된 흔적, 결함 있는 부품, 열기 부착 등 일반적인 문제 를 해결 한다. 보드를 철저 히 청소 하고, 결함이 있는 부품을 교체 하고, 수리 작업의 품질을 신중 하게 확인 한다.
적절 한 검사 의 중요성신뢰성 과 안전성전원 공급 PCB 를 철저 히 검사 하는 것 은 그 장치 의 안전 과 신뢰성 을 보장 하기 위해 매우 중요 합니다. 각 부품 을 검사 할 때, 보드 가 의도 된 대로 작동 하는 것 을 확인할 수 있습니다.전원 공급 PCB는 다양한 안전 기능이 장착되어 있습니다하지만 이 기능들은 제대로 작동할 때만 보호할 수 있습니다.
1전압 및 스파이크 보호기: 이러한 구성 요소는 갑작스러운 전압 변동으로 인한 손상을 방지합니다. 적절한 테스트 없이는 필요할 때 활성화 될 것이라고 확신 할 수 없습니다.장치가 전압 급증에 취약하게.2전압 조절기: 전압과 전류 수준을 안정적으로 유지하는 역할을 합니다. 테스트는 그들이 부하와 입력 전압의 변화에 적응할 수 있도록 보장합니다.일관성 있는 전원 공급을 필요로 하는 민감한 부품의 손상을 방지하기.3피지 및 차단기: 이 안전장치는 과도한 전류 또는 전압이 보드를 손상시키는 것을 방지합니다. 테스트는 올바른 문턱에서 발동하거나 부딪히는지 확인합니다.보호가 부족하고 불필요한 트리핑을 피합니다..4.EMI 필터: PCB 및 연결된 장치의 정상적인 작동을 방해 할 수있는 원치 않는 전자기 간섭 신호를 차단합니다.테스트는 필터가 EMI를 수용 가능한 수준으로 효과적으로 줄이는 것을 보장합니다..5.열성 절단: 이들은 보드가 과열되는 것을 방지하여 부품 고장 또는 화재로 이어질 수 있습니다. 테스트는 보드를 보호하기 위해 지정된 온도에서 활성화되는 것을 확인합니다.6역극성 보호: 이 기능은 역전류에 민감한 구성 요소의 손상을 방지하여 올바른 방향으로 전류 흐름을 보장합니다.
테스트는 전원 공급 장치가 잘못 연결되었을 때 의도된 대로 작동하는지 확인합니다.
이 안전 기능 이 제대로 작동 하고 있는지 확인 하기 위해 테스트 는 필수적 이다. 테스트 를 건너뛰는 것 은 화재 를 유발 하거나 장치 를 손상 시킬 수 있는 중대한 문제 를 놓칠 수 있다.추가로, PCB 를 다양한 조건 하에 시험 하는 것 이 필요 합니다. PCB 를 열, 추위, 또는 진동 에 노출 시키는 것 은 그 의 내구성 과 실제 사용 환경 에 견딜 수 있는 능력 을 평가 하는 데 도움 이 됩니다.전문 도구는 또한 게시판의 내부 구조를 검사하는 데 사용할 수 있습니다, 표면 검사 도중 눈에 띄지 않을 수 있는 숨겨진 문제를 드러냅니다. 이러한 포괄적 인 테스트 단계는 PCB가 긴 서비스 수명을 가질 것이라고 확신합니다.
더 큰 피해 를 방지 하는 것적절한 테스트는 장치의 안전뿐만 아니라 작은 문제가 큰 비용으로 확대되는 것을 막습니다.약한 용매 관절이나 작은 균열과 같은 결함을 감지 할 수 있습니다.이러한 문제를 신속히 해결하면 장기적으로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
1결함 조기 발견: 완전한 고장을 유발하기 전에 약한 용매 관절이나 작은 균열과 같은 문제를 식별하면 신속한 수리를 할 수 있습니다.나중에 더 광범위하고 비싼 수정이 필요 없도록.2환경 테스트: PCB 를 다른 환경 조건 (극한 온도, 습도, 진동 등) 에 노출 시킴으로써 실제 세계 사용을 시뮬레이션 합니다.이 시험 은 보드 가 작동 중 에 직면 할 조건 에 견딜 수 있는지 여부를 결정 하는 데 도움 이 된다, 현장에서 실패의 위험을 줄입니다.3기능 테스트: 이 테스트는 PCB가 올바른 전압과 전류 출력을 제공하는지 확인합니다.시작부터 보드가 올바르게 작동하는 것을 보장하는 것은 작동 장치에 손상을 방지하고 시스템 장애를 방지합니다..4.실패 분석: PCB가 테스트 도중 고장 났을 때 상세한 고장 분석을 수행하면 근본 원인을 파악하는 데 도움이 됩니다.이 정보는 미래의 PCB의 설계 또는 제조 프로세스를 개선하는 데 사용될 수 있습니다., 비슷한 실패의 가능성을 줄입니다.
PCB 를 적절 히 검사 함 으로써 투자 를 보호 할 수 있습니다. 잘 검사 된 PCB 는 장비를 더 효율적 으로 작동 시키고 더 오래 사용 할 수 있도록 합니다.신중한 테스트는 안전의 기초입니다, 내구성 있고 신뢰할 수 있는 전자제품.
필수적 인 도구 와 준비검사 도구전원 공급 PCB를 효과적으로 검사하기 위해서는 전문 검사 도구가 필요합니다. 왜냐하면 그들은 초기 단계에서 문제를 발견하는 데 도움이 되기 때문입니다.효율성과 정확성을 높이기 위한 지능형 검사 도구아래 표는 실제 세계 시나리오에서 각 도구가 어떻게 사용되는지에 대한 자세한 정보를 제공합니다:
검사 도구
통계 데이터 / 메트릭
영향 / 사용 사례 설명
자동 광학 검사 (AOI)
부적절하거나 결함이있는 용접 결합을 가진 부품의 95% 이상을 감지 할 수 있습니다.
많은 양의 PCB를 검사할 때 AOI 시스템은 수동 검사보다 훨씬 정확합니다. 고해상도 카메라와 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 결함을 신속하게 식별합니다.다음 단계의 생산에 도달하는 결함이있는 보드의 수를 줄이는 것.
결함 검출을 위한 인공지능 (AI)
미묘 한 결함 을 발견 하는 데 있어서 인간 검사자 보다 20 배 더 효과적 일 수 있다
제조 시설에서는 인공지능에 기반한 결함 탐지 시스템이 PCB의 이미지를 실시간으로 분석합니다. 그들은 인간 검사자가 놓칠 수 있는 결함과 관련된 패턴을 인식할 수 있습니다.흔적의 작은 균열이나 용매 부피의 작은 변동과 같이이것은 생산된 PCB의 전반적인 품질을 향상시키는 데 도움이됩니다.
통계적 프로세스 제어 (SPC)
±0.1mm의 허용값을 가진 용접 관절 높이를 모니터합니다.
용접 과정 중 SPC 시스템은 계속 용접 관절의 높이를 측정합니다. 측정이 지정된 범위를 벗어날 경우 시스템은 즉시 작업자를 경고합니다.이것은 용접 과정에 빠른 조정을 허용, 결함있는 용접 결합으로 많은 수의 PCB의 생산을 방지합니다.
회로 검사기 (ICT)
사실 1.2kΩ를 측정하는 1kΩ 저항과 같은 잘못된 값으로 구성 요소를 정확하게 식별 할 수 있습니다.
PCB 조립 프로세스 후에 ICT 시스템은 사용됩니다. 그들은 PCB의 테스트 포인트에 연결되어 각 구성 요소의 전기 특성을 측정합니다.이것은 모든 구성 요소가 올바르게 작동하고 올바른 값을 가지고 있는지 확인, 부품 결함으로 인해 PCB 고장의 위험을 줄입니다.
태우기 테스트
PCB를 60°C의 온도에서 24~48시간 동안 가동합니다.
PCB 는 고객 에게 배송 되기 전 에 화력 검사 를 받습니다. 이 과정 은 약한 부품 이나 열조합 이 좋지 않은 부품 의 고장 을 가속화 합니다.PCB 를 장시간 고온 에서 사용 하는 것 으로, 제조업체는 PCB가 실제 장치에 사용되기 전에 결함이있는 구성 요소를 식별하고 교체 할 수 있으며 최종 제품의 신뢰성을 향상시킵니다.
AOI 카메라는 PCB를 빠르게 스캔하고 완벽한 보드의 참조 이미지와 비교하여 모든 오차를 쉽게 발견 할 수 있습니다.엑스레이 검사 는 특히 부품 아래 에 숨겨진 용접기 관절 을 검사 하는 데 유용 하다. (구름 격자 배열 과 같이), 검사자가 다른 방법으로 보이지 않는 결함을 감지 할 수 있습니다. 회로 검사자는 PCB의 여러 지점을 동시에 확인할 수 있습니다.부품 고장의 신속하고 효율적인 탐지.
전기 시험 장비전원 공급 PCB를 정확하게 테스트하고 문제 해결하려면 전문 전기 테스트 장비가 필요합니다. 멀티미터는이 목적을위한 가장 기본적이고 다재다능한 도구입니다.전압을 측정하는 데 사용할 수 있습니다., 저항 및 연속성, 구성 요소가 올바르게 연결되고 예상대로 작동하는지 확인하는 데 필수적입니다.ESR (평등 시리즈 저항) 미터는 PCB에서 제거 할 필요없이 콘덴서 테스트를 위해 설계되었습니다., 시간을 절약하고 부품 제거 과정에서 보드를 손상시킬 위험을 줄입니다. 더 고급 테스트를 위해 오실로스코프와 함수 생성기와 같은 도구가 필수적입니다.오실로스코프 를 사용하면 전압 파동 형태 를 시각화 할 수 있습니다, 소음, 전압 스파이크 또는 전원 공급 장치의 불규칙과 같은 문제를 식별하는 데 도움이됩니다. 함수 생성기는 다양한 테스트 신호를 생성 할 수 있습니다.각기 다른 작동 조건을 시뮬레이션하고 PCB의 반응을 테스트하는 데 유용합니다..
모든 테스트 도구가 올바르게 캘리브레이트되고 올바르게 작동하는지 확인하는 것이 중요합니다. you should follow the standards and guidelines set by organizations like IPC (Association Connecting Electronics Industries) and IEC (International Electrotechnical Commission) to ensure the accuracy and reliability of your test results.
팁: PCB 의 전원 공급 장치 가 단절 되어 있는지 확인 하기 위해 항상 멀티미터 를 사용 하십시오. 이 간단한 단계 는 전기 충격 과 보드 손상 을 방지 할 수 있습니다.
1멀티미터: 전압 (AC 및 DC), 저항 및 전류를 측정하는 데 사용됩니다. 전원 공급 장치가 올바른 전압을 공급하는지 확인하는 데 필수적입니다.구성 요소가 올바른 저항 값을 가지고 있다면, 그리고 열거나 단축 회로가 있는지.2.ESR 미터: 콘덴시터의 동등한 시리즈 저항을 측정하기 위해 특별히 설계되었습니다. 높은 ESR 값은 결함이있는 콘덴시터를 나타냅니다.전원 공급 장치의 전압 파동 또는 불안정성 등의 문제를 일으킬 수 있습니다..3오실로스코프: 시간에 따라 전압 파동 형태를 표시합니다. 이것은 전력 공급 출력 모양을 볼 수 있습니다, 소음 또는 간섭을 감지,그리고 PCB의 성능에 영향을 미칠 수 있는 전압 스파이크 또는 하락을 확인.4.기능 생성기: 시노파, 제곱파 및 펄스 파와 같은 다양한 유형의 전기 신호를 생성합니다. 이러한 신호는 PCB 회로의 반응을 테스트하는 데 사용할 수 있습니다.전압 조절기 또는 필터 회로와 같이.
안전장치안전 장비는 전기 공급 PCB에서 작업하는 동안 부상으로부터 당신을 보호하기 위해 필수적입니다. 어떤 작업 시작하기 전에,전기 충격을 제거하기 위해 항상 PCB의 전원 공급을 끄십시오안전 안경을 착용하는 것은 눈의 불꽃, 날아가는 잔해 또는 화학물질 스프래치 (이소프로필 알코올로 보드를 청소하는 경우와 같이) 로부터 눈을 보호하는 데 중요합니다.고무 발바닥 의 신발 은 방열 을 제공한다장갑은 PCB의 날카로운 가장자리에서 손을 보호하는 것뿐만 아니라 추가적인 단열층을 제공합니다.
PCB에 작업하기 전에 모든 보석 (반지, 팔찌 또는 목걸이와 같은) 을 제거하는 것이 중요합니다. 보석은 전기를 전도하여 전기 충격의 위험을 증가시킵니다.그리고 그것은 또한 구성 요소에 걸려있을 수 있습니다, 보드에 손상을 입히거나 자신에게 부상을 입힐 수 있습니다. 단열 손잡이 도구를 사용하면 전기 충격에 대한 추가 보호 층을 추가합니다.격리 전선을 가진 저항을 사용하여 그들을 배열하는 것을 확인하십시오이것은 콘덴서에 저장 된 전하로 인한 전기 충격을 방지합니다.
1안전 안경: 눈 을 불꽃, 잔해, 화학물질 스프래치 로부터 보호 하십시오.2항 정적 매트 및 손목 벨트: PCB의 민감한 전자 부품을 손상시킬 수있는 정적 전기의 축적 및 방출을 방지합니다.3고무 발바닥 신발: 전기 충격을 줄이기 위해 단열을 제공 합니다.4장갑: 날카로운 가장자리, 화학물질, 전기 충격으로부터 손을 보호하세요.5보석이 없습니다: 전기 충격의 위험을 피하고 보석이 부품에 걸리지 않도록합니다.6단열 된 도구: 전기 충격을 줄일 수 있습니다. (하지만 가능한 한 전원을 끄는 것이 좋습니다.)7안전 장비를 깨끗하게 보관하고 사용하지 않을 때 적절하게 보관하십시오. 안전 안경의 균열이나 장갑의 찢어짐과 같은 손상을 주기적으로 검사하십시오.필요한 경우 교체합니다..
이 안전 지침 을 따르고 적절한 안전 장비 를 사용 하면, 전력 공급 PCB 를 작업 하는 동안 화상, 전기 충격, 그리고 다른 부상을 피할 수 있습니다.적절 한 준비 는 안전 을 유지 할 뿐만 아니라, 정확 하고 효율적 으로 수리 및 검사 를 수행 할 수 있도록 도와 줍니다.
전원 공급 PCB의 테스트 및 문제 해결전원 공급 PCB 를 테스트 하고 문제 해결 하는 데는 잘 짜여진 계획 이 필요 합니다. 단계별로 접근 하는 것 을 함으로써 문제 를 효율적 으로 식별 하고 해결 할 수 있습니다.이 과정은 보드의 철저한 시각 검사로 시작됩니다, 전기 구성 요소를 검사하고 PCB를 안전하게 켜야합니다. 각 구성 요소가 올바르게 작동하는지 확인하려면 개별적으로 테스트해야합니다.고장난 PCB 와 작동 하는 PCB 를 비교 하는 것 은 문제 의 근원 을 나타낼 수 있는 차이 를 발견 하는 데도 귀중 한 기술 이다. 프로세스 전체에 올바른 도구를 사용하면 작업이 더 쉽고 안전합니다.
시각 및 열 검사검사 과정 을 항상 PCB 를 자세히 시각적 으로 검사 하는 것 으로 시작 하십시오. 맨 눈 이나 확대선 이나 현미경 을 사용 하여 화점 과 같은 명백 한 손상 의 징후 를 찾아볼 수 있습니다.,부풀어 나오는 콘덴서, 부러진 흔적 또는 느슨한 커넥터. 자동 광학 검사 (AOI) 시스템은 빠진 구성 요소, 비정형 부품,또는 결함있는 용접 결합, 특히 PCB의 대량 검사 때.용매 페이스트 검사 (SPI) 는 부품 배치 전에 용매 페이스트가 올바른 양과 위치에 올바르게 적용되었는지 확인하는 데 사용됩니다., 조립 과정에서 후속 용접과 관련된 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다. 엑스레이 검사는 PCB의 내부 구조를 검사하는 강력한 도구입니다.표면에서 보이지 않는 부품 (BGA - 공 격자 배열 패키지) 아래의 용접 결합을 포함하여.
열 검사 는 과열 된 부품 을 식별 하는 데 필수적 인 것 이다. 이는 고장 있는 부품 이나 회로 설계 문제 의 징후 일 수 있다.열 카메라를 사용하여 PCB의 열 지도를 만들 수 있습니다.환경 스트레스 검사 (ESS) 는 PCB를 극한 환경 조건에 노출시키는 것을 포함합니다.예를 들어, 온도주기 (매우 낮은 온도에서 매우 높은 온도까지) 및 진동, 그것의 내구성을 테스트하고 실제 조건 하에서 실패 할 수있는 약한 구성 요소 또는 용접 관절을 식별 하기 위해. 열 사이클링은 온도 변화에 초점을 맞춘 특정 유형의 ESS입니다,구성 요소와 용접 결합이 팽창하고 수축할 수 있습니다., 잠재적인 문제를 드러냅니다. Burn - in Testing involves operating the PCB at an elevated temperature (typically around 60°C) for an extended period (24 - 48 hours) to accelerate the failure of weak components or those with poor solder joints, 신뢰성 있는 PCB만 장치에 사용되도록 보장합니다.
검사 기술
설명 및 적용
강점
제한
수동 시각 검사
화상 PCB 표면을 시각적으로 검사하여 화상을 입은 부품, 부풀어있는 콘덴서, 부러진 흔적 및 느슨한 커넥터와 같은 눈에 보이는 결함을 검사하는 것입니다.일반적으로 검사 과정의 첫 번째 단계이며 최소한의 장비로 빠르게 수행 할 수 있습니다..
수행하기 쉽고 전문적인 훈련이 필요하지 않습니다 (기본 검사), 명백한 표면 결함을 식별하는 데 비용 효율적입니다. 또한 유연하며 현장에서도 어디서나 수행 할 수 있습니다.
표면 수준 결함을 탐지 할 수 있습니다. 구성 요소 아래의 결함 된 용접 관절 또는 PCB의 내부 층의 균열과 같은 내부 문제를 식별 할 수 없습니다. 또한 주관적입니다.,다른 검사자들이 다른 것을 알아차릴 수 있기 때문에 많은 수의 PCB를 검사하는 데 효과적이지 않습니다.
자동 광학 검사 (AOI)
고해상도 카메라와 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 PCB 표면을 스캔합니다.이 시스템은 스캔된 이미지를 완벽한 PCB의 참조 이미지와 비교하여 부족한 부품과 같은 결함을 식별합니다., 비정형 부품, 용접교, 고장있는 용접 관절.
매우 정확하고 일관성, 그것은 인간의 주관성을 제거하기 때문에. 그것은 수동 검사보다 훨씬 빠르다, 그것은 큰 양의 생산 라인에서 이상적입니다.인간 눈 이 놓칠 수 있는 미묘 한 표면 결함 을 감지 할 수 있다.
표면 수준의 결함으로 제한됩니다. 숨겨진 용접 결합이나 내부 PCB 층을 검사하기 위해 구성 요소를 통해 볼 수 없습니다. 또한 고품질의 참조 이미지가 필요합니다.그리고 조명이나 PCB 방향의 변화는 정확성에 영향을 줄 수 있습니다..
엑스레이 검사
엑스레이를 사용하여 PCB를 뚫고 내부 구조의 이미지를 생성합니다. 부품 아래의 용접 관절, 내부 흔적 및 비아스를 포함합니다.일반적으로 BGA와 같은 복잡한 구성 요소 패키지를 가진 PCB를 검사하는 데 사용됩니다., CSP (칩 스케일 패키지), 그리고 QFN (쿼드 플래트 무 - 리드).
용접 관절의 공허점, 부품 아래의 냉동 용접 관절, 내부 흔적의 균열과 같은 내부 결함을 감지 할 수 있습니다.그것은 숨겨진 구성 요소와 여러 층을 가진 고급 PCB 디자인을 검사하는 데 필수적입니다..
수동 검사 또는 AOI 검사보다 더 비싸다. 장비는 크며 작동하는 데 전문적인 훈련이 필요합니다. 또한 AOI보다 느려서 대용량 검사에 적합하지 않습니다.빠른 생산 라인아주 작은 결함을 발견하는 데는 효과적이지 않을 수도 있습니다.
레이저 - 인덕션 잠금 - 온도
레이저를 사용하여 PCB 표면을 가열하고 적외선 카메라를 사용하여 온도 변화를 감지합니다. PCB의 열 반응을 분석함으로써 흔적의 균열과 같은 결함을 식별 할 수 있습니다.디라미네이션 (PCB 층의 분리), 그리고 결함이 있는 연결.
매우 민감하고 다른 기술로 보이지 않을 수 있는 아주 작은 결함을 감지할 수 있습니다.숨겨진 문제를 탐지하는 데 유용하게비 파괴적이고 PCB와 물리적인 접촉이 필요하지 않습니다.
검사 과정은 AOI 또는 수동 검사와 비교하여 상대적으로 느립니다. 장비는 비싸고 작동 및 결과를 해석하는 전문 지식이 필요합니다.모든 종류의 PCB에 적합하지 않을 수 있습니다., 특히 열에 민감한 구성 요소를 가진 것.
팁: 전기 검사 를 하기 전 에, 화상 흔적 을 주의 깊게 찾아라. (이런 것 들 은 단류 나 과열 된 부품 을 나타낼 수 있다.)그리고 느슨한 커넥터 (간헐적으로 전원 문제를 일으킬 수 있습니다). 먼저 이러한 명백한 문제를 해결하면 문제 해결 과정에서 시간을 절약 할 수 있습니다.
전기 측정정확한 전기 측정은 전원 공급 PCB를 테스트하고 문제의 근본 원인을 식별하는 데 중요합니다. 멀티미터는 기본적인 전기 측정을 수행하는 주요 도구입니다.당신은 PCB의 주요 지점에서 전압을 확인하는 데 사용할 수 있습니다, 예를 들어 전원 공급 장치의 입력 및 출력 단말기.그것은 입력 전압이 지정 범위 내에 있는지 확인하는 것이 중요하며 PCB가 전원을 공급하는 장치에 대한 출력 전압이 올바르다는 것입니다.전력 레일과 땅 사이의 저항을 측정하는 것도 또 다른 중요한 시험입니다.높은 저항 값 (일반적으로 여러 메고엄 또는 더 많은) 는 파워 레일과 지상 사이에 단면이 없다는 것을 나타냅니다.반면 낮은 저항 값은 과도한 전류 흐름과 부품 손상으로 인한 단류의 가능성을 시사합니다.멀티미터의 연속 모드는 열린 회로 (회로에서 중단) 또는 단회로 (두 점 사이의 의도하지 않은 연결) 를 찾는 데 유용합니다.멀티미터 프로브를 회로의 두 지점에 배치하면 비프는 연속성이 있음을 나타냅니다 (폐기 된 회로), 비프는 열려있는 회로라는 것을 의미합니다.
오실로스코프는 전력 공급 회로에서 전압 파동 형태를 분석하는 데 필수적입니다. 그들은 소음, 파동,또는 스파이크가 있을 수 있습니다.예를 들어, 과도한 파동 (출력 전압의 변동) 을 가진 전원 공급 장치가 전원을 공급하는 장치의 불안정을 유발할 수 있습니다.오실로스코프 로 회로 의 여러 점 을 탐구 함 으로, 당신은 고장 콘덴서 또는 전압 조절기의 문제와 같은 물결의 근원을 식별 할 수 있습니다. LCR 미터는 콘덴서, 인덕터,그리고 저항그들은 콘덴사터의 용량을 측정할 수 있고, 인덕터스의 인덕턴스와 저항의 저항을 측정할 수 있습니다. 이 구성 요소들이 올바른 값을 가지고 있는지 확인할 수 있습니다.열사진 카메라, 앞서 언급했듯이, PCB에 있는 핫스팟을 감지할 수 있습니다. 이는 너무 많은 전류와 과열을 흡수하는 결함된 구성 요소를 나타낼 수 있습니다.
전기 측정을 할 때 PCB의 데이터 셰이트 또는 스케마 다이어그램을 참조하는 것이 중요합니다. 이 문서에서는 전압, 저항,및 기타 전기 매개 변수, 측정값을 예상값과 비교할 수 있습니다. 지정된 값에서 상당한 오차는 추가 연구가 필요한 문제의 징후입니다.
1.전압 조절기의 입력, 전압 조절기의 출력, 주요 구성 요소 (IC 같은) 의 전력 입력과 같은 회로의 주요 지점에서의 전압을 측정합니다.이것은 전원 공급 장치가 회로의 각 부분에 올바른 전압을 공급하는지 확인하는 데 도움이됩니다.2저항, 다이오드 및 트랜지스터와 같은 구성 요소의 저항을 확인하기 위해 멀티미터의 저항 측정 기능을 사용하십시오. 예를 들어,다이오드는 앞쪽으로 기울이면 낮은 저항과 뒤쪽으로 기울면 높은 저항을 가져야 합니다.저항은 평준값에 가까운 저항값을 가져야 합니다.3. 소음, 파동, 또는 다른 불규칙성을 확인 하기 위해 회로의 다른 지점에서 전압 파동 형태를 오실로스코프로 조사. 예를 들어,잘 작동하는 전원 공급의 출력은 매우 작은 파동과 부드러운 DC 파동 형태가 있어야합니다.4- 멀티미터의 연속 모드를 사용하여 추적, 커넥터 및 부품 전선에서 열린 회로를 확인하십시오.당신은 또한 다른 전력 레일 또는 전력 레일과 지상 사이의 단회로 확인하는 데 사용할 수 있습니다.5열 촬영 카메라를 사용하여 전원을 켜고 있는 PCB를 스캔합니다. 이것은 결함된 구성 요소를 나타낼 수 있기 때문에 주변보다 현저히 더 뜨겁습니다.
참고: PCB 에 침식 이 있는 것 을 발견 한다면 (대부분 습기 때문 이나 화학 물질 에 노출 된 것 때문) 침식 된 부위를 이소 프로필 알코올 으로 깨끗 히 청소 하십시오. 부드러운 브러쉬 를 사용 하여 침식 을 부드럽게 씻어내십시오.그 다음 추가 테스트를 수행하기 전에 보드가 완전히 건조하도록 허용합니다.부식은 전기 연결이 좋지 않고 잘못된 테스트 결과를 초래할 수 있으므로 진행하기 전에 제거하는 것이 중요합니다.
켜기 절차안전 한 전력 공급 PCB 를 테스트 할 때 안전 한 전력 공급 은 중요 한 단계 이다. 이는 보드 에 손상을 방지 하는 데 도움 이 되고 안전 을 보장 한다.:
1주 콘덴시터를 방출: PCB를 켜기 전에, 단열 전선을 가진 저항을 사용하여 주 콘덴시터에 저장된 전하를 방출하십시오.고립 톱니로 저항을 잡고 몇 초 동안 콘덴시터의 양쪽 끝을 만져이것은 저장된 전하로 인한 전기 충격의 위험을 제거합니다.2마지막 시각 검사를 수행: 전력을 적용하기 전에 PCB를 마지막으로 살펴보고 전에 놓친 명백한 문제, 예를 들어 잘못된 용접 결합,부적절하게 설치된 부품, 또는 신체적 손상.3격리 트랜스포머를 사용: 격리 트랜스포머를 통해 PCB를 전원 공급 장치에 연결합니다. 격리 트랜스포머는 PCB를 전원 공급 장치에서 분리합니다.전기 충전 위험을 줄이고 전력 공급망의 전압 급증 또는 스파이크로부터 보드를 보호합니다..4실험실 전원 공급을 설정: 실험실 전원 공급을 사용한다면 (실제 장치의 전원 공급 대신), PCB에 대한 올바른 전압으로 설정하십시오.보드에서 단전 경우 과도한 전류 흐름을 방지하기 위해 낮은 전류 한계로 시작.5전압을 점차 증가: 실험실 전원 공급을 켜고 정해진 작동 전압으로 전압을 천천히 증가합니다. 전압을 증가하는 동안,PCB의 현재 도출을 면밀히 모니터링합니다.전류가 급격히 증가하거나 예상 값을 초과하기 시작하면 단류를 나타낼 수 있으므로 즉시 전원을 끄십시오.6과열 여부를 확인: PCB가 켜져 있는 동안, 손 (연상을 피하기 위해 조심스럽게) 또는 열 카메라를 사용하여 과열 된 구성 요소를 확인합니다.전원을 끄고 원인을 조사해.7부하로 테스트: PCB가 부하 (마이크로 컨트롤러 또는 다른 장치와 같이) 를 구동하도록 설계된 경우 적절한 부하를 PCB의 출력 단말기에 연결합니다.오실로스코프를 사용하여 출력 전압의 파동과 소음을 측정파동과 소음은 PCB에 대한 지정 한계 내에서 있어야합니다.8.보호 기능 테스트: 과부하 보호 및 단장 보호와 같은 PCB의 보호 기능을 테스트합니다. 예를 들어 단장 보호 테스트를 위해,일시적으로 PCB의 출력 터미널을 단축 (필요한 경우 전류를 제한하기 위해 일련의 저항을 사용) 과 PCB가 예상대로 출력 전류를 종료하거나 감소하는지 확인하십시오..9안전 상자를 사용하십시오: 고전압 PCB를 사용하거나 부품 폭발 위험이있는 경우 (전도장과 같이), PCB를 안전 상자에 배치하십시오.
안전 상자 는 날아다니는 잔해 에 대한 보호 를 제공 하며 부상 위험 을 줄여 준다.
중요 안전 주의: PCB 를 전력 으로 켜는 경우 항상 안전 안경 을 착용 하고, 손 을 고전압 부위 (전력 공급 장치 의 입력 터미널 등) 에서 멀리 하라.만약 당신이 확실하지 않은 경우 어떤 단계에 대해, PCB의 데이터 시트를 참조하거나 경험이 많은 전자 기술자의 조언을 구하십시오.
부품 테스트전원 공급 PCB에 개별 구성 요소를 테스트하는 것은 패러다임 기능 장애를 유발할 수있는 결함이있는 부분을 식별하는 데 필수적입니다.- 회로 테스트 (ICT) 는 PCB에 용접되는 동안 구성 요소를 테스트하는 널리 사용되는 방법입니다.ICT 시스템은 PCB의 테스트 포인트에 연결되는 테스트 장비를 사용합니다.그 다음 시스템은 각 구성 요소에 테스트 신호를 적용하고 구성 요소가 올바르게 작동하는지 확인하기 위해 응답을 측정합니다.정보통신기술은 단면, 개방형 회로,잘못된 값이 있는 부품 (예: 잘못된 저항을 가진 저항 또는 잘못된 용량을 가진 콘덴서), 그리고 잘못된 방향으로 설치된 부품 (디오드나 트랜지스터 같은 것)
기능 테스트는 또 다른 중요한 구성 요소 테스트 방법입니다. 그것은 실제 세계 운영 환경에서 PCB를 테스트하여 의도 된 대로 작동하는지 확인하는 것입니다. 기능 테스트를 위해,도구의 조합을 사용해야 합니다., 멀티미터, 오실로스코프 및 LCR 미터를 포함한다. 예를 들어:
a. 저항: 멀티 미터를 사용하여 저항의 저항을 측정하고 등급 값과 비교합니다. 상당한 차이가 결함이있는 저항을 나타냅니다.b. 콘덴시터: 콘덴시터의 동등한 시리즈 저항을 측정하기 위해 ESR 미터를 사용한다 (콘덴시터의 퇴화를 확인하기 위해) 그리고 용량을 측정하기 위해 LCR 미터를 사용한다.높은 ESR 값 또는 등급 값보다 현저히 낮은 용량으로 된 콘덴시터는 교체해야합니다..c. 다이오드: 다이오드 모드에서 멀티미터를 사용하여 다이오드의 앞과 뒷편 편향 특성을 확인합니다. 좋은 다이오드는 낮은 전압 하락 (일반적으로 0.0 ~ 0.0m) 을 가져야합니다.7V를 위해 실리콘 다이오드) 앞쪽으로 편향되어있는 경우와 역으로 편향 된 경우 높은 저항.d.ICs (인테그레이트 서킷): IC를 테스트하는 것은 더 복잡할 수 있습니다. 당신은 IC의 입력 및 출력 신호를 검사하기 위해 오실로스코프를 사용하여 신호가 올바르게 처리되는지 확인할 수 있습니다.일부 경우, 당신은 전문 IC 검사기를 사용하거나 IC를 고장 있는지 확인하기 위해 잘 알려진 좋은 것으로 교체해야합니다.
부품을 테스트하고 결함이 있는 것으로 확인한 후, 동일한 값과 등급의 새로운 부품을 교체한다.수리된 PCB의 신뢰성을 보장하기 위해 명실상부한 제조업체에서 고품질의 구성 요소를 사용하는 것이 중요합니다.부품을 교체 한 후, 문제가 해결되었는지 확인하기 위해 PCB를 다시 테스트하십시오.
팁: 구성 요소를 테스트 할 때 항상 PCB의 올바른 테스트 포인트를 사용하십시오. 각 구성 요소에 대한 테스트 포인트를 식별하기 위해 PCB의 스케마 다이어그램을 참조하십시오.정확한 결과를 보장하기 위해 테스트 도구가 적절하게 캘리브레이션되었는지 확인하십시오..
좋은 보드와 비교고장난 전원 공급 PCB와 잘 알려진 PCB를 비교하는 것은 매우 효과적인 문제 해결 기술로 많은 시간을 절약할 수 있습니다.문제 의 원인 이 될 수 있는 차이점 을 빨리 식별 할 수 있습니다.
먼저 시각적 비교 를 해 보십시오. 두 보드 를 나란히 살펴보고, 부족한 부품, 다른 부품 값, 화상 흔적, 부러진 흔적 등 명백 한 차이점 을 찾아보세요.작은 차이도, 다른 전압 등급을 가진 콘덴시터 또는 다른 색상 코드를 가진 저항과 같이, 중요 할 수 있습니다.
다음으로 두 보드의 열 프로파일을 비교합니다. 열 카메라를 사용하여 작동 중인 고장 및 좋은 보드의 열 지도를 찍습니다.좋은 보드에서 존재하지 않는 결함 보드에서 뜨거운 점을 찾으십시오이 핫스팟은 너무 많은 전류를 빨아들이는 고장난 부품을 나타낼 수 있습니다.
전압 측정은 비교 과정의 또 다른 중요한 부분입니다. 멀티미터를 사용하여 양 보드의 주요 지점 (전압 조절기의 입력 및 출력,IC의 전력 입력, 및 중요한 구성 요소의 단말기) 좋은 보드의 전압 값을 기록하고 결함이있는 보드에 측정 된 값과 비교하십시오.전압의 중대한 차이점은 조사해야 할 문제를 나타냅니다..
오실로스코프로 신호 탐사는 두 보드에서 전압 파동 형태를 비교하는 데 유용합니다.두 보드에서 동일한 점을 탐지 (정정 회로의 출력 또는 전압 조절기의 입력과 같은) 및 파동 형태를 비교. 파동 형태, 진폭, 또는 주파수의 차이를 찾으십시오. 예를 들어, 결함 보드의 출력 파동 형태가 좋은 보드에 비해 과도한 소음이나 파동이 있다면,이것은 필터 콘덴서에 문제가 있음을 나타낼 수 있습니다..
아날로그 서명 분석은 더 고급 비교 기술입니다.이것은 서로 다른 주파수에서 회로의 임피던스를 측정하고 그 결과 된 서명 (임피던스 대아날로그 사인그라이트의 차이는 결함된 부품, 깨진 흔적, 또는 나쁜 용접 결합과 같은 문제를 나타낼 수 있습니다.
자동 테스트 장비 (ATE) 는 또한 두 보드를 비교하는 데 사용할 수 있습니다. ATE 시스템은 일련의 테스트를 수행 할 수 있습니다.그리고 기능 테스트) 를 두 보드 모두에서 수행하고이것은 특히 대용량 테스트 또는 복잡한 PCB 문제 해결에 유용합니다.
a.Comparing the two boards can quickly reveal obvious issues such as short circuits (indicated by a lower resistance between two points on the faulty board compared to the good board) or broken traces (indicated by an open circuit on the faulty board where there is continuity on the good board).b.신호 탐사는 실시간으로 두 보드의 회로의 행동을 비교할 수 있습니다. 예를 들어,결함이 있는 보드에서 특정 신호가 누락되거나 왜곡되어 있지만 좋은 보드에서는 표시가 깨끗하고, 당신은 신호를 생성하거나 처리하는 회로에 문제 해결을 집중할 수 있습니다.c. 아날로그 서그라마 분석은 간헐적인 고장이나 미묘한 부품 붕괴와 같은 다른 테스트 방법으로 감지되지 않을 수 있는 문제를 찾는 데 효과적입니다.PCB의 전체적인 스케마 없이도 작동합니다..d.자동 테스트 시스템은 좋은 보드의 데이터를 참조로 사용합니다. 결함이있는 보드를 테스트 할 때 시스템은 참조 데이터에서 모든 오차를 신속하게 식별 할 수 있습니다.문제 의 근원 을 쉽게 파악 하는 것.
참고: 당신은 잘 알려진 좋은 보드에 액세스 할 수 없습니다, 당신은 참조로 PCB의 스케마 다이어그램과 데이터 시트를 사용할 수 있습니다. 스케마 예상 연결과 구성 요소 값을 표시합니다.그리고 데이터 시트에는 PCB와 그 구성 요소에 대한 지정된 전기 매개 변수 (전압 및 전류 등급) 가 제공됩니다..
전원 공급 PCB의 테스트 및 문제 해결은 체계적인 접근 방식을 따르는 것이 가장 효과적입니다. 시각 검사, 열 검사, 전기 측정, 부품 테스트,그리고 좋은 보드 (또는 스케마) 와 비교, 당신은 신속하고 정확하게 확인하고 문제를 해결할 수 있습니다 항상 단회로 확인 기억, 필요한 경우 보드를 청소,그리고 수리를 완료하기 전에 전원 공급 장치가 올바르게 작동하는지 확인.
일반적 인 고장 과 수리전원 공급 PCB는 다양한 요인으로 인해 고장날 수 있으며, 설계가 좋지 않고, 품질이 낮은 부품과 열악한 운영 환경이 가장 일반적인 원인 중 하나입니다.먼지 축적 이 공기 흐름 을 차단 할 수 있다, 부품을 과열시키는 데로 이어집니다. 과도한 열은 부품을 더 빨리 분해하고 용접 결합을 약화시킬 수 있습니다. 습도는 PCB 흔적 및 부품을 부식시킬 수 있습니다.전기 연결이 좋지 않아시간이 지남에 따라 콘덴서나 저항과 같은 부품들이 마비되어 제대로 작동하지 않게 됩니다.가장 일반적인 고장 유형과 고장 해결 방법을 이해하는 것은 전원 공급 PCB의 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다..
부러진 흔적 과 패드파열 된 흔적 및 패드는 전원 공급 PCB에서 자주 발생하는 문제이며, 종종 과열 (가장 많은 전류 또는 고장 된 부품으로 인해), 과류 (보리 흔적을 녹일 수 있습니다.)또는 물리적 손상 (PCB를 떨어뜨리거나 부품 교체 중에 너무 많은 힘을 가하는 것). 구리 선 에 보이는 틈 이나 화상 점 을 찾아서 부러진 흔적 을 식별 할 수 있다. 손상 된 패드는 들어갔거나 균열 되었거나 화상 된 것 처럼 보일 수 있다.
부러진 흔적을 고치려면 다음 단계를 따르십시오.
1부러진 흔적 주변 부위를 이소프로필 알코올로 청소하여 더럽거나 먼지 또는 부식 등을 제거합니다. 이것은 수리를 위해 좋은 전기 연결을 보장합니다.2작은 도구 (유화 유리 펜이나 작은 파일 같은) 를 사용하여 부러진 양쪽 끝의 구리 흔적에 대한 보호 코팅을 부드럽게 긁어내십시오. 이것은 벗은 구리를 노출시킵니다.용접에 필요한.3- 스레스에 의해 운반되는 전류에 적합한 가이드와 함께 점퍼 와이어 조각을 스레스의 파열을 가로질러 길이로 자르십시오.얇고 유연한, PCB 표면에 흔적을 수리하기에 적합합니다.4펌퍼 와이어 또는 구리 테이프의 한쪽 끝을 깨진 흔적의 한쪽 끝으로 용접하십시오. 안전한 연결을 보장하기 위해 소량의 용접을 사용하십시오.PCB가 과열되지 않도록 주의해야 합니다 (이런 경우 더 많은 손상을 입을 수 있습니다).5펌퍼 와이어 또는 구리 테이프의 다른 끝을 깨진 흔적의 다른 끝으로 용접하십시오. 다시 소량의 용접을 사용하여 과열을 피하십시오.6용접 후, 연속 모드에서 멀티미터를 사용하여 추적이 연결되었는지 확인합니다. 수리 된 추적의 양 끝에 탐사기를 배치하십시오. 비프는 연결이 좋다는 것을 나타냅니다.
손상된 패드를 수리하기 위해:
1.유연 펌프 또는 유연 픽을 사용하여 손상 된 패드에서 잔류 된 용액 또는 잔해를 제거하십시오.2부위를 이소 프로필 알코올로 청소하여 더럽거나 유출물 잔해를 제거합니다.3패드가 완전히 들어갔거나 없어졌다면, 원래 패드의 크기로 작은 구리 테이프를 자르십시오.미리 만든 대체 패드를 사용할 수 있습니다. (전자품 가게에서 구할 수 있습니다.).4대체 패드 또는 구리 테이프를 PCB에 용접하여 부품의 납 구멍 (적절하면) 에 맞추어 있는지 확인하십시오.5- 멀티미터를 사용하여 수리된 패드와 연결된 추적 사이의 연속성을 확인합니다.
팁: 유리 섬유 펜 이나 작은 필 을 사용 하여 부러진 흔적 이나 손상 된 패드 주위 에 있는 부위를 깨끗 하게 하는 것 은 산화물 이나 잔해 를 제거 하는 데 도움 이 되며, 새로운 용접기 연결 이 적절 히 붙어 있는 것 을 보장 합니다.이 단계 는 수리 의 장기적 신뢰성 에 결정적 인 단계 이다.
PCB에 많은 부러진 흔적이나 패드가 있거나 보드가 심각하게 화상을 입었다면 (중심적인 근본적인 문제를 나타냅니다)PCB 를 모두 교체 하는 것 이 더 비용 효율적 이고 안전 한 일 이 될 수 있습니다.심각한 손상된 PCB에는 감지하기 어려운 숨겨진 문제가있을 수 있으며 수리가 장기적으로 신뢰할 수 없습니다.
결함 있는 부품고장 된 구성 요소는 전원 공급 PCB 고장의 주요 원인 중 하나입니다. 이 중에서는 응압기 (특히 전해질 응압기) 가 고장으로 가장 취약합니다.전해질 용도제는 제한된 수명 을 가지고 있으며, 열 때문 에 시간이 지남에 따라 분해 될 수 있다, 전압 스트레스 또는 습도. 고장 된 전해질 콘덴서 징후는 튀는 상자 (컨덴서 내부에 가스가 축적됨에 의해 발생), 유출 전해질 (고착성,콘덴시터 주위의 갈색 물질), 또는 용량 손실 (LCR 미터를 사용하여 측정됩니다). 저항도 과열 (가장 많은 전류로 인해) 또는 노화로 인해 실패 할 수 있습니다.고장 난 저항의 징후는 저항 몸의 화상을 포함, 저항의 균열, 또는 저항 값이 등급 값 (멀티미터를 사용하여 측정) 과 크게 다릅니다. 전압 스파이크로 인해 통합 회로 (IC) 와 칩이 고장날 수 있습니다.과열고장난 IC의 징후는 출력 신호가 없거나 과열 (정상적인 조건에서 PCB가 작동하는 경우에도) 또는 PCB의 불규칙한 동작을 포함합니다.
결함 있는 부품이 있는 PCB를 수리하려면 다음 단계를 따르십시오.
1고장난 부품은 이전에 설명된 시험 방법 (시력 검사, 전기 측정 또는 부품 테스트 등) 을 사용하여 식별합니다.2PCB에서 결함 요소를 제거합니다. 구멍을 통해 구성 요소 (PCB의 구멍을 통과하는 선과 구성 요소),용접철과 용접제 제거 펌프 또는 용접 빗을 사용하여 부품의 전선에서 용접을 제거하십시오.표면 장착 부품 (PCB 표면에 직접 용접되는 부품) 을 위해, 당신은 구성 요소를 가열하고 용접을 녹이기 위해 뜨거운 공기 재작업 스테이션이 필요합니다.제거 할 수 있도록.3부품이 있던 부위를 이소프로필 알코올로 청소하여 플럭스 잔류, 용접 공 또는 잔해를 제거합니다. 이것은 새로운 부품을 용접하기 위한 깨끗한 표면을 보장합니다.4.원래 부품의 값, 등급, 패키지 유형에 맞는 새로운 컴포넌트를 선택합니다. 예를 들어, 콘덴서를 교체하는 경우, 새로운 콘덴서가 동일한 용량을 가지고 있는지 확인하십시오.정압 등급낮은 등급의 구성 요소를 사용하면 조기 고장으로 이어질 수 있으며, 더 높은 등급의 구성 요소를 사용하면 PCB의 설계와 호환되지 않을 수 있습니다..5PCB에 새로운 구성 요소를 용접. 구멍을 통해 구성 요소를 위해, PCB의 구멍을 통해 선을 삽입하고 반대편의 패드에 용접. 표면 장착 구성 요소를 위해,PCB에 패드와 구성 요소를 정렬하고 용접 철 또는 뜨거운 공기 재작업 스테이션을 사용하여 장소에 용접안전한 연결을 보장하기 위해 소량의 용액을 사용하여 용접 브리지 (접근 패드 사이의 의도하지 않은 연결) 를 만들지 않도록 조심하십시오.6용접 후 문제 해결 을 확인 하기 위해 PCB 를 다시 테스트 합니다. 적절한 검사 도구 (멀티 미터, 오실로스코프,또는 ICT 시스템) 를 통해 수리된 회로의 기능을 확인합니다..
일반적인 결함 구성 요소
실패 의 징후
복구 단계
콘덴시터 (특히 일렉트로리틱)
부풀어 오르는 상면, 전해질 누출, 용량 손실 (LCR 미터로 측정), 과도한 ESR (ESR 미터로 측정)
1. 시각 검사 및 전기 테스트를 사용하여 고장 콘덴서 식별.2콘덴세터를 용접 철도 (공개를 통해) 또는 뜨거운 공기 재작업 스테이션 (표면 장착) 을 사용하여 제거하십시오.3소금 패드를 아이소 프로필 알코올과 소금 빗으로 청소하십시오.4. 같은 용량, 전압 등급, 패키지 유형과 새로운 콘덴시터를 선택 원본.5PCB에 새로운 콘덴시터를 용접합니다.6콘덴시터가 올바르게 작동하는지 확인하기 위해 PCB를 테스트하십시오.
저항기
저항체에 화상 흔적, 균열, 저항 값은 등급 값과 크게 다릅니다 (멀티미터로 측정)
1멀티미터를 사용하여 저항의 저항을 측정하고 결함이 있는지 확인합니다.2고장 저항을 용접 철 (공개) 또는 뜨거운 공기 재작업 스테이션 (표면 - 마운트) 을 사용하여 제거하십시오.3용접대를 깨끗이 청소해4같은 저항 값, 용량 등급 및 패키지 유형의 저항기로 교체합니다.5새로운 저항을 용접해6- 저항의 저항과 PCB의 기능을 다시 테스트.
IC/칩
출력 신호가 없거나, 과열, PCB의 불규칙한 동작, 입력 신호에 반응하지 않는 경우
1. IC의 입력 및 출력 신호를 확인하기 위해 오실로스코프를 사용하거나 기능 테스트를 위해 ICT 시스템을 사용하십시오.2고장 된 IC를 뜨거운 공기 재작업 스테이션 (면 - 마운트) 또는 소લ્ડ링 도구 (적절하면 구멍) 를 사용하여 제거하십시오.3소금 패드를 철저히 청소하여 남은 소금이나 플럭스를 제거하십시오.4같은 부품 번호와 패키지 유형의 새로운 IC를 설치합니다.5새로운 IC를 뜨거운 공기 재작업 스테이션을 사용하여 용접합니다 (적절한 정렬과 온도 조절을 보장합니다).6. PCB를 테스트하여 IC가 올바르게 작동하고 전체 회로가 의도 된대로 작동하는지 확인합니다.
PCB의 여러 구성 요소가 고장 났거나 PCB가 오래되고 빈번한 고장이있는 경우 전체 PCB를 교체하는 것이 더 실용적 일 수 있습니다.오래된 PCB 는 손상 된 흔적 이나 다른 숨겨진 문제 로 수리 가 신뢰성 이 떨어질 수 있다, 그리고 여러 부품을 교체하는 비용은 빠르게 추가 될 수 있습니다. 새로운 PCB를 더 비용 효율적인 옵션으로 만듭니다.새로운 PCB를 사용하면 더 높은 신뢰성을 보장하고 예상치 못한 고장의 위험을 줄입니다..
용조 관절 문제불량 용접 관절은 전원 공급 PCB에서 일반적인 문제이며 간헐적 인 연결을 포함하여 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.열린 회로 (PCB가 완전히 작동하지 못하게 할 수 있습니다.), 또는 단회로 (부품에 손상을 입거나 PCB가 과열 될 수 있습니다.)콜드 솔더 조인트 (솔더 과정에서 제대로 녹지 않은 솔더), 또는 열 스트레스 (운동 중 온도 주기로 인해 발생합니다). 나쁜 용매 관절의 징후는 둔하고 곡물 모양 (밝고 부드러운 표면 대신), 용매의 균열,불규칙한 용매 분포, 또는 인접한 패드 사이의 용접 브릿지.
부적절 한 용접관절 을 수리 하기 위해 다음 과 같은 단계 를 따르십시오.
1고장있는 용접 관절을 시각 검사 (위 언급 된 징후를 찾고) 또는 연속 모드에서 멀티미터를 사용하여 (간헐적 인 연결 또는 개방 된 회로 확인) 을 사용하여 식별하십시오.2용접철을 용접과 작업 중인 부품의 종류에 적합한 온도 (보통 납 기반 용접의 경우 350°C에서 400°C 사이),그리고 납 없는 용접에 대해 약간 더 높습니다.).3결함 있는 용매 관절에 소량의 플럭스를 적용 합니다. 플럭스는 용매와 패드를 깨끗하게 하고, 용매 흐름을 개선하며, 산화 현상을 방지합니다.4용접철의 끝을 용접조합에 닿게 하여 용접과 패드 둘 다 가열하고 기존 용접이 완전히 녹도록 한다.5용매가 충분하지 않은 경우 조립에 약간의 신선한 용매를 첨가하십시오. 용액은 구성 요소 리드 및 패드 주위를 원활하게 흐르며 반짝이는 원활한 연결을 만들어야합니다.6과도한 용매 또는 용매 브리지가있는 경우, 용매 매개 (조직 된 구리 와이어) 를 사용하여 과도한 용매를 흡수하십시오.그 후 소금철을 가닥에 만져열은 용액을 녹이고, 그 후 매개로 흡수됩니다.7용접철을 제거하고 용접 결합이 자연스럽게 식도록 허용하십시오. 용접이 식는 동안 구성 요소 또는 PCB를 움직이지 마십시오. 이것은 차가운 용접 결합을 일으킬 수 있습니다.8용매 관절이 냉각 된 후 반짝이는 부드러운 외관과 균열이나 다리가 없는지 확인하기 위해 시각적으로 검사하십시오. 연속 모드에서 멀티미터를 사용하여 안전한 연결을 확인하십시오.
참고: 용접하기 전에 PCB를 미리 가열하면 PCB 또는 구성 요소를 손상시킬 수있는 열 충격을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.물질이 불규칙하게 팽창하고 균열될 수 있는. 당신은 뜨거운 판 또는 열 총을 사용하여 PCB를 사전 가열 할 수 있습니다 (낮은 온도에 설정) 특정 용접 관절에 열을 집중하기 전에 전체 보드를 가열하기 위해.주변 부품이 과열되지 않도록 조심하십시오.특히 과열에 의해 손상 될 수 있는 IC나 콘덴서와 같은 민감한 것.
PCB에 많은 부적절한 용접 결합이 있는 경우 (제조 결함이나 심각한 열 스트레스에 시사하는 경우) 또는 전 수리 시도 중 과열로 인해 판이 손상된 경우,PCB를 교체하는 것이 가장 좋을 수 있습니다. 많은 수의 용접 관절을 수리하는 것은 시간이 오래 걸리고 PCB의 추가 손상 위험을 증가시킬 수 있습니다.특히 경험이 없는 기술자라면이런 경우 새로운 PCB는 더 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공할 것입니다.
부러진 흔적, 고장난 부품, 고장난 용접관절에 대한 적절한 수리 절차를 따르면 전원 공급 PCB의 기능을 복원할 수 있습니다.항상 철저 한 시각 검사 로 시작 하고 적절한 검사 도구 를 사용 하여 문제 의 근원 을 파악수리 후, 주의 깊게 작업의 품질을 확인하고 PCB를 다시 테스트하여 올바르게 작동하는지 확인하십시오.자신 을 보호 하고 PCB 에 더 큰 손상을 입지 않도록 하기 위해, 적절한 안전 장비 를 착용 하고, 수리 과정 도중 적절한 도구 를 사용 하는 것 은 필수적 이다.
1PCB를 정기적으로 청소하여 과열 및 진열을 일으킬 수 있는 먼지와 잔해를 제거하십시오. 압축 공기를 사용하여 느슨한 먼지를 날려버리고, 고집한 더럽거나 진열을 청소하기 위해 이소프로필 알코올을 사용하십시오.2. 정적 전기가 없는 건조하고 시원한 환경에서 PCB를 보관하십시오. 정적 전기는 민감한 전자 부품을 손상시킬 수 있으므로 PCB를 보관 할 때 항 정적 봉지 또는 컨테이너를 사용하십시오.3만약 당신이 해결할 수 없는 어렵거나 복잡한 문제로 부딪히면, 경험이 많은 전자 기술자나 엔지니어에게 도움을 요청하는 것을 주저하지 마십시오.그들은 가장 어려운 문제를 진단하고 고칠 수있는 지식과 도구를 가지고 있습니다..
FAQQ: 전원 공급 PCB에 콘덴시터를 방출하는 가장 안전한 방법은 무엇입니까?A: 전원 공급 PCB에 콘덴서 배열을 가장 안전한 방법은 단열 선과 저항을 사용하는 것입니다. 첫째, select a resistor with a high resistance value (typically between 1kΩ and 10kΩ) and a power rating that can handle the energy stored in the capacitor (you can calculate the required power using the formula P = V²/R, 여기서 V는 콘덴서의 정량 전압이고 R는 저항의 저항이다). 저항의 전류와 직접 접촉을 피하기 위해 단열 톱니 쌍으로 저항을 잡으십시오.콘덴시터의 한 단위로 저항의 한 끝과 콘덴시터의 다른 단위로 저항의 다른 끝을 만져. 콘덴세터가 방출 할 수 있도록 저항을 몇 초 동안 유지하십시오. 이 방법은 콘덴세터에 저장된 전하를 안전하게 저항을 통해 분산합니다.불꽃을 피하고 전기 충격 위험을 줄이는 것.
Q: PCB 흔적이 깨졌는지 어떻게 알 수 있나요?A: PCB 흔적이 깨졌는지 확인하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 첫째, 시각 검사를 수행합니다. 눈에 띄는 틈, 화점,또는 신체적 손상의 징후 (열림이나 들어간 구리 등). 흔적 이 보호 코팅 (연금 마스크) 으로 덮여 있다면, 아래 의 구리 를 보기 위해 확대판 이나 현미경 을 사용 할 필요 가 있을 수 있다. 둘째, 연속 모드 에서 멀티 미터를 사용 한다.멀티미터를 켜고 연속 함수 (일반적으로 비프 기호로 표시) 로 설정- 추적의 한 끝에 멀티미터의 한 탐사기를 배치하고 다른 탐사기를 추적의 반대 끝에 배치합니다. 멀티미터가 비핑하면,이것은 연속성이 있다는 것을 나타냅니다 (폐쇄 된 회로) 그리고 흔적이 깨지지 않습니다.비프가 없다면, 추적이 깨지고, 당신은 그것을 수리해야 합니다 (파인 추적 및 패드 섹션에서 설명 된 대로).
Q: 전원 공급 PCB를 전원을 켜지 않고 테스트할 수 있나요?A:예, 당신은 전원 공급 PCB를 전력 공급없이 테스트 할 수 있습니다. 당신은 잠재적 인 문제를 식별하기 위해 수행 할 수있는 여러 가지 전력 공급되지 않은 테스트가 있습니다. 먼저, 단회로를 확인하기 위해 멀티미터를 사용하십시오.저항 모드 (오프) 에 멀티미터를 설정 하 고 양성 및 음성 전력 레일 사이의 저항을 측정 (입출력)낮은 저항 값 (PCB 설계에 따라 100Ω 미만) 은 가능한 단회로를 나타냅니다. 보드를 켜기 전에 해결해야합니다.당신은 또한 멀티미터를 사용하여 개별 흔적 및 구성 요소의 저항을 측정하여 개방 회로 확인 할 수 있습니다둘째, PCB에 대한 상세한 시각 검사를 실시하여 부러진 흔적, 부풀어 나오는 콘덴서, 화상을 입은 부품, 또는 나쁜 용접 결합과 같은 명백한 결함을 찾으십시오. 셋째,LCR 미터를 사용하여 콘덴시터의 값을 테스트합니다.이것은 당신이 문제를 일으킬 수 있는 잘못된 값을 가진 구성 요소를 식별 할 수 있습니다.전원이 적용 될 때 손상을 일으킬 수 있는 큰 문제가 있는지 확인하기 위해 당신은이 전원이 아닌 테스트를 완료 한 후에 PCB를 전력으로 충전하는 것이 필요합니다.
질문: 문제를 찾을 수 없다면 어떻게 해야 할까요?A: 표준 테스트 및 문제 해결 단계를 수행 한 후 전원 공급 PCB의 문제를 찾을 수 없다면 수행 할 수있는 몇 가지 추가 단계가 있습니다. 첫째,고장난 PCB를 알려진 좋은 PCB와 비교하려고 노력합니다 (좋은 PCB와 비교하는 섹션에서 설명한 바와 같이)이것은 전압의 차이, 신호 파동 형태 또는 열 프로파일 문제 원인을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 둘째,PCB의 스케마와 데이터 시트를 다시 확인하여 올바른 지점을 테스트하고 예상 값이 정확하다는 것을 확인하십시오.. 때때로, 스케마의 잘못된 해석은 놓친 문제로 이어질 수 있습니다. 셋째, 오실로스코프와 같은 고급 테스트 도구를 사용하여 회로에서 더 많은 신호를 탐구합니다.파동 모양의 미묘한 차이를 찾아라네 번째, PCB에 장애 분석을 수행하는 것을 고려하십시오.이것은 구성 요소를 하나씩 제거하는 것을 포함 할 수 있습니다., 콘덴시터 또는 저항 등) 를 제거하고 문제를 해결하는지 확인하기 위해 각 제거 후에 PCB를 테스트합니다.경험 있는 전자 기술자 나 엔지니어 의 도움 을 구하십시오그들은 전문적인 검사 장비 (X선 기계 또는 자동 검사 시스템) 를 사용할 수 있거나 복잡한 PCB 문제 해결에 더 많은 경험을 가질 수 있습니다.당신은 온라인 포럼에 당신의 문제를 게시 할 수 있습니다 (예: 제어.com) 에서 다른 전자 애호가 및 전문가로부터 조언을 얻을 수 있습니다.
결론전원 공급 PCB는 셀 수 없이 많은 전자 장치의 척추이며, 그들의 신뢰할 수 있는 성능은 이러한 장치의 안전과 기능에 필수적입니다.우리는 테스트를 위한 가장 좋은 방법을 탐구했습니다., 문제 해결 및 전원 공급 PCB 수리, 정확성과 안전을 보장하기 위해 체계적인 접근의 중
전원 공급 PCB 1: 종류, 핵심 부품 및 주요 설계 고려 사항
전원 공급 장치 PCB는 단순한 계산기부터 생명을 구하는 MRI 기기에 이르기까지 모든 전자 장치의 "에너지 백본"입니다. 전력 변환, 조절 및 분배를 통해 모든 구성 요소(마이크로칩, 센서, 모터)가 필요한 정확한 전압과 전류를 얻도록 보장합니다. 전원 공급 장치 PCB가 제대로 설계되지 않으면 과열, 장치 고장 또는 안전 위험(예: 단락)이 발생할 수 있습니다. 전기 자동차 및 데이터 센터 서버와 같은 고전력 장치의 증가와 함께 전원 공급 장치 PCB 유형, 구성 요소 및 설계 규칙을 이해하는 것이 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 이 가이드는 올바른 유형 선택부터 열 관리 및 EMI 제어 최적화에 이르기까지 안정적이고 효율적인 전원 공급 장치 PCB를 구축하는 데 필요한 모든 것을 자세히 설명합니다.
주요 내용1. 올바른 PCB 유형 선택: 강도를 위한 Rigid PCB(2024년 시장 점유율 46.5%), 웨어러블/의료 기기를 위한 Flexible PCB, 고전력 요구 사항(예: 데이터 센터)을 위한 Multi-layer PCB.2. 전원 공급 장치 선택이 중요합니다. 선형 전원은 저소음, 저전력 응용 분야(오디오/의료 기기)에서 뛰어나며, 스위치 모드 전원 공급 장치(SMPS)는 소형, 고전력 전자 장치(스마트폰, 서버)에 대해 70~95%의 효율성을 제공합니다.3. 구성 요소 사양은 협상 불가: 고장을 방지하기 위해 ESR이 낮은 커패시터, 높은 포화 전류를 가진 인덕터, 낮은 온 저항을 가진 MOSFET을 사용합니다.4. 안전 및 효율성을 위해 설계: IPC-2152를 따라 트레이스 폭을 사용하고, 열을 관리하기 위해 열 비아/구리 쏟기를 사용하며, 노이즈를 줄이기 위해 EMI 필터(페라이트 비드, 파이 필터)를 추가합니다.5. 위험으로부터 보호: 전압 스파이크 또는 과열로 인한 손상을 방지하기 위해 과전압, 과전류 및 열 보호 기능을 통합합니다.
전원 공급 장치 PCB란 무엇입니까?전원 공급 장치 PCB는 전자 장치의 전력을 관리하는 특수 인쇄 회로 기판입니다. 단순히 "전력을 공급"하는 것이 아니라 세 가지 중요한 기능을 수행합니다.
1. 전력 변환: AC(벽면 콘센트에서)를 DC(전자 장치용)로 변경하거나 DC 전압을 조정합니다(예: 마이크로칩용 12V를 5V로).2. 조절: 민감한 구성 요소를 손상시키는 변동을 방지하기 위해 전압/전류를 안정화합니다.3. 보호: 과전압, 과전류, 단락 또는 역극성으로부터 회로를 보호합니다.
전원 공급 장치 PCB의 핵심 구성 요소모든 전원 공급 장치 PCB는 기능을 위해 핵심 부품에 의존하며, 각 부품은 전력 관리에 특정 역할을 합니다.
구성 요소 유형
기능
중요 사양
전원 공급 장치 모듈
전력 변환/조절(예: 강압용 벅, 승압용 부스트).
출력 전압(예: 3.3V/5V/12V), 전류 정격(예: 2A/5A), 효율(≥80%).
변압기
AC 전압을 높이거나 낮춥니다. 전기적 절연을 제공합니다(안전).
전압비(예: 220V→12V), 전력 정격(예: 10W/50W), 절연 전압(≥2kV).
정류기
AC를 DC로 변환(예: 전파 정류용 브리지 정류기).
전류 정격(예: 1A/10A), 전압 정격(≥2x 입력 전압).
커패시터
DC 전원을 부드럽게 하고, 노이즈/리플을 필터링하고, 에너지를 저장합니다.
정전 용량(예: 10μF/1000μF), 전압 정격(≥1.2x 작동 전압), 낮은 ESR.
인덕터
전류 흐름 제어, SMPS의 리플 필터링, 자기 에너지 저장.
인덕턴스(예: 1μH/100μH), 포화 전류(≥1.5x 최대 전류).
전압 조정기
출력 전압을 안정화합니다(저소음용 선형 조정기, 효율성용 스위칭).
출력 전압 허용 오차(±2%), 드롭아웃 전압(선형의 경우 ≤0.5V).
열 비아/방열판 필요(덜 부피가 큼)
열 발산(방열판, 열 비아, 금속 코어 PCB).
열 전도율(예: 구리: 401 W/m·K), 방열판 크기(전력 손실과 일치).
EMI 억제
전자기 간섭 감소(페라이트 비드, 공통 모드 초크).
주파수 범위(예: 100kHz~1GHz), 임피던스(대상 주파수에서 ≥100Ω).
전원 공급 장치 PCB가 중요한 이유전원 공급 장치 PCB는 모든 전자 장치의 가장 중요한 부분이며, 설계는 다음과 같은 직접적인 영향을 미칩니다.
1. 안전: 제대로 설계되지 않은 기판은 과열, 화재 또는 감전의 원인이 됩니다(예: 랩톱의 결함 있는 전원 공급 장치는 내부 구성 요소를 녹일 수 있습니다).2. 신뢰성: 전압 변동 또는 노이즈는 민감한 칩을 충돌시킬 수 있습니다(예: 의료 모니터의 전원 공급 장치 고장은 환자를 위험에 빠뜨립니다).3. 효율성: 비효율적인 전원 공급 장치는 에너지를 낭비합니다(예: 서버의 선형 전원은 에너지의 40~70%를 열로 낭비하여 전기 요금을 증가시킵니다).4. 크기: SMPS 기반 PCB는 선형 PCB보다 50~70% 더 작으므로 스마트폰이나 웨어러블과 같은 소형 장치를 사용할 수 있습니다.
전원 공급 장치 PCB 유형: 어떤 것을 선택해야 할까요?전원 공급 장치 PCB는 구조(Rigid, Flexible) 및 레이어 수(단면, 양면, 다층)로 분류됩니다. 각 유형은 고유한 응용 분야에 사용되며, 올바른 유형을 선택하면 과도한 설계 또는 조기 고장을 방지할 수 있습니다.
1. 구조별: Rigid, Flexible, Rigid-Flex
PCB 유형
주요 특징
시장 점유율(2024)
a. 소비자 전자 제품: 스마트폰, TV, 랩톱(작고 효율적인 전원이 필요).
Rigid PCB
단단함(FR-4 기판), 높은 기계적 강도, 제조 용이.
46.5%(최대)
서버, 데스크톱 PC, 산업용 기계(안정성 필요).
Flexible PCB
얇음(폴리이미드 기판), 구부릴 수 있음, 경량.
성장 중(8~10%)
웨어러블(스마트워치), 의료 기기(내시경), 접이식 폰.
Rigid-Flex PCB
Rigid 및 Flexible 레이어를 결합합니다. 부분적으로 구부릴 수 있고, 다른 부분에서는 안정적입니다.
가장 빠른 성장
항공 우주(위성 구성 요소), 자동차(대시보드 센서), 휴대용 의료 도구.
2. 레이어 수별: 단면, 양면, 다층
레이어 수
주요 특징
사용 사례
단면
한쪽에 구리; 단순하고 저렴합니다.
기본 전원 공급 장치(예: 계산기 충전기), 저전력 장치.
양면
양쪽에 구리; 더 많은 구성 요소, 더 나은 라우팅.
소비자 전자 제품(스마트 TV), 자동차 센서, 중전력 공급 장치.
다층
4~16+ 레이어(전원/접지 평면 + 신호 레이어); 고밀도.
고전력 장치(데이터 센터 서버), 전기 자동차, 의료 MRI 기기.
3. 2024년 시장 통찰력 a. Rigid PCB: 저렴한 비용과 다용도로 인해 지배적입니다. 산업용 전원 공급 장치의 90%에 사용됩니다. b. Multi-layer PCB: 고전력 장치는 노이즈를 줄이기 위해 별도의 전원/접지 평면이 필요하기 때문에 가장 큰 수익 부문(시장의 52%)입니다. c. Rigid-Flex PCB: 웨어러블 및 의료 기기에 대한 수요로 인해 가장 빠르게 성장(15~20% CAGR)하고 있습니다.
전문가 팁: 50W 이상의 전원 공급 장치의 경우 전용 전원/접지 평면이 있는 다층 PCB를 사용하십시오. 이렇게 하면 임피던스와 열이 30% 감소합니다.
전원 공급 장치 유형: 선형 vs. 스위치 모드전원 공급 장치 모듈은 PCB의 "핵심"입니다. 두 가지 주요 유형인 선형 및 스위치 모드는 효율성, 크기 및 노이즈가 다르므로 올바른 것을 선택하는 것이 중요합니다.
1. 선형 전원 공급 장치선형 전원 공급 장치는 변압기를 사용하여 AC 전압을 낮춘 다음 정류기 및 커패시터를 사용하여 부드러운 DC로 변환합니다. 간단하지만 비효율적이므로 과도한 전압이 열로 낭비됩니다.
장점
단점
높은 효율(70~95%)—낮은 열.
초저소음(민감한 전자 장치에 이상적).
낮은 효율(30~60%)—에너지를 열로 낭비합니다.
단순한 설계(구성 요소가 적고 수리가 용이).
크고 무거움(큰 변압기/방열판 필요).
저전력 응용 분야에 저렴합니다(50W)의 경우: FR-4보다 50~100배 높은 열 전도율을 가진 금속 코어 PCB(알루미늄/구리 코어). 열 인터페이스 재료(TIM): 방열판과 구성 요소 사이에 위상 변화 TIM(2.23 W/m·K)을 사용합니다. 장기적인 신뢰성을 위해 열 페이스트보다 좋습니다. b. 방열판: 알루미늄 방열판을 MOSFET 및 조정기에 부착합니다. 전력 손실을 기준으로 크기를 조정합니다(예: 10W 구성 요소에는 50mm×50mm 방열판이 필요합니다). c. 기류: 뜨거운 구성 요소 사이에 2~3mm 간격을 두어 공기가 순환하도록 합니다. 밀폐된 장치(예: 서버 PSU)의 경우 팬을 추가하여 방열판 위로 공기를 밀어 넣습니다. d. 시뮬레이션: Ansys Icepak과 같은 도구를 사용하여 열 흐름을 모델링합니다. 이렇게 하면 프로토타입 제작 전에 핫 스폿(예: 혼잡한 MOSFET 영역)을 찾을 수 있습니다.4. EMI 제어: 노이즈 감소SMPS는 다른 전자 장치(예: 라우터의 전원 공급 장치는 Wi-Fi 중단을 유발할 수 있음)를 방해할 수 있는 전자기 간섭(EMI)을 생성합니다. 다음으로 해결합니다.
a. 작은 스위칭 루프: 스위칭 회로(MOSFET + 인덕터 + 커패시터)의 영역을 가능한 한 작게 유지합니다. 이렇게 하면 방사 EMI가 40% 감소합니다. b. EMI 필터:
파이 필터: 차동 모드 노이즈를 필터링하기 위해 입력(AC 또는 DC)에 배치합니다(커패시터 + 인덕터 + 커패시터 사용). 공통 모드 초크: 공통 모드 노이즈(예: 전력망의 노이즈)를 차단하기 위해 입력/출력 케이블에 추가합니다. 페라이트 비드: 고주파 노이즈(100kHz~1GHz)를 흡수하기 위해 IC 근처의 신호 트레이스에 배치합니다. c. 쉴딩: 구리 테이프 또는 금속 캔을 사용하여 민감한 영역(예: 스위칭 MOSFET)을 쉴딩합니다. 이렇게 하면 EMI를 가두는 패러데이 케이지가 생성됩니다. d. Y 커패시터: 1차 및 2차 접지 사이에 연결하여 공통 모드 노이즈를 접지로 전환합니다. 250V AC 정격의 커패시터를 사용합니다(안전 표준).5. 보호 기능: 위험 방지전압 스파이크, 단락 또는 사용자 오류로 인한 손상을 방지하기 위해 이러한 보호 기능을 추가합니다.
a. 과전압 보호(OVP): 전압이 정격 값의 1.2배를 초과하는 경우(예: 12V 공급 장치는 14.4V에서 OVP를 트리거함) 제너 다이오드 또는 크로우바 회로를 사용하여 공급 장치를 단락시킵니다. b. 과전류 보호(OCP): 전류가 너무 높으면 퓨즈(최대 전류의 1.5배) 또는 eFuse(재설정 가능)를 사용하여 전원을 차단합니다. eFuse는 재사용 가능한 장치(예: 랩톱)에 더 좋습니다.
c. 역극성 보호: 입력과 직렬로 MOSFET을 추가합니다. 사용자가 전원을 거꾸로 연결하면 MOSFET이 꺼져 손상을 방지합니다. d. 열 차단: 온도가 85°C를 초과하면 온도 센서(예: NTC 서미스터)를 사용하여 공급 장치를 차단합니다. 밀폐된 장치(예: 스마트 홈 허브)에 중요합니다. e. ESD 보호: ESD 스파이크(예: 사용자 터치)를 안전한 수준으로 고정하기 위해 입력/출력 핀에 TVS 다이오드(과도 전압 억제기)를 추가합니다.전원 공급 장치 PCB에 대한 IPC 표준안전, 신뢰성 및 제조 가능성을 보장하기 위해 다음 IPC 표준을 따르십시오.
IPC 표준목적
전원 공급 장치에 중요한 이유
IPC-2152
트레이스 전류 전달 용량(구리 두께, 폭)을 정의합니다.
트레이스 과열/화재를 방지합니다.
IPC-2221
일반 PCB 설계 규칙(패드 크기, 비아 간격).
구성 요소가 적절하게 맞고 연결되도록 보장합니다.
IPC-A-600
베어 PCB에 대한 허용 기준(균열 없음, 적절한 도금).
결함이 있는 기판(예: 얇은 구리 트레이스)을 방지합니다.
IPC-6012
Rigid PCB에 대한 자격(열 저항, 유전 강도).
PCB가 고전력/열을 처리하도록 보장합니다.
IPC-4761
비아 보호 지침(솔더 마스크, 채우기).
열 응력 하에서 비아 균열을 방지합니다.
예: 10A 전원 공급 장치 PCB는 IPC-2152를 따라 3.2mm 너비의 2oz 구리 트레이스를 사용해야 합니다. 이렇게 하면 작동 중 트레이스가 과열되지 않도록 합니다(≤30°C 상승).
FAQ
1. 선형 전원 공급 장치를 SMPS 대신 언제 사용해야 합니까?
저전력(
스마트 홈 제품에 적합한 PCB 및 EMS 솔루션 선택 방법
스마트 홈 제품들은 Wi-Fi를 지원하는 템포스타트부터 음성 제어 조명까지 두 가지 중요한 요소에 의존합니다.잘 설계된 인쇄 회로 보드 (PCB) 및 신뢰할 수 있는 전자 제조 서비스 (EMS)그러나 올바른 PCB 및 EMS 파트너를 선택하는 것은 쉽지 않습니다. 스마트 가정 장치에는 독특한 요구 사항이 있습니다.그리고 세계 안전 표준을 준수하고잘못된 선택은 출시 지연, 결함 제품 또는 심지어 회수로 이어질 수 있습니다. 이 가이드는 스마트 홈 PCB 및 EMS의 주요 요구 사항을 분해하고 제품 요구를 정의하는 방법, 파트너를 선택하는 방법,공급망 관리, 그리고 장기적인 성공을 보장합니다 붐비는 시장에서 눈에 띄는 장치를 만드는 데 도움이 됩니다.
주요 내용1인증된 파트너에게 우선 순위를 부여하십시오: ISO 9001, IPC-A-610, RoHS 인증을 가진 PCB / EMS 공급자를 선택하십시오.2스마트 홈 요구에 맞는 설계: 센서, 마이크로 컨트롤러,그리고 작은 장막에서의 연결성.3EMS와 조기에 협력: EMS 파트너를 설계 단계 (제공뿐만 아니라) 에 참여시켜 비용을 20~30% 절감하고 비용이 많이 드는 재설계를 피하십시오.4공급망을 안전하게 유지하세요: 두 가지 공급처, 인공지능 기반의 수요 예측 및 위조 방지 조치를 사용하여 짧은 수명 주기에 해당하는 스마트 가정용 기기에 필수적인 부품 부족을 방지하세요.5엄격한 테스트, 장기적인 지원: 열, 신호 및 환경 테스트를 수행합니다. 고객 만족과 장비를 유지하기 위해 펌웨어 업데이트와 보증을 제공합니다.
스마트 홈 PCB 및 EMS에 대한 기본 요구 사항스마트 홈 장치에는 협상 할 수없는 요구 사항이 있습니다: 그들은 작고 무선, 신뢰할 수 있으며 안전해야합니다. PCB와 EMS 파트너가 이러한 요구를 충족시키기 위해 기본 요구 사항은 아래와 같습니다.
1품질 표준: 협상 할 수 없는 인증스마트 홈 제품은 매일 사용자와 상호 작용합니다. 안전과 신뢰성은 협상 할 수 없습니다. PCB 및 EMS 파트너는 위험을 피하기 위해 글로벌 표준을 준수해야합니다.과열) 및 준수 결함 (e예를 들어, 금지 된 물질).
중요 표준 및 인증
표준/인증
목적
스마트 홈 제품 이 중요 한 이유
IPC-A-600
PCB 수용성을 정의합니다 (예를 들어, 용접 결합 품질, 흔적 무결성).
PCB가 기술 부족으로 인해 고장 나지 않도록 보장합니다 (예를 들어, 스마트 잠금의 느슨한 용매 관절은 사용자를 차단 할 수 있습니다).
IPC-6012
딱딱한 PCB 성능 (예를 들어 열 저항, 다이 일렉트릭 강도) 을 지정한다.
스마트 온도 조절기와 보안 카메라가 열을 생성합니다.이 표준은 PCB가 왜곡되지 않고 처리하도록 보장합니다.
IPC-A-610
전자 조립의 수용성 (예를 들어, 부품 배치, 용접품질) 을 설명합니다.
칩이 잘못 정렬된 것과 같은 결함을 방지합니다. (스마트 스피커의 무선 중단을 유발합니다.)
UL 인증
전기 안전에 대한 시험 (예: 화재 위험, 충격 위험)
미국에서는 UL 인증이 없는 스마트 플러그가 화재가 발생할 수 있습니다.
RoHS
전자제품의 위험 물질 ( 납, 수은) 금지.
EU와 대부분의 세계 시장에서 의무적으로
ISO 9001
공급자가 품질 관리 시스템을 가지고 있다는 것을 증명합니다.
일관된 생산을 보장합니다 (예를 들어, 모든 스마트 전구 PCB는 동일한 표준을 충족합니다.)
ISO 14001
환경 책임 (예: 폐기물 감축) 을 검증합니다.
환경 의식의 소비자를 유치하고 소매업체 요구 사항을 충족합니다 (예를 들어 Amazon의 지속가능성 지침).
품질 관리 도구 의 요구a.AOI (Automated Optical Inspection): 카메라를 사용하여 조립 중에 표면 결함 (예를 들어, 부족한 부품) 을 발견합니다. 인간 검사자가 놓치는 오류의 95%를 잡습니다.b.X-Ray 검사: 숨겨진 결함을 확인하기 위해 PCB 내부를 살펴봅니다 (예를 들어, BGA 용접 관절의 공허점)납 없는 용접: RoHS에 의해 의무화됩니다. 독성 노출을 방지하고 세계 시장과 호환성을 보장합니다.
조언: 파트너 에게 품질 지침서 와 최근 감사 보고서 를 요청 하십시오. 명성 있는 공급자 는 이것 들 을 기꺼이 공유 할 것 입니다.
2콤팩트하고 밀도가 높은 디자인: 더 적은 공간에 더 적합합니다스마트 홈 기기는 좁은 공간에 살고 있습니다. 조명 장치에 있는 스마트 전구나 벽에 있는 스마트 센서를 생각해보세요. PCB는 작지만 강력해야 합니다. 이는 다층 디자인과 HDI 기술을 사용하는 것을 의미합니다.
스마트 홈 제품용 PCB 계층 수대부분의 스마트 홈 기기들은 6~8층 PCB를 사용합니다. 그들은 공간, 비용, 기능의 균형을 맞추고 있습니다.
PCB 계층 수
일반적인 두께 (mm)
가장 좋은 방법
예를 들어 스마트 홈 장치
단층
1.57
간단한 장치 (예: 기본 센서)
1·2 부품을 갖춘 운동 감지기
2층
1.57
낮은 복잡성 장치
기본 Wi-Fi가 있는 스마트 플러그
4층
10.6 ∼2.4
중급 기기
센서 + Wi-Fi를 갖춘 스마트 온도 조절기
6층
2.36
높은 복잡성 장치
블루투스 + 음성 인식이 가능한 스마트 스피커
8층
3.18
초소형 장치
복수의 센서를 가진 착용 가능한 건강 모니터
소형화 를 위한 핵심 설계 기술a.HDI (High-Density Interconnect): 마이크로 비아 (68 밀리) 와 얇은 피치 구성 요소 (0402 크기) 를 사용하여 같은 공간에 30% 더 많은 회로를 장착합니다. 스마트 워치 또는 작은 보안 카메라에 중요합니다.b.직하고 유연한 PCB: 딱딱하고 유연한 층을 결합하여 이상한 모양에 맞게 (예를 들어, 스마트 문 벨의 곡선 장) 을 결합하고 커넥터를 줄이십시오.c. 컴포넌트 통합: 시스템 온 칩 (SoC) 모듈 (예를 들어 마이크로 컨트롤러, Wi-Fi 및 블루투스를 결합한 ESP32) 을 사용하여 컴포넌트 수를 50% 줄입니다.
열 관리스마트 가정 장치 (예를 들어, 스마트 라우터) 는 열을 생성합니다. 열 설계가 좋지 않으면 충돌 또는 짧은 수명을 유발합니다.
a. 열을 생성하는 부품 (예를 들어, 전력 증폭기) 아래 열 통로를 사용한다.b. 열을 균등하게 분산하기 위해 구리 도루가 있습니다.c. 열에 민감한 부품 (예: 센서) 을 뜨거운 부품 근처에 배치하는 것을 피한다.
3무선 통합: 장치 연결 유지무선 통신은 스마트 홈 제품에는 협상이 불가능합니다. 그들은 전화, 허브 또는 다른 장치와 통신해야합니다. PCB 및 EMS 파트너는 신뢰할 수있는 무선 성능을 위해 설계해야합니다.
스마트 홈에 대한 공통 무선 표준
무선 표준
주파수 대역
데이터 비율
가장 좋은 방법
예제 사용 사례
Wi-Fi (802.11ax)
2.4 GHz, 5 GHz, 6 GHz
최대 9.6Gbps
고속 인터넷 접속
스마트 TV, 라우터, 비디오 도어벨
블루투스 53
2.4 GHz ISM 대역
최대 3 Mbps
단거리, 저전력 연결
스마트 스피커, 피트니스 추적기
지그비
2.4 GHz, 868 MHz, 915 MHz
최대 250kbps
메시 네트워크 (많은 장치)
스마트 조명, 문 잠금, 온도 조절기
Z파
서브 게하츠 (미국에서는 908 MHz)
90.6 ∼ 100kbps
저 간섭망
가정용 보안 시스템, 창문 센서
로라
서브 게하츠 (868 MHz/915 MHz)
낮은 (최고 50kbps)
장거리, 저전력
외관용 스마트 센서 (예: 정원 모니터)
무선 설계 최선 사례a. 안테나 배치: 금속 구성 요소 (신호를 차단하는) 에서 안테나를 장착하고 지면 평면을 사용하여 범위를 높일 수 있습니다. 스마트 전구에있는 오프셋 안테나는 Wi-Fi 범위를 20% 향상시킬 수 있습니다.b. 분리 콘덴시터: 전력을 안정화하고 소음을 줄이기 위해 무선 모듈 (예를 들어 Wi-Fi 칩) 근처에 0.1μF 콘덴시터를 배치합니다.c. RF PCB 설계: 스마트 카메라의 5GHz Wi-Fi에 중요한 신호 손실을 피하기 위해 임피던스 제어 추적 (50Ω 대부분의 무선 신호) 을 사용하십시오.d.EMI 보호: 간섭을 줄이기 위해 무선 모듈 주위에 금속 보호막을 추가하십시오 (예를 들어, 스마트 오븐의 보호된 블루투스 칩은 오븐의 모터에 의해 방해되지 않습니다).
스마트 홈 제품 정의: 기능, 부피, 준수PCB/EMS 파트너를 선택하기 전에, 당신은 당신의 제품의 필요를 명확하게 정의해야 합니다. 이것은 의사소통 오류를 피하고 파트너가 당신이 필요로하는 것을 제공할 수 있도록 보장합니다.
1기능: 장치가 무엇을 할 것인가?기본 특징을 나열하는 것부터 시작하십시오. 이것은 PCB 설계와 부품 선택에 영향을 미칩니다.
센서: 온도, 움직임 또는 습도 센서가 있습니까? (예를 들어, 스마트 온도 조절기에는 온도 센서 + Wi-Fi 모듈이 필요합니다.)b.전력원: 배터리 (예를 들어 무선 센서) 또는 플러그인 (예를 들어 스마트 TV)?c.처리 능력: 인공지능 (예를 들어, 스마트 스피커에서 음성 인식) 을 실행해야 하는가, 아니면 기본적인 논리 (예를 들어, 스마트 램프 스위치) 를 실행해야 하는가? (AI는 강력한 SoC가 필요;기본 논리는 ATmega328P와 같은 값싼 마이크로 컨트롤러를 사용합니다.).d. 연결성: 단일 무선 표준 (예: 블루투스) 또는 복수 (예: Wi-Fi + ZigBee)? (복수 표준은 PCB 공간과 전력을 더 필요로 합니다.)
예를 들어: 스마트 연소 감지기에 필요한 것은: 연소 센서, 9V 배터리 전원, 기본 마이크로 컨트롤러, ZigBee (홈 허브에 연결하기 위해) 및 스피커소형 안테나와 스피커 근처의 열 통로.
2생산량: 얼마나 만들 수 있나요?크기는 PCB 비용에서 EMS 파트너 선택에 이르기까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 대부분의 스마트 홈 제품은 3 단계의 생산 주기를 따르고 있습니다.
생산 단계
전형적 양
핵심 목표
PCB/EMS 요구 사항
프로토타입 제작
1~10개
시험 설계 및 기능
빠른 처리 (1~5일), 유연한 변경, 낮은 최소 주문량 (MOQ).
소량
500~1,000개
생산 프로세스를 검증합니다.
결함을 빠르게 수정할 수 있는 능력, 작은 MOQ, 기본적인 자동화
대량 생산
11000~10,000+ 유닛
효율적으로 확장
높은 자동화 (AOI, 픽 앤 플레이스), 엄격한 품질 관리, 비용 최적화
a. 프로토타입 팁: 빠른 PCB 서비스를 사용하십시오 (예를 들어, JLCPCB, PCBWay) 24~48 시간 내에 프로토타입을 얻습니다. 이것은 설계 반복을 가속화합니다.b.매스 생산 팁: 가벼운 제조 (예를 들어, 토요타 생산 시스템) 을 가진 EMS 파트너를 선택하여 폐기물을 줄이고 단위 비용을 15%~20% 낮추십시오.
3준수: 글로벌 규칙을 충족모든 시장에는 고유한 규정이 있습니다. 준수하지 않으면 벌금, 제품 금지 또는 회수로 이어집니다.
지역
의무 인증
초점 영역
예시 요구 사항
미국
FCC, UL
RF 방출, 안전
FCC 15부: Wi-Fi/블루투스 간섭을 제한합니다. UL 60950: 스마트 플러그가 사용자에게 충격을 주지 않도록 합니다.
유럽 연합
CE
건강, 안전, 환경
CE EMC: 스마트 스피커는 다른 전자 장치를 방해해서는 안 됩니다. CE RoHS: PCB에 납이 없습니다.
캐나다
IC (이노베이션, 과학 및 경제 개발 캐나다)
RF 방출
IC RSS-247: ZigBee 장치는 주파수 제한 내에서 유지되어야 합니다.
세계적
IEC, CISPR
전기 안전, EMC
IEC 60335: 스마트 오븐은 높은 온도에 견딜 수 있어야 합니다. CISPR 22: 스마트 TV의 RF 배출량을 제한합니다.
전문가 팁: EMS 파트너와 협력하여 준수 사항을 처리하십시오. 그들은 지연을 피하기 위해 내부 테스트 연구소 또는 인증 된 연구소와 파트너십을 가져야합니다.
올바른 PCB 설계 및 EMS 파트너를 선택PCB 디자인 및 EMS 파트너는 제품을 만들거나 파괴합니다. 디자인에서 판매 후까지 끝에서 끝까지 지원을 제공하는 파트너를 찾으십시오.
1PCB 설계: DfX 원칙을 우선시하십시오.우수성을 위한 설계 (DfX) 원칙은 PCB를 제조, 테스트 및 수리하기 쉽고 시간과 비용을 절약 할 수 있도록합니다.
DfX 원칙
정의
스마트 홈 혜택
예제
제조용 설계 (DfM)
PCB가 표준 장비로 만들어질 수 있도록 해야 합니다.
더 빠른 생산, 더 적은 결함 (예: 용접 불가능한 부품이 없습니다.)
스마트 플러그용 0201 크기의 부품을 피하는 것 (대량 생산에서 조립하기 어려운 것)
테스트 가능성 설계 (DfT)
테스트를 쉽게 하기 위해 테스트 포인트 (예를 들어, 탐사 패드) 를 추가합니다.
더 빠른 결함 탐지 (예를 들어, Wi-Fi 모듈의 테스트 포인트는 신호 강도를 확인할 수 있습니다.)
전력 출력을 확인하기 위해 스마트 전구 LED 드라이버 근처에 테스트 포인트를 추가합니다.
조립을 위한 설계 (DfA)
픽 앤 플래시 머신을 가속화하기 위해 부품들을 배치하세요.
노동비용이 낮고 조립 오류가 적습니다.
스마트 센서 PCB의 한 쪽에 모든 저항/공압기를 그룹화합니다.
비용에 대한 설계 (DfC)
저렴하고 쉽게 구할 수 있는 부품들을 사용하세요.
유닛당 비용이 낮습니다.
일반 Wi-Fi 모듈 (예: ESP8266) 을 사유 모듈보다 선택합니다.
수요에 대한 디자인 지원a.계획 검토: 파트너는 레이아웃 전에 오류 (예: 잘못된 구성 요소 값) 를 위해 당신의 스케마를 확인해야합니다.시그널 무결성 시뮬레이션: 고속 무선 (예: 5GHz Wi-Fi) 에서는 신호 경로를 시뮬레이션하여 끊기를 피해야 합니다.c.DRC/ERC 검사: 설계 규칙 검사 (DRC) 는 PCB가 제조 한계를 충족하는지 확인합니다. 전기 규칙 검사 (ERC) 는 단회로를 감지합니다.
2EMS 파트너: 끝에서 끝까지 지원좋은 EMS 파트너는 PCB를 조립하는 것 이상의 일을 합니다. 그들은 프로토타입 제작, 공급망 관리, 테스트, 심지어 판매 후 지원을 처리합니다.
평가할 핵심 EMS 능력a.NPI (새 제품 도입) 전문 지식: 그들은 아이디어를 생산까지 안내해야합니다.1컨셉 개발: 아이디어를 스케마로 바꾸는 것.2프로토타입 제작: 테스트를 위한 빠른 회전.3파일럿 생산: 프로세스 문제를 해결하기 위해 작은 대량 생산.4대량 생산: 품질 손실 없이 확장b. 테스트 연구소: AOI, X-ray, 열 사이클 및 기능 테스트 (FCT) 에 대한 내부 연구소 (internal laboratories) 는 아웃소싱 지연을 피합니다.c. 공급망 관리: 부품 공급, 재고 관리 및 부족을 처리해야합니다 (예를 들어, 중단 된 칩에 대한 대안을 찾는 것).가벼운 제조: 칸반 (just-in-time inventory) 같은 도구로 폐기물을 줄이고 비용을 줄일 수 있습니다.
피해야 할 적색 깃발a.인증서가 없다 (예: ISO 9001, IPC-A-610).b. 프로토타입에 대한 긴 진행 시간 (1주 이상)c. 내부 테스트가 없습니다 (제3자 연구소에 의존합니다).d.고객 추천을 공유하지 않음.
예를 들어: 플렉스나 자빌 같은 평판 좋은 EMS 파트너는 스마트 홈 제품에 전담 프로젝트 매니저를 할당합니다. 그들은 디자인, 테스트, 생산을 조정합니다.모든 단계에 대해 업데이트 하 고.
공급망 관리: 부족 및 지연을 피합니다스마트 홈 컴포넌트 (예를 들어, 마이크로 칩, 센서) 는 종종 공급이 부족합니다. 부진한 공급망은 출시 기간을 몇 달이나 지연시킬 수 있습니다.
1공급: 이중 공급 및 위조 방지 조치a.두중 공급: 중요한 부품 (예: Wi-Fi 모듈) 을 위해 두 공급자를 사용하십시오.b.국내 대 국제 소싱: 균형 비용과 속도:국내: 더 빠른 배송 (1~3일), 더 쉬운 통신, 그러나 더 높은 비용 (원형 또는 작은 팩에 적합합니다).국제: 저렴한 비용 (20~30% 저렴), 더 많은 부품 선택, 그러나 더 긴 수량 생산 기간 (4~6주)
위조 방지 검증:제3자 판매자 대신 허가 된 유통업체 (예를 들어, Digi-Key, Mouser) 에서 구매하십시오.블록 체인 또는 IoT 도구를 사용하여 공장에서 PCB까지 구성 요소를 추적합니다. (예를 들어 IBM의 공급망 블록 체인).도착시 부품 테스트 (예를 들어, 저항값을 확인하기 위해 멀티미터를 사용)
2노후화: 부품 사용후기 계획스마트 홈 구성 요소 (특히 칩) 는 구식화되고 재설계를 피하기 위해 빨리 계획합니다.
a.기반품의 사용후기 (End of Life, EOL) 통지를 요청합니다. 공급자는 부품의 생산을 중단하기 전에 6~12개월의 사전 통지를 해야 합니다.b.중요부품: 교체하기 어려운 칩 (예를 들어, 독자적인 SoC) 에 대해 3~6개월의 재고를 보관한다.c.유연성을 위한 설계: 소켓 구성 요소 (예를 들어, 제거 가능한 Wi-Fi 모듈) 를 사용하여 PCB를 재설계하지 않고 새로운 부품을 교환할 수 있습니다.
3물류: 운송을 추적하고 최적화a.실시간 추적: FedEx 인사이트 또는 DHL 공급망과 같은 도구를 사용하여 배송을 모니터링하고 지연을 (예: 관세 정지) 조기에 파악합니다.b.녹색 물류: 환경 친화적 인 패키지 (예를 들어 재활용 된 카드보드) 및 탄소 중립 운송을 사용하는 파트너를 선택하십시오.c.비상사태 계획: 발사 기간을 충족시키기 위해 예비 운송 경로 (예를 들어, 해상 운송이 지연되면 항공 화물) 를 갖추십시오.
통합 및 지원: 엄격한 테스트, 장기적인 지원훌륭한 스마트 홈 제품은 생산에서 끝나지 않습니다. 철저하게 테스트하고 구매 후 고객을 지원해야합니다.
1테스트: 발사 전에 결함을 감지실제 환경에서 제품이 작동하는지 확인하기 위해 다양한 테스트를 사용하세요.
시험 유형
목적
스마트 홈 예제
열 사이클
PCB가 뜨겁고 추운 것을 처리하는지 확인하십시오 (예를 들어, 차고의 스마트 온도 조절기).
-40°C에서 85°C까지 1000회 사이클은 용접기의 균열이 없도록 보장합니다.
신호 무결성
무선 신호가 강하게 유지되는지 확인합니다 (예를 들어, 스마트 카메라의 Wi-Fi).
오실로스코프를 사용하여 5GHz Wi-Fi 신호 강도를 확인합니다. -70 dBm 이상 유지해야합니다.
기능 테스트 (FCT)
장치가 의도대로 작동하는지 확인해
스마트 잠금 FCT: 블루투스를 통해 잠금을 해제하고 알림을 보내고 배터리로 6개월 동안 작동하는지 테스트합니다.
연소 테스트
숨겨진 결함을 드러내기 위해 PCB를 높은 열/전압에 노출합니다.
48시간 동안 60°C에서 스마트 스피커를 구동하면 고장난 부품이 빨리 고장납니다.
환경 검사
습도, 먼지 또는 진동 (예를 들어, 욕실의 스마트 센서) 를 시뮬레이션합니다.
IP67 테스트: 물 손상 없이 30분 동안 1m의 물에 장치를 잠겨두십시오.
2판매 후 지원: 고객 만족을 유지좋은 지원은 브랜드 충성도를 높여줍니다
a. 보증: 수리/ 교체에 대한 1년 2년의 보증 (예를 들어, 스마트 전구에 대한 삼성전자의 1년의 보증)b. 펌웨어 업데이트: 버그를 수정하거나 기능을 추가하기 위한 오버더 에어 (OTA) 업데이트 (예를 들어, 스마트 온도 조절기가 새로운 에너지 절감 모드를 얻는다).c. 다채널 지원: 채팅, 전화 또는 이메일로 도움을 받습니다. 24시간 이내에 문제를 해결합니다. (예를 들어, 온도 조절 장치 설정에 대한 Nest의 실시간 채팅).d.자동 유지보수: 배터리 교체에 대한 알림을 보내기 (예를 들어, 스마트 연소 감지기가 배터리가 고갈되면 사용자에게 알립니다.)
3업그레이드: 제품 관련성 유지스마트 홈 테크놀로지는 빠르게 발전하고 있습니다. 제품 수명을 연장하기 위한 업그레이드 디자인이 필요합니다.
a.모듈적 설계: 플러그 앤 플레이 모듈 (예를 들어, 스마트 카메라에서 제거 가능한 4G 모듈) 을 사용하여 사용자가 나중에 5G로 업그레이드 할 수 있습니다.b.공용 인터페이스: 표준 포트 (예: USB-C) 또는 프로토콜 (예: I2C) 를 사용하여 새로운 센서를 쉽게 추가할 수 있습니다.c. 펌웨어 유연성: 새로운 기능을 지원하는 코드를 작성합니다 (예: OTA 업데이트를 통해 새로운 음성 보조자를 지원하는 스마트 스피커).
FAQ1스마트 스피커에 가장 좋은 PCB 계층 수는 얼마일까요?6층 PCB는 이상적입니다. 마이크로 컨트롤러, Wi-Fi / 블루투스 모듈, 음성 인식 칩 및 스피커 드라이버가 컴팩트한 공간에 적합합니다.그것은 또한 스피커에서 열을 처리하는 열 비아에 대한 공간을 가지고 있습니다.
2어떻게 지그비와 와이파이를 선택할까요?a. 지그비: 메쉬 네트워크 (많은 빛), 낮은 전력 (배터리 전력 센서) 및 더 적은 간섭 (하위 GHz 대역) 에 더 좋습니다.b.Wi-Fi: 빛이 직접 인터넷 접속을 필요로 하는 경우 (예를 들어, 허브가 없는 전화 앱을 통해 제어) 더 좋지만 더 많은 전력을 사용한다.
3스마트 홈 제품에 대한 가장 큰 공급망 위험은 무엇입니까?컴포넌트 노후화 칩과 센서는 빠르게 노후화됩니다. 이중 공급, 중요한 부품 저장 및 유연한 구성 요소를 설계함으로써 이를 완화하십시오.
4스마트 플러그를 위해 PCB/EMS에 필요한 예산은 얼마일까요?a. 프로토타입 제작: 단위당 $50~$100 (1~10 단위).b.매스 생산: 단위당 2~5달러 (10,000개 이상) 의 비용
5유럽에서 스마트 잠금을 팔려면 어떤 자격증이 필요할까요?CE 인증 (장애에 대한 EMC, 위험한 물질에 대한 RoHS) 및 EN 14846 (문 잠금의 안전). 또한 무선 모듈 (e) 에 대한 RED (라디오 장비 지침) 인증이 필요할 수 있습니다..g., 블루투스).
결론스마트 홈 제품들을 위한 올바른 PCB 및 EMS 솔루션을 선택하는 것은 균형 잡힌 행동입니다.성공의 열쇠는 명확한 제품 정의 (기능성DfX를 기반으로 PCB 설계에서 공급망 관리 및 판매 후 지원에 이르기까지.
인증된 파트너에게 우선 순위를 부여하고 소형화와 무선 성능을 설계하고 공급망을 능동적으로 관리함으로써그리고 사용자들에게 사랑받았습니다.기억하세요: 훌륭한 PCB 및 EMS 파트너는 단순히 공급자가 아닙니다. 그들은 당신의 아이디어를 성공적인 제품으로 전환하고 수년 동안 관련있게하는 데 도움이되는 협력자입니다.
소비자들이 더 작고, 더 똑똑하고, 더 지속가능한 기기를 요구하는 시장에서, 올바른 PCB와 EMS 선택은 여러분의 제품을 차별화 할 것입니다.그리고 장기적인 지원에 초점을 맞추십시오. 고객 (그리고 당신의 수익) 은 당신에게 감사할 것입니다..
패키지 온 패키지 기술이란 무엇이며 어떻게 작동하나요?
더 작고, 더 빠르고, 더 강력한 전자 제품을 구축하기 위한 경쟁에서, 초박형 스마트폰부터 소형 의료용 웨어러블까지, 기존의 칩 배치 방식은 한계에 도달했습니다. 패키지 온 패키지(PoP) 기술이 등장했습니다. 이는 칩 패키지(예: 하단에 프로세서, 상단에 메모리)를 수직으로 쌓아 PCB 공간을 최대 50%까지 줄이면서 성능을 향상시키는 획기적인 솔루션입니다. PoP는 공간 절약뿐만 아니라 신호 경로를 단축하고, 전력 사용량을 줄이며, 업그레이드를 더 쉽게 만듭니다. 이는 모든 밀리미터와 밀리와트가 중요한 장치에 매우 중요합니다. 이 가이드는 PoP가 무엇인지, 작동 방식, 주요 이점, 실제 적용 사례 및 미래를 형성하는 최신 발전을 자세히 설명합니다.
주요 내용1. 공간 효율성: PoP는 칩을 수직으로 쌓아(vs. 나란히) PCB 공간을 30~50% 줄여 스마트워치 및 폴더블 폰과 같은 더 얇은 장치를 가능하게 합니다.2. 더 빠른 성능: 적층 칩(예: CPU + RAM) 간의 신호 경로 단축으로 지연 시간을 20~40% 줄이고 전력 소비를 15~25% 줄입니다.3. 모듈성: 각 칩은 개별적으로 테스트되고 교체 가능합니다. 결함이 있는 RAM 칩을 수리하기 위해 전체 프로세서 패키지를 교체할 필요가 없습니다.4. 다용도성: 서로 다른 공급업체의 칩(예: Qualcomm CPU + Samsung RAM)과 함께 작동하며 업그레이드(예: 4GB RAM을 8GB로 교체)를 지원합니다.5. 광범위한 응용 분야: 소비자 전자 제품(스마트폰, 태블릿), 자동차(ADAS 시스템), 의료(웨어러블 모니터) 및 5G 통신(기지국)을 지배합니다.
패키지 온 패키지(PoP) 기술이란 무엇입니까?PoP는 두 개 이상의 반도체 패키지를 수직으로 쌓아 단일의 소형 모듈을 만드는 고급 패키징 기술입니다. 기존의 "나란히" 배치(CPU와 RAM이 별도의 PCB 공간을 차지하는 경우)와 달리, PoP는 핵심 구성 요소(일반적으로 하단에 로직 칩(CPU, SoC)과 상단에 메모리 칩(DRAM, 플래시))를 겹쳐서 작은 솔더 볼 또는 마이크로 범프로 연결합니다. 이 설계는 전자 제품을 구축하는 방식을 변화시켜 성능 저하 없이 소형화를 우선시합니다.
핵심 정의 및 목적PoP는 핵심적으로 현대 전자 제품의 두 가지 가장 큰 과제를 해결합니다.
1. 공간 제약: 장치가 얇아짐에 따라(예: 7mm 스마트폰) 나란히 칩을 배치할 공간이 없습니다. PoP는 수평 공간 대신 수직 공간을 사용하기 위해 구성 요소를 쌓습니다.2. 성능 병목 현상: 멀리 떨어진 칩(예: PCB 한쪽 끝의 CPU, 다른 쪽 끝의 RAM) 간의 긴 신호 경로는 지연 및 신호 손실을 유발합니다. PoP는 칩을 몇 밀리미터 간격으로 배치하여 데이터 전송을 가속화합니다.
PoP는 또한 모듈식입니다. 각 칩은 적층 전에 테스트됩니다. 메모리 칩에 오류가 발생하면 전체 모듈이 아닌 해당 부품만 교체합니다. 이러한 유연성은 통합 패키지(칩이 영구적으로 결합된 경우)에 비해 큰 장점으로, 수리 비용을 60% 절감합니다.
PoP 스택의 주요 구성 요소기본 PoP 설정에는 네 가지 중요한 부품이 있습니다. 고급 설계는 더 나은 성능을 위해 인터포저와 같은 추가 기능을 추가합니다.
구성 요소
역할
예시
하단 패키지
로직 코어: 명령을 실행하고, 장치를 제어하며, PCB에 연결합니다.
Qualcomm Snapdragon SoC, Intel CPU
상단 패키지
메모리: 로직 칩이 빠르게 액세스할 수 있도록 데이터를 저장합니다.
Samsung LPDDR5 RAM, SK Hynix 플래시
솔더 볼(BGA)
상단 및 하단 패키지를 연결하는 작은 전도성 볼.
무연 SAC305 합금 볼(0.06~0.9mm)
인터포저(고급)
신호/전력 전달 및 열 관리를 개선하는 얇은 "브리지" 레이어(실리콘, 유리).
TSV(Through-Silicon Vias)가 있는 실리콘 인터포저
예: 스마트폰의 PoP 모듈은 5nm Snapdragon 8 Gen 4(하단 패키지)와 8GB LPDDR5X RAM(상단 패키지)을 0.4mm 피치 솔더 볼로 연결하여 쌓을 수 있습니다. 이 모듈은 PCB 공간의 15mm × 15mm만 차지하며, 이는 나란히 배치의 절반 크기입니다.
PoP 기술 작동 방식: 단계별 프로세스PoP 조립은 정렬 및 신뢰성을 보장하기 위해 특수 장비(예: 레이저 솔더 볼 제터, X-ray 검사기)가 필요한 정밀 주도 프로세스입니다. 다음은 표준 워크플로우입니다.
1. 사전 조립 준비적층 전에 모든 구성 요소를 청소, 테스트 및 준비하여 결함을 방지해야 합니다.
a. PCB 청소: 기본 PCB는 초음파 또는 압축 공기로 청소하여 먼지, 오일 또는 잔류물(솔더 결합을 파괴하는 오염 물질)을 제거합니다.b. 솔더 페이스트 도포: 스텐실(작은 구멍이 있는 얇은 금속 시트)을 사용하여 PCB의 패드 위치(하단 패키지가 놓일 위치)에 정확한 양의 솔더 페이스트를 도포합니다.c. 칩 테스트: 하단(로직) 및 상단(메모리) 칩을 개별적으로(자동 테스트 장비, ATE 사용) 테스트하여 기능적인지 확인합니다. 결함이 있는 칩은 적층에 시간을 낭비하지 않도록 폐기됩니다.
2. 하단 패키지 배치로직 칩(예: SoC)은 스택의 "기초"이므로 먼저 PCB에 배치됩니다.
a. 정밀 배치: 픽앤플레이스 머신(1~5μm 정확도)은 하단 패키지를 솔더 페이스트로 덮인 PCB 패드에 배치합니다.b. 임시 고정: 리플로우 중에 이동을 방지하기 위해 패키지는 저온 접착제 또는 진공 압력으로 제자리에 고정됩니다.
3. 상단 패키지 배치메모리 칩은 하단 패키지 위에 직접 쌓여 솔더 패드에 정렬됩니다.
a. 솔더 볼 부착: 상단 패키지(메모리)에는 하단 표면에 미리 적용된 솔더 볼(0.06~0.9mm)이 있습니다. 이 볼은 하단 패키지의 패드 레이아웃과 일치합니다.b. 정렬 확인: 비전 시스템(카메라 + 소프트웨어)은 상단 패키지가 하단 패키지와 완벽하게 정렬되었는지 확인합니다. 0.1mm의 정렬 불량도 연결을 끊을 수 있습니다.
4. 리플로우 솔더링전체 스택을 가열하여 솔더를 녹여 영구적인 결합을 만듭니다.
a. 오븐 처리: PCB + 적층 패키지는 제어된 온도 프로파일(예: 무연 솔더의 경우 250°C 피크)이 있는 리플로우 오븐을 통과합니다. 이렇게 하면 PCB의 솔더 페이스트와 상단 패키지의 솔더 볼이 녹아 강력한 전기적 및 기계적 연결이 형성됩니다.b. 냉각: 스택은 열 응력(솔더 균열을 유발)을 방지하기 위해 천천히 냉각됩니다. 이는 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.
5. 검사 및 테스트엄격한 검사 없이는 PoP 모듈이 공장을 떠나지 않습니다.
a. X-ray 검사: X-ray 기계는 육안으로 볼 수 없는 숨겨진 결함(예: 솔더 공극, 누락된 볼)을 찾습니다.b. 전기 테스트: "플라잉 프로브" 테스터는 상단/하단 패키지와 PCB 간에 신호가 올바르게 흐르는지 확인합니다.c. 기계적 테스트: 모듈은 열 사이클링(예: -40°C ~ 125°C) 및 진동 테스트를 거쳐 실제 사용에서 생존하는지 확인합니다.
전문가 팁: 고급 PoP 설계는 TSV(Through-Silicon Vias)를 사용합니다. 이는 칩을 통해 드릴링된 작은 구멍으로, 솔더 볼 대신 레이어를 연결합니다. TSV는 신호 지연을 30% 줄이고 3D 적층(3개 이상의 레이어)을 가능하게 합니다.
중요 세부 정보: 상호 연결 및 재료PoP를 작동시키는 "접착제"는 상호 연결 시스템(솔더 볼 또는 마이크로 범프)과 스택을 구축하는 데 사용되는 재료입니다. 이러한 선택은 성능, 신뢰성 및 비용에 직접적인 영향을 미칩니다.
솔더 볼: PoP 연결의 중추솔더 볼은 상단 및 하단 패키지를 연결하는 주요 방법입니다. 크기, 합금 및 배치는 스택이 얼마나 잘 작동하는지 결정합니다.
측면
사양 및 세부 정보
크기
0.060mm(HDI PoP용 소형) ~ 0.9mm(고전력 칩용 대형). 대부분의 소비자 장치는 0.4~0.76mm 볼을 사용합니다.
합금 유형
- 무연: SAC305(3% 은, 0.5% 구리, 96.5% 주석) – RoHS 규정 준수를 위한 표준.- 납 기반: 주석-납(63/37) – 산업/자동차 장치에 사용(더 나은 열적 신뢰성).- 특수: 민감한 칩용 비스무트-주석(낮은 융점).
배치 방법
- 레이저 제팅: 정밀하고 균일한 볼을 생성합니다(작은 피치에 가장 적합).- 스텐실 인쇄: 스텐실을 사용하여 솔더 페이스트를 도포한 다음 볼을 위에 배치합니다.- 디스펜싱: 액체 솔더를 도포하여 볼로 경화합니다(저비용, 저정밀도).
주요 요구 사항
- 피치 정확도: 볼은 단락을 방지하기 위해 균등하게 간격을 두어야 합니다(예: 0.4mm 피치).- 표면 마감: 하단 패키지의 패드는 부식을 방지하기 위해 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 또는 OSP(Organic Solderability Preservative)를 사용합니다.- 열적 신뢰성: 솔더는 균열 없이 1,000회 이상의 열 사이클을 견뎌야 합니다.
인터포저: 고성능 PoP를 위한 고급 연결고급 장치(예: 5G 기지국, 게이밍 GPU)의 경우 PoP는 상단 및 하단 패키지 사이에 인터포저(얇은 레이어)를 사용하여 신호 및 열 문제를 해결합니다.
1. 인터포저란 무엇입니까? 칩 간의 "브리지" 역할을 하는 작은 와이어 또는 TSV가 있는 얇은 시트(실리콘, 유리 또는 유기 재료)입니다. 전력을 분배하고, 누화를 줄이며, 열을 분산시킵니다.2. 실리콘 인터포저: 고성능의 표준입니다. 초미세 배선(1~5μm 너비)과 TSV가 있어 모듈당 100,000개 이상의 연결을 가능하게 합니다. NVIDIA GPU와 같은 칩에 사용됩니다.3. 유리 인터포저: 새로운 대안 – 실리콘보다 저렴하고, 내열성이 뛰어나며, 대형 패널과 호환됩니다. 5G 및 데이터 센터 칩에 이상적입니다.4. 유기 인터포저: 저비용, 유연성 및 경량. 비용이 성능보다 중요한 소비자 장치(예: 중급 스마트폰)에 사용됩니다.
예: TSMC의 CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)는 실리콘 인터포저를 사용하여 GPU를 HBM(High-Bandwidth Memory)과 함께 쌓는 고급 PoP 변형입니다. 이 설계는 기존의 나란히 배치보다 5배 더 많은 대역폭을 제공합니다.
PoP 기술의 이점PoP는 단순히 공간 절약 트릭이 아니라 장치 설계자, 제조업체 및 최종 사용자에게 실질적인 이점을 제공합니다.
1. 공간 효율성: #1 장점PoP의 가장 큰 장점은 PCB 공간을 줄이는 능력입니다. 칩을 수직으로 쌓으면:
a. 크기 감소: PoP 모듈(CPU + RAM)은 나란히 배치보다 30~50% 더 적은 공간을 차지합니다. 예를 들어, 15mm × 15mm PoP 모듈은 두 개의 12mm × 12mm 칩을 대체합니다(288mm² vs. 225mm²).b. 더 얇은 장치: 수직 적층은 칩 간의 넓은 PCB 트레이스가 필요하지 않아 얇은 설계를 가능하게 합니다(예: 기존 패키징의 10mm 모델과 비교하여 7mm 스마트폰).c. 더 많은 기능: 절약된 공간은 더 큰 배터리, 더 나은 카메라 또는 추가 센서에 사용할 수 있습니다. 이는 경쟁력 있는 소비자 전자 제품에 매우 중요합니다.
2. 성능 향상: 더 빠르고, 더 효율적적층 칩 간의 더 짧은 신호 경로는 성능을 변화시킵니다.
a. 더 빠른 데이터 전송: 신호는 1~2mm만 이동합니다(vs. 나란히 설계의 10~20mm), 지연 시간(대기 시간)을 20~40% 줄입니다. 이렇게 하면 앱이 더 빠르게 로드되고 게임이 더 원활하게 실행됩니다.b. 더 낮은 전력 사용량: 더 짧은 경로는 전기 저항을 줄여 전력 소비를 15~25% 줄입니다. PoP가 있는 스마트폰은 한 번 충전으로 1~2시간 더 오래 사용할 수 있습니다.c. 더 나은 신호 품질: 거리가 짧아지면 누화(신호 간섭) 및 손실이 줄어들어 데이터 신뢰성이 향상됩니다. 이는 5G 및 고속 메모리(LPDDR5X)에 매우 중요합니다.
아래 표는 이러한 성능 향상을 정량화합니다.
성능 지표
기존 나란히 배치
PoP 기술
개선
신호 지연(CPU→RAM)
5ns
2ns
60% 더 빠름
전력 소비
100mW
75mW
25% 낮음
데이터 대역폭
40GB/s
60GB/s
50% 더 높음
열 저항
25°C/W
18°C/W
28% 더 좋음
3. 모듈성 및 유연성PoP의 모듈식 설계는 다양한 요구 사항에 쉽게 적응할 수 있도록 합니다.
a. 칩 혼합 및 일치: 한 공급업체(예: MediaTek)의 CPU를 다른 공급업체(예: Micron)의 RAM과 페어링할 수 있습니다. 전체 패키지를 다시 설계할 필요가 없습니다.b. 쉬운 업그레이드: 스마트폰의 "12GB RAM" 버전을 제공하려는 경우 PCB를 변경하는 대신 상단 패키지(4GB → 12GB)를 교체하기만 하면 됩니다.c. 더 간단한 수리: 메모리 칩에 오류가 발생하면 전체 CPU 모듈이 아닌 해당 부품만 교체합니다. 이렇게 하면 제조업체의 수리 비용이 60% 절감됩니다.
4. 비용 절감(장기적)PoP는 초기 비용(특수 장비, 테스트)이 더 높지만 시간이 지남에 따라 비용을 절감합니다.
a. 더 낮은 PCB 비용: 더 작은 PCB는 더 적은 재료를 사용하고 더 적은 트레이스가 필요하므로 생산 비용을 10~15% 절감합니다.b. 더 적은 조립 단계: 하나의 모듈에 두 개의 칩을 쌓으면 별도로 배치하고 솔더링할 필요가 없으므로 작업 시간을 단축할 수 있습니다.c. 확장된 생산: PoP 채택이 증가함에 따라(예: 플래그십 스마트폰의 80%가 PoP를 사용) 규모의 경제로 인해 구성 요소 및 장비 비용이 낮아집니다.
PoP 응용 분야: 현재 사용되는 곳PoP 기술은 우리가 매일 사용하는 장치와 혁신을 주도하는 산업에 있습니다.
1. 소비자 전자 제품: 최대 채택자소비자 장치는 소형화와 성능의 균형을 맞추기 위해 PoP에 의존합니다.
a. 스마트폰: 플래그십 모델(iPhone 15 Pro, Samsung Galaxy S24)은 SoC + RAM 모듈에 PoP를 사용하여 8GB~16GB RAM의 얇은 설계를 가능하게 합니다.b. 웨어러블: 스마트워치(Apple Watch Ultra, Garmin Fenix)는 CPU, RAM 및 플래시 메모리를 10mm 두께의 케이스에 맞추기 위해 작은 PoP 모듈(5mm × 5mm)을 사용합니다.c. 태블릿 및 노트북: 2-in-1 장치(Microsoft Surface Pro)는 더 큰 배터리 공간을 절약하기 위해 PoP를 사용하여 배터리 수명을 2~3시간 연장합니다.d. 게임 콘솔: 휴대용 장치(Nintendo Switch OLED)는 맞춤형 NVIDIA Tegra CPU를 RAM과 함께 쌓아 소형 폼 팩터에서 부드러운 게임 플레이를 제공하기 위해 PoP를 사용합니다.
2. 자동차: 커넥티드 카에 전원 공급최신 자동차는 공간과 신뢰성이 중요한 중요한 시스템에 PoP를 사용합니다.
a. ADAS(첨단 운전자 지원 시스템): PoP 모듈은 레이더, 카메라 및 라이다 시스템에 전원을 공급합니다. 프로세서와 메모리를 쌓으면 대기 시간이 줄어들어 자동차가 위험에 더 빠르게 대응할 수 있습니다.b. 인포테인먼트: 자동차 터치스크린은 PoP를 사용하여 대시보드 공간을 너무 많이 차지하지 않고 내비게이션, 음악 및 연결 기능을 실행합니다.c. EV 구성 요소: 전기 자동차 배터리 관리 시스템(BMS)은 PoP를 사용하여 마이크로컨트롤러를 메모리와 함께 쌓아 배터리 상태를 실시간으로 모니터링합니다.
3. 의료: 작고 신뢰할 수 있는 의료 기기의료 웨어러블 및 휴대용 도구는 PoP의 소형화에 의존합니다.
a. 웨어러블 모니터: Apple Watch Series 9(ECG 포함)와 같은 장치는 PoP를 사용하여 심박수 센서, CPU 및 메모리를 10mm 두께의 밴드에 맞춥니다.b. 휴대용 진단: 휴대용 혈당 측정기는 PoP를 사용하여 데이터를 빠르게 처리하고 결과를 저장합니다. 이는 당뇨병 환자에게 매우 중요합니다.c. 이식형 장치: 대부분의 이식형 장치는 더 작은 패키징을 사용하지만 일부 외부 장치(예: 인슐린 펌프)는 크기와 기능의 균형을 맞추기 위해 PoP를 사용합니다.
4. 통신: 5G 이상5G 네트워크는 빠르고 소형 칩이 필요합니다. PoP가 제공합니다.
a. 기지국: 5G 기지국은 PoP를 사용하여 신호 프로세서를 메모리와 함께 쌓아 소형 실외 장치에서 수천 개의 연결을 처리합니다.b. 라우터 및 모뎀: 가정용 5G 라우터는 PoP를 사용하여 공간을 절약하고 책 크기의 장치에 모뎀, CPU 및 RAM을 장착합니다.
아래 표는 PoP의 산업 응용 분야를 요약합니다.
산업
주요 사용 사례
PoP 이점
소비자 전자 제품
스마트폰, 웨어러블, 게임 휴대용 장치
30~50% 공간 절약; 더 긴 배터리 수명
자동차
ADAS, 인포테인먼트, EV BMS
낮은 대기 시간; 높은 신뢰성(-40°C ~ 125°C에서 생존)
의료
웨어러블 모니터, 휴대용 진단
작은 풋프린트; 저전력(장치 실행 시간 연장)
통신
5G 기지국, 라우터
높은 대역폭; 소형 인클로저에서 높은 데이터 부하 처리
PoP 기술의 최신 발전PoP는 훨씬 더 작고 빠른 장치에 대한 수요에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 다음은 가장 영향력 있는 최근 개발 사항입니다.1. 3D PoP: 2개 이상의 레이어 적층기존 PoP는 두 개의 레이어(CPU + RAM)를 쌓지만 3D PoP는 더 많은 레이어를 추가하여 훨씬 더 높은 통합을 가능하게 합니다.
a. TSV 기반 적층: Through-silicon vias(TSV)는 칩을 통해 드릴링하여 3개 이상의 레이어(예: CPU + RAM + 플래시 메모리)를 연결합니다. 스마트폰용 Samsung의 3D PoP 모듈은 3개의 레이어를 쌓아 12GB RAM + 256GB 플래시를 15mm × 15mm 패키지로 제공합니다.b. 웨이퍼 레벨 PoP(WLPoP): 개별 칩을 쌓는 대신 전체 웨이퍼를 함께 결합합니다. 이렇게 하면 비용이 절감되고 정렬이 개선됩니다. 중급 스마트폰과 같은 대량 생산 장치에 사용됩니다.
2. 하이브리드 본딩: 구리 대 구리 연결솔더 볼은 초고성능을 위해 하이브리드 본딩(구리 대 구리 링크)으로 대체되고 있습니다.
a. 작동 방식: 상단 및 하단 패키지의 작은 구리 패드를 함께 눌러 직접적이고 저항이 낮은 연결을 만듭니다. 솔더가 필요하지 않습니다.b. 이점: 솔더 볼보다 mm²당 5배 더 많은 연결; 더 낮은 대기 시간(1ns vs. 2ns); 더 나은 열 전달. AMD의 MI300X GPU(AI 데이터 센터용)와 같은 고급 칩에 사용됩니다.
3. 고급 인터포저: 유리 및 유기 재료실리콘 인터포저는 성능에 매우 좋지만 비쌉니다. 새로운 재료는 인터포저를 더 쉽게 사용할 수 있도록 합니다.
a. 유리 인터포저: 실리콘보다 저렴하고, 내열성이 뛰어나며, 대형 패널과 호환됩니다. Corning의 유리 인터포저는 5G 기지국에 사용되어 모듈당 100,000개 이상의 연결을 가능하게 합니다.b. 유기 인터포저: 유연하고, 가볍고, 저렴합니다. 성능 요구 사항이 데이터 센터보다 낮은 스마트워치와 같은 소비자 장치에 사용됩니다.
4. Co-Packaged Optics(CPO): 칩 및 광학 장치 병합데이터 센터의 경우 CPO는 광학 구성 요소(예: 레이저, 감지기)를 PoP 스택과 통합합니다.
a. 작동 방식: 상단 패키지에는 광섬유를 통해 데이터를 송수신하는 광학 부품이 포함되어 있으며, 하단 패키지는 CPU/GPU입니다.b. 이점: 별도의 광학 장치보다 50% 낮은 전력 사용량; 10배 더 많은 대역폭(채널당 100Gbps 이상). AI 워크로드를 처리하기 위해 클라우드 데이터 센터(AWS, Google Cloud)에서 사용됩니다.
5. 패널 레벨 PoP(PLPoP): 대규모 대량 생산패널 레벨 패키징은 단일 대형 패널에 수백 개의 PoP 모듈을 구축합니다(개별 웨이퍼와 비교).
a. 이점: 생산 시간을 40% 단축; 모듈당 비용을 20% 절감. 스마트폰과 같은 대량 생산 장치에 이상적입니다.b. 과제: 패널은 처리 중에 구부러질 수 있습니다. 새로운 재료(예: 강화 유기 기판)가 이 문제를 해결합니다.
FAQ1. PoP와 3D IC 패키징의 차이점은 무엇입니까?PoP는 완성된 패키지(예: CPU 패키지 + RAM 패키지)를 쌓는 반면, 3D IC는 TSV를 사용하여 베어 칩(패키징되지 않은 다이)을 쌓습니다. PoP는 더 모듈식(칩 교체가 더 쉬움)인 반면, 3D IC는 더 작고 빠릅니다(GPU와 같은 고성능 장치에 더 적합).
2. PoP 스택은 고온(예: 자동차)을 처리할 수 있습니까?예. 자동차 등급 PoP는 내열성 솔더(예: 주석-납 합금) 및 재료(ENIG 마감)를 사용하여 -40°C ~ 125°C에서 생존합니다. 신뢰성을 보장하기 위해 1,000회 이상의 열 사이클을 테스트했습니다.
3. PoP는 소형 장치에만 사용됩니까?아니요. PoP는 스마트폰/웨어러블에서 흔히 사용되지만 5G 기지국 및 데이터 센터 서버와 같은 대형 시스템에서도 사용됩니다. 이러한 시스템은 인터포저가 있는 더 큰 PoP 모듈(20mm × 20mm 이상)을 사용하여 고전력을 처리합니다.
4. PoP 기술은 기존 패키징에 비해 비용이 얼마나 듭니까?PoP는 초기 비용(장비, 테스트)이 20~30% 더 높지만 장기적인 절감 효과(더 작은 PCB, 더 적은 수리)가 이를 상쇄합니다. 대량 생산(100만 개 이상)의 경우 PoP가 기존 패키징보다 저렴해집니다.
5. PoP를 AI 칩과 함께 사용할 수 있습니까?물론입니다. AI 칩(예: NVIDIA H100, AMD MI300)은 고급 PoP 변형(인터포저 포함)을 사용하여 GPU를 HBM 메모리와 함께 쌓습니다. 이는 AI 워크로드에 필요한 높은 대역폭을 제공합니다.
결론패키지 온 패키지(PoP) 기술은 스마트폰에서 5G 기지국에 이르기까지 장치에 대해 "너무 작음"을 "적절함"으로 바꾸면서 현대 전자 제품을 구축하는 방식을 재정의했습니다. 칩을 수직으로 쌓음으로써 PoP는 소형화와 성능이라는 이중 과제를 해결합니다. PCB 공간을 30~50% 줄이고, 대기 시간을 60% 줄이며, 전력 사용량을 25% 줄이는 동시에 설계를 모듈식으로 유지하고 수리 가능하게 합니다.
기술이 발전함에 따라 PoP는 더욱 발전하고 있습니다. 3D 적층, 하이브리드 본딩 및 유리 인터포저는 한계를 뛰어넘어 훨씬 더 작고, 빠르고, 효율적인 장치를 가능하게 합니다. 자동차(ADAS) 및 의료(웨어러블 모니터)와 같은 산업에서 PoP는 사치품이 아니라 엄격한 크기 및 신뢰성 요구 사항을 충족하기 위한 필수품입니다.
설계자 및 제조업체에게 메시지는 분명합니다. PoP는 단순한 패키징 트렌드가 아니라 전자 제품의 미래입니다. 얇은 스마트폰, 견고한 자동차 시스템 또는 데이터 센터 GPU를 구축하든 PoP는 경쟁력을 유지하는 데 필요한 공간 절약, 성능 및 유연성을 제공합니다. 더 작고 스마트한 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 PoP는 혁신의 최전선에 남아 우리가 내일 사용할 전자 제품을 형성할 것입니다.
우수한 결함 검출을 위해 PCB 미세 절단 기술을 비교
항공 우주, 의료 기기 및 자동차 전자 제품 (작은 PCB 결함조차도 제품 리콜, 안전 위험 또는 값 비싼 고장으로 이어질 수있는 산업)에서는 협력 할 수없는 결함 탐지가 협력 할 수 없습니다. PCB 마이크로 세션은 숨겨진 문제를 발견하기위한 가장 강력한 방법 중 하나로 두드러집니다. 비파괴 테스트 (예 : X-ray)가 놓칠 수있는 내부 결함 (마이크로 크랙, 박리 또는 도금 공간 등)을 드러내기 위해 층을 잘라냅니다. 그러나 모든 마이크로 세션 기술이 동일하지는 않습니다 (기계적 절단, 정밀 연삭 및 각각의 독특한 목적을 제공하고 올바른 선택은 PCB 설계, 결함 목표 및 예산에 따라 다릅니다. 이 안내서는 주요 미세 소화 방법, 결함 감지의 효과, 비파괴 도구 (X- 레이와 같은)와 비교하는 방법, PCB 품질 및 신뢰성을 보장하기 위해 적용하는 방법을 분류합니다.
주요 테이크 아웃1. Microsectioning은 "보이지 않는"을 나타냅니다. X- 선 또는 AOI (자동 광학 검사)와 달리 마이크로 세션을 사용하면 PCB의 단면을 볼 수 있으며 구리 균열이나 층 박리와 같은 작은 결함 (5-10 마이크로 미터)을 발견 할 수 있습니다.2. 샘플 준비는 제작 또는 중단입니다. 절단, 연삭 또는 연마가 열악한 "아티팩트"(가짜 결함)를 만들어 엄격한 단계 (다이아몬드 톱, 에폭시 장착, 미세 연마제)를 따라 정확한 결과를 얻으려면 중요합니다.3. 결함 유형에 대한 테크니크 문제 : 기계적 미세 감소는 일반 층 검사, 작은 결함에 대한 정밀 연삭/연마, 입자 경계 또는 숨겨진 균열을 나타내는 에칭에 이상적입니다.4. 비파괴 도구를 사용한 구성 : 모든 결함 시나리오를 다루기 위해 X- 선 (빠른 벌크 검사를 위해)과 마이크로 세션 (깊은 근본 분석)을 페어링하여 누락 된 문제를 40%줄입니다.5. 고속 신뢰도 산업에는 미세한 산업이 필요합니다. 항공 우주, 의료 및 자동차 부문은 엄격한 표준 (예 : IPC-A-600)을 충족시키고 중요한 결함을 보장하기 위해이를 의존합니다.
PCB 마이크로 세션 개요 : 그것이 무엇인지 그리고 그것이 중요한 이유PCB 마이크로 세션은 내부 구조 및 결함을 검사하기 위해 PCB의 단면보기를 생성하는 파괴적인 테스트 방법입니다. 층, VIA, 솔더 조인트 및 구리 도금을 직접 고해상도로 볼 수있는 유일한 방법입니다. 표면 수준 테스트에 액세스 할 수없는 테일링.
PCB 마이크로 세션이란 무엇입니까?이 과정에는 4 가지 핵심 단계가 포함되며, 각 단계는 샘플을 손상시키지 않거나 가짜 결함을 생성하기 위해 정밀도가 필요합니다.
1. 샘플 절단 : 작은 섹션 (보통 5-10mm)이 PCB에서 (VIAS, 솔더 조인트 또는 의심되는 결함 지점에서 종종 다이아몬드 톱을 사용하여 구리 층을 피하십시오.2. 마운트 : 샘플은 에폭시 또는 아크릴 수지에 내장되어 연삭/연마 중에이를 안정화시킵니다 (수지는 층이 이동하거나 파손되는 것을 방지합니다).3. 그린딩 및 연마 : 장착 된 샘플은 점차적으로 더 미세한 연마치 (80 그릿에서 0.3 미크론 알루미나 페이스트)가있는 접지되어 매끄럽고 거울 같은 표면을 생성하므로 흠집없이 내부 세부 사항을 보여줍니다.4. 색상 : 금속성 현미경 (최대 1000 배 확대) 또는 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 단면을 분석하거나 결함 또는 측정 기능 (예 : 구리 두께)을 분석합니다.
Pro Tip : 미세 소설을 위해 테스트 쿠폰 (메인 보드에 부착 된 작은 동일한 PCB 섹션)을 사용하여 실제 제품을 손상시키는 동시에 품질을 검증하지 않습니다.
마이크로 세션이 없어서는 안된 이유X- 선 또는 AOI와 같은 비파괴적인 방법에는 한계가 있습니다. X- 레이는 작은 균열을 놓치거나 공극을 도금 할 수 있으며 AOI는 PCB 표면 만 확인합니다. 마이크로 세션은 이러한 격차를 다음과 같이 채 웁니다.
1. 숨겨진 결함 재개 : 마이크로 크랙 (5-10μm), 박리 (층 분리), 공극 도금 및 잘못 정렬 된 층-중요한 응용 분야에서 갑작스런 고장을 일으키는 흐름 (예 : 숨겨진 구리 균열로 인한 의료 기기의 PCB 부족)을 발견합니다.2. 정확한 측정 됨 : 배럴 채우기 (신호 손실을 방지하기 위해) 및 층 정렬 (반바지를 피하기 위해)을 통한 구리 도금 두께 (전류 파업 용량에 중요)를 검증합니다.3. 루트 원인 분석 지원 : PCB가 실패하면 마이크로 세션은 정확한 문제 (예 : 도금 불량으로 인해 비아가 금이 간)를 정확하게 지정하고 설계 또는 제조 공정을 수정하는 데 도움이됩니다.4. 규정 준수 감지 : IPC-A-600 (PCB 수용 가능성) 및 IPC-6012 (Ridid PCB 자격)와 같은 엄격한 산업 표준을 충족하며, 이는 고출성 제품에 대한 내부 품질 증명이 필요합니다.
주요 PCB 마이크로 세션 기술 : 비교 및 사용 사례세 가지 주요 기술은 Mechanical Cutting, Precision Grinding/Polishing, Etching 등 PCB 미세 방지를 지배합니다. 특정 결함 유형 및 검사 목표에 최적화되었습니다.
1. 기계적 미세 소매 : 일반적인 내부 검사 용기계적 미세 소화는 단면 분석의 기초입니다. 물리적 절단 및 장착을 사용하여 내부 레이어를 노출시켜 초기 결함 스크리닝 및 층 구조 검사에 이상적입니다.
프로세스 세부 사항A. 절단 : 다이아몬드 팁 톱 (과열을 방지하기 위해 물 냉각으로) 샘플을 자릅니다. 압력이 많은 압력으로 인해 vias를 분쇄하거나 가짜 균열을 만들 수 있으므로 운영자는 느리고 꾸준한 움직임을 사용할 수 있습니다.B. 마운팅 : 샘플은 에폭시 수지 (예 : 아크릴 또는 페놀 수지)가있는 금형에 배치하고 60-80 ° C에서 1-2 시간 동안 경화됩니다.C.Rough Grinding : 80–120 그릿 연마 휠은 과도한 수지를 제거하고 샘플 표면을 평평하게합니다. 이는 PCB의 단면 (층, vias, 솔더 조인트)을 노출시킵니다.
가장 좋습니다A. 일반 층 구조에 영향을 미칩니다 (예 : "내부 층이 정렬됩니까?").B. 큰 결함에 대한 검출 : 박리 (층 분리), 충전물을 통한 불완전 또는 솔더 관절 균열.C. 기본 특징 중합 : 배럴 직경을 통한 구리 두께 (외부 층).
장단점
프로
단점
초기 점검의 경우 빠른 (샘플 당 1-2 시간).
추가 연마없이 작은 결함 (예 : 10μm 균열)을 드러 낼 수 없습니다.
낮은 장비 비용 (다이아몬드 톱 + 에폭시 = ~ $ 5K).
숙련되지 않은 작업으로 인공물 (예 : 분쇄 된 vias)을 만들 위험이 있습니다.
모든 PCB 유형 (강성, 유연성, HDI)에 대해 작동합니다.
고해상도 검사를위한 후속 연마가 필요합니다.
2. 정밀 연삭 및 연마 : 작은 결함 감지정밀 연삭 및 연마는 기계적 미세 전환을 한 단계 더 발전시켜 마이크로 크랙 또는 도금 공극과 같은 미세한 결함 (5μm)을 보여주는 스크래치가없는 표면을 만듭니다.
프로세스 세부 사항1. 프로그램 마모 : 거친 연삭 후, 샘플은 단계적으로 더 미세한 연마제로 연마됩니다.A.240–400 그릿 : 거친 연삭에서 긁힘을 제거합니다.B.800–1200-GRIT : 고성능 검사를 위해 표면을 부드럽게합니다.C.1–0.3-MICRON ALUMINA 페이스트 : 거울 마감을 만듭니다 (작은 결함을 보는 데 중요합니다).2. 제어 압력 : 자동 광택제 (예 : Struers Tegramin) 10-20n의 압력을 적용합니다. 결함이 결함을 숨기는 고르지 않은 표면을 피하십시오.3. 청소 : 샘플은 각 단계 후 이소 프로필 알코올로 닦아서 연마 잔류 물을 제거합니다 (잔류 물이 공극을 흉내낼 수 있음).
가장 좋습니다A. 미세 결함 : 구리 마이크로 크랙, 작은 도금 공극 또는 얇은 유전체 층.B. 고정식 측정 측정 : 벽 도금 균일 성을 통한 내부 층 구리 두께 (± 1μm 정확도).C.HDI PCBS : 작은 결함조차도 신호 손실을 유발하는 Microvias (6-8mil) 또는 쌓인 VIA를 검사합니다.
장단점
프로
단점
결함이 5μm (기계적 단독보다 10 배 더 좋음)의 결함을 나타냅니다.
시간 소모 (샘플 당 3-4 시간).
SEM 검사를 활성화합니다 (고해상도 이미징에는 미러 마감이 필요합니다).
고가의 자동 광택제 (~ $ 15K – $ 30K)가 필요합니다.
거친 연삭에서 인공물을 제거합니다.
과도한 연관을 피하기 위해 숙련 된 운영자가 필요합니다 (중요한 세부 사항을 제거).
3. 에칭 : 숨겨진 미세 구조적 세부 사항을 드러내기 위해에칭은 화학 물질을 사용하여 연마 된 단면에서 재료를 선택적으로 제거하여 미세 구조적 특징 (예 : 구리 입자 경계) 또는 연마만으로는 보여줄 수없는 숨겨진 결함을 강조합니다.
프로세스 세부 사항1. 화학적 선택 : 다른 에칭트는 특정 재료를 대상으로합니다.A. Feferric Chloride (Fecl₃) : 구리를 에칭하여 입자 경계를 나타냅니다 (구리 흔적에서 응력 균열을 감지하는 데 도움이).B. nital (질산 + 알코올) : 솔더 관절 미세 구조를 강조합니다 (예 : "솔더 합금이 패드에 올바르게 결합되어 있습니까?").C.Plasma Etching : 이온화 된 가스를 사용하여 유전체 층을 에칭합니다 (얇은 유전체가있는 HDI PCB에 이상적).2. 제어 응용 프로그램 : 식기에는 면봉이 5-30 초 동안 적용됩니다 (시간 시간은 재료에 따라 다릅니다)-에칭은 중요한 특징 (예 : 얇은 구리 도금)을 용해시킬 수 있습니다.3. 성 중립화 : 샘플에 물이 헹구고 에칭을 중지하기 위해 건조됩니다. residue는 잘못된 결함을 유발할 수 있습니다 (예 : 공극을 모방 한 물 반점).
가장 좋습니다A. 구리 곡물 구조 회전 : 입자 경계를 따라 형성되는 응력 균열 (유연한 PCB에서 일반적).B. 솔더 관절 품질에 영향을 미칩니다. 차가운 관절 (거친 솔더) 또는 솔더 공극 검사.C. 방전 결함 : FR-4 또는 폴리이 미드 층 (고속 PCB에서 신호 손실을 유발)에서 마이크로 전반을 찾는다.
장단점
프로
단점
연마에 보이지 않는 미세 구조 결함 (예 : 곡물 바탕 균열)을 발견합니다.
과도한 에칭 위험 (Microvias와 같은 작은 기능을 파괴).
저렴한 비용 (Etchants = ~ $ 50 리터당 $ 50).
위험을 피하기 위해 화학 안전 기어 (장갑, 퓨트 후드)가 필요합니다.
모든 마이크로 세션 샘플 (기계식 + 연마)과 함께 작동합니다.
치수를 측정하는 데 사용할 수 없습니다 (에칭 재료 두께 변화).
기술 비교 테이블
기술
샘플 준비 단계
결함 감지 초점
가장 좋습니다
샘플 당 시간
기계적 미세 분열
다이아몬드는 절단 → 에폭시 장착 → 거친 연삭
큰 결함 (박리, 불완전한 vias)
초기 레이어 점검, 일반 품질
1-2 시간
정밀 연삭 및 연마
기계식 준비 → 점진적 미세 연마 → 미러 마감
작은 결함 (5–10μm 균열, 도금 공극)
HDI PCB, 고정밀 측정
3-4 시간
에칭
세련된 샘플 → 화학적 식기 → 중화
미세 구조 결함 (곡물 균열, 솔더 문제)
솔더 관절 분석, 유연한 PCB
+30 분 (연마에 추가)
마이크로 세션의 효과 : 해상도, 결함 및 준비마이크로 세션의 성공은 해상도 (결함이 감지 할 수있는 작은 방법), 결함 커버리지 (결함이 발견되는 결함) 및 샘플 준비 품질 (아티팩트 피하기)의 세 가지 요소에 달려 있습니다.
1. 해상도 및 정확성 : 가장 작은 결함을 보는 것마이크로 세션의 해상도는 비파괴 적 방법과 타의 추종을 불허합니다. 적절한 준비로 5-10 마이크로 미터 (적혈구의 크기)의 결함을 감지 할 수 있습니다. 해상도에 영향을 미치는 주요 요인 :
A. Abrasive Grit 크기 : 0.3 마이크론 페이스트 (80 그릿)는 더 부드러운 표면을 생성하여 1000 배 확대 (5μm 균열을 나타냄)를 가능하게합니다.B. Microscope Type : SEM (스캐닝 전자 현미경)은 광학 현미경보다 10 배 더 나은 해상도를 제공합니다 - Microvias가있는 HDI PCB의 경우.C. OPERATOR SKILL : 불안정한 연삭 결함을 모방하는 스크래치 (10–20μm)를 만들 수 있습니다. 훈련 된 연산자는이 오류가 90%감소합니다.
해상도 비교 : 마이크로 세션 대 X- 선
방법
최소 감지 가능한 결함 크기
구리 두께의 정확도
정밀 미세 소화 (SEM 포함)
5μm
± 1μm
X- 선 검사
50μm
± 5μm
AOI
100μm (표면 만)
N/A (내부 액세스 없음)
2. 마이크로 세션에 의해 감지 된 일반적인 결함마이크로 세션은 다른 테스트가 누락된다는 결함을 발견합니다. 다음은 가장 일반적인 문제입니다.
결함 유형
설명
산업 영향
마이크로 세션이 그것을 감지하는 방법
박리
라미네이션 불량으로 인해 분리되는 층 (구리, 유전체).
신호 손실을 유발합니다. 항공 우주에서는 비행 중반에 PCB 고장으로 이어질 수 있습니다.
단면은 층 간의 간격을 보여줍니다 (100x 배율에서 볼 수 있음).
공극 도금
Via Barrel Plating의 빈 공간 (전기 도금 저하로부터).
현재 용량을 줄입니다. 열 응력 하에서 균열을 통한 원인.
세련된 단면은 비아 벽의 어두운 반점을 나타냅니다 (200x로 보이기).
구리 마이크로 크랙
구리 흔적의 작은 균열 (굽힘 또는 열 사이클링에서).
유연한 PCB에서 일반적입니다. 시간이 지남에 따라 개방 회로로 연결됩니다.
에칭은 구리 입자 경계를 따라 균열을 나타냅니다 (500x로 보이기).
솔더 조인트 균열
솔더의 균열 (열 팽창 불일치).
자동차 ECU에서 간헐적 인 연결을 유발합니다.
연마 + 에칭은 솔더 조인트에서 균열을 보여줍니다 (100x로 보이기).
오정렬을 통해
VIA는 내부 층 패드를 중심으로하지 않았습니다 (드릴링 불량).
레이어 사이에 단락을 만듭니다.
단면은 PAD에서 오프셋을 통해 보여줍니다 (50x에서 측정 가능).
3. 샘플 준비 : 인공물 방지 (가짜 결함)마이크로 세션에서 가장 큰 위험은 제제가 열악한 인공물 인 인공물을 만드는 것입니다. 일반적인 인공물에는 다음이 포함됩니다.
A. 크러쉬 바이아스 : 절단 중에 너무 많은 압력을 사용하여.B. 폴리싱 스크래치 : 연마기 그릿 단계를 건너 뛰는 것 (예 : 80 그릿에서 800 그릿으로 점프).C.ETCKING 잔류 물 : 중화 화학 물질에서 (도금 공극처럼 보입니다).
유물을 예방하기위한 모범 사례1. 다이아몬드 톱 사용 : 카바이드 톱과는 달리 구리 층을 피하십시오.2. 샘플을 올바르게 마운다 : 에폭시가 샘플을 완전히 캡슐화하는지 확인한다 (층 이동 방지).3. 프로그램을 갈아 입히기/광택 : 그릿 스테이지를 건너 뛰지 마십시오. 각 미세한 그릿은 이전의 흠집을 제거합니다.4. 에칭 시간을 제어 : 타이머 (5-30 초)를 사용하고 즉시 중화하십시오.5. 철저하게 조정하십시오 : 잔류 물을 제거하기 위해 각 단계 후에 이소 프로필 알코올로 샘플을 닦아냅니다.
사례 연구 : 의료 기기 제조업체는 PCB에서 "도금 공극"을 발견했습니다. 적절한 연마 (1200 그릿 대신 0.3 미크론 페이스트)로 다시 결정한 후 "공극"은 흠집으로 밝혀졌습니다. 이것은 $ 100K 리콜을 절약했습니다.
파괴적인 대 비파괴 : 마이크로 세션 대 X- 선X- 선은 파괴적이지 않지만 (샘플을 파괴하는) 마이크로 세션은 파괴적이지 않습니다 (PCB를 그대로 둡니다). 각각의 강점과 약점이 있습니다.
1. 헤드 투 헤드 비교
측면
파괴적인 미세 소화
비파괴 X- 선 검사
핵심 강점
- 직접 단면보기 (5μm 결함을 드러냅니다).- 구리 두께/ 도금 균일 성을 측정합니다.- 루트 원인 분석을 가능하게합니다 (예 : "비아 균열이 있었던 이유는 무엇입니까?").
- 빠른 벌크 검사 (시간당 100 개 이상의 PCB를 스캔 함).- 샘플 손상이 없습니다 (비싼 보드의 경우 중요).- BGA (Ball Grid Array)에서 숨겨진 솔더 결함을 감지합니다.
주요 제한
- 샘플을 파괴합니다 (최종 제품을 테스트 할 수 없음).- 느린 (정밀 점검을 위해 샘플 당 3-4 시간).- 작은 영역 만 검사합니다 (5–10mm 섹션).
- 작은 결함을 놓치고 있습니다 (
2+N+2 HDI PCB 스택업: 설계자 및 엔지니어에 대한 완전한 가이드
내용12+N+2 HDI PCB 스택업 기초를 이해2레이어 구조 분해: 각 구성 요소가 무엇을 하는가32+N+2 구성의 미생물 기술4.2+N+2 대 다른 HDI 스택: 비교 분석5최적의 성능을 위한 재료 선택6신뢰성 있는 2+N+2 스택업을 위한 최선 사례를 설계7제조 고려 사항 및 품질 관리8.FAQ: 2+N+2 HDI PCB에 대한 전문가 답변
더 작고, 더 빠르고, 더 강력한 전자제품을 만드는 경쟁에서 2+N+2 HDI PCB 스택업은 게임 변경 솔루션으로 등장했습니다.성능스마트폰부터 의료용 임플란트까지 현대 기기의 척추가 되는 비용입니다. 하지만 이 스택업 디자인이 그렇게 효과적인 이유는 무엇일까요?그리고 가장 어려운 엔지니어링 문제를 해결하기 위해 그 독특한 구조를 어떻게 활용할 수 있을까요??
이 가이드는 2+N+2 HDI 스택업을 해제하고, 설계자와 조달 팀 모두에게 실행 가능한 통찰력으로 구성 요소, 이점 및 응용 프로그램을 분해합니다.5G 속도를 최적화하고 있는지 여부, 소형화, 또는 대용량 생산, 이 스택업 아키텍처를 이해하는 것은 프로젝트 성공을 이끌어내는 정보에 기반한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다.
12+N+2 HDI PCB 스택업 기초를 이해2+N+2 명칭은 이 HDI (고밀도 인터커넥트) 구성을 정의하는 특정 레이어 배열을 가리킨다. 기본부터 시작하자:
a.2 (위쪽): 상위 외부 표면에 두 개의 얇은 "구성"층이 있습니다.b.N (코어): 내부 코어 층의 변수 수 (일반적으로 2-8)c.2 (아래쪽): 아래쪽 외부 표면에 두 개의 얇은 축적 층
이 구조는 다음과 같은 문제로 어려움을 겪는 전통적인 PCB의 한계를 해결하기 위해 진화했습니다.
a.고속 설계의 신호 무결성 문제b.컴팩트 전자제품의 공간 제한가혹한 환경에서 신뢰성 문제
2+N+2 디자인의 천재성은 모듈성입니다. 기능 영역으로 스택을 분리함으로써 (부품의 외부 계층, 전력 및 신호의 내부 계층),엔지니어들은 라우팅에 대한 정확한 통제를 얻습니다., 열 관리 및 EMI (전자기 간섭) 완화.
키 메트릭: 표준 2+4+2 스택업 (8 개의 전체 계층) 은 일반적으로 다음을 지원합니다.
a. 미생물 지름 0.1mm (4mls) 이내의 미생물b. 2 밀리 / 2 밀리까지의 흔적 너비 / 거리전통적인 8층 PCB보다 30-50% 더 높은 구성 요소 밀도
2레이어 구조 분포: 각 구성 요소가 하는 일2+N+2 스택업의 이점을 극대화하려면 각 레이어 타입의 역할을 이해해야 합니다.
2.1 구축층 (the "2"s)이 바깥층은 부품 장착과 미세한 피치 라우팅의 핵심 요소입니다.
특징
사양
목적
두께
2~4 밀리 (50~100μm)
얇은 프로필은 튼튼한 구성 요소 간격과 정확한 미크로비아 드릴링을 허용합니다.
구리 무게
00.5-1온스 (17.5-35μm)
고주파 경로에서 신호 무결성과 전류 용량을 균형 잡습니다.
재료
라진 코팅 구리 (RCC), 아지노모토 ABF
레이저 도출 및 미세한 흔적 발각을 위해 최적화
전형적 기능
표면 장착 부품 패드, BGA 팬 아웃, 고속 신호 라우팅
외부 구성 요소와 내부 계층 사이의 인터페이스를 제공합니다
중요한 역할: 빌드업 레이어는 내부 코어 레이어와 연결하기 위해 마이크로 비아를 사용하여 공간을 낭비하는 큰 구멍의 필요성을 제거합니다. 예를 들어 0.윗층의 15mm 미크로비아는 핵의 전력 평면으로 직접 연결할 수 있으며, 전통적인 구멍 비아에 비해 신호 경로를 60% 단축합니다..
2.2 핵층 (N)내부 코어는 스택업의 구조적 및 기능적 척추를 형성합니다. "N"는 2 (기본 설계) 에서 8 (복합 항공우주 응용 프로그램) 까지 다양 할 수 있으며 4는 가장 일반적입니다.
특징
사양
목적
두께
1층당 4~8 밀리 (100~200μm)
열 분산에 대한 딱딱성과 열 질량을 제공합니다.
구리 무게
1~2온스 (35-70μm)
전력 분배 및 지상 평면에서 더 높은 전류를 지원합니다.
재료
FR-4 (Tg 150-180°C), 로저스 4350B (고주파)
비용, 열 성능 및 다이 일렉트릭 특성을 균형
전형적 기능
전력 배급 네트워크, 지상 평면, 내부 신호 라우팅
축적 층에서 신호에 대한 참조 평면을 제공함으로써 EMI를 줄입니다.
설계 팁: 고속 설계의 경우, 커버에서 신호 계층에 인접한 지상 비행기를 배치하여 교란을 최소화하는 "보호 효과"를 만듭니다.2+4+2 스택업은 시그널과 지상 층을 번갈아 사용할 수 있으며, 보호되지 않은 구성에 비해 EMI를 최대 40%까지 줄일 수 있습니다.
2.3 계층 상호 작용: 모두 어떻게 함께 작동하는지2+N+2 스택업의 마법은 레이어가 어떻게 협력하는지에 있습니다.
a.신호: 축적층의 고속 흔적은 마이크로 비아를 통해 내부 신호에 연결되며, 핵의 지상 평면은 간섭을 줄입니다.b.전력: 코어 계층의 두꺼운 구리는 전력을 배포하고, 미크로비아는 외부 계층의 구성 요소에 전력을 전달합니다.c.열: 핵층은 열전도 미생물을 통해 뜨거운 부품 (프로세서와 같이) 에서 열 에너지를 끌어내어 열 방출기로 작용합니다.
이 시너지는 스택업이 100Gbps+ 신호를 처리할 수 있게 하고, 전통적인 PCB와 동일한 부문에서 30% 더 많은 컴포넌트를 지원합니다.
32+N+2 구성의 미크로비아 기술미크로비아는 2+N+2 스택업의 알려지지 않은 영웅입니다. 이 작은 구멍 (0.1-0.2mm 지름) 은 고성능 디자인을 가능하게하는 밀도가 높은 상호 연결을 가능하게합니다.
3.1 미크로비아의 종류와 용도
미크로비아 유형
설명
가장 좋은 방법
맹인 미크로비아
외부 축적 층을 내부 코어 층에 연결 (하지만 전체 보드를 통과하지 않습니다)
표면 부품에서 내부 전력 평면으로 신호를 라우팅하는 것
묻힌 미크로비아
내부 코어 레이어만 연결 (완전히 숨겨진)
복잡한 설계에서 핵심 계층 사이의 내부 신호 라우팅
쌓인 미크로비아
수직으로 정렬된 미크로비아가 인접하지 않은 층을 연결합니다 (예를 들어, 상부 축적 → 코어 레이어 2 → 코어 레이어 4)
12층 BGA 어셈블리와 같은 초밀도 애플리케이션
미생물
오프셋 미크로비아 (수직으로 정렬되지 않은)
진동에 취약한 환경 (자동차, 항공우주) 에서 기계적 스트레스 감소
3.2 미크로비아 제조: 레이저 대 기계 뚫림2+N+2 스택업은 마이크로비아를 위한 레이저 뚫기에 전적으로 의존하고 있으며, 좋은 이유도 있습니다.
방법
최소 지름
정확성
2+N+2의 비용
가장 좋은 방법
레이저 드릴링
00.05mm (2 밀리)
±0.005mm
앞당겨서 더 높고 규모에 따라 단위당 더 낮습니다.
모든 2+N+2 스택업 (미크로비아에 필요한)
기계 뚫기
0.2mm (8 밀리)
±0.02mm
앞면이 낮고 작은 비아에 더 높습니다.
전통적인 PCB (2+N+2에 적합하지 않습니다.)
왜 레이저 뚫어? 그것은 더 깨끗하고 일관성 있는 구멍을 얇은 축적 물질에 만들어 신뢰성 있는 접착에 중요. LT 회로 0.1mm의 미크로 비아를 달성하는 UV 레이저 시스템을 사용 합니다 99.7%의 양,95%의 산업 평균을 훨씬 초과합니다..
42+N+2 대 다른 HDI 스택: 비교 분석모든 HDI 스택업은 동일하게 만들어지지 않습니다. 2+N+2가 일반적인 대안과 비교되는 방법은 다음과 같습니다.
스택업 유형
레이어 카운트 예제
밀도
신호 무결성
비용 (비례적)
가장 좋은 응용 프로그램
2+N+2 HDI
2+4+2 (8층)
높은
훌륭해요
중간
5G 기기, 의료 장비, 자동차 ADAS
1+N+1 HDI
1+4+1 (6층)
중간
좋아
낮은
기본 사물인터넷 센서, 소비자 전자제품
전체 구축 (FBU)
4+4+4 (12층)
매우 높습니다.
훌륭해요
높은
항공우주, 슈퍼컴퓨터
전통적인 PCB
8층
낮은
가난한 사람
낮은
산업용 제어장치, 저속 장치
핵심 요점: 2+N+2는 대부분의 첨단 전자제품의 밀도, 성능 및 비용의 가장 좋은 균형을 제공합니다.신호 무결성에서 1+N+1을 능가하면서 전체 구축 설계보다 30-40% 저렴합니다..
5최적의 성능을 위한 재료 선택올바른 재료는 2+N+2 스택업을 만들거나 파괴합니다.
5.1 핵심 재료
소재
다이 일렉트릭 상수 (Dk)
Tg (°C)
비용
가장 좋은 방법
FR-4 (신기 TG170)
4.2
170
낮은
소비자 전자제품, 저속 설계
로저스 4350B
3.48
280
높은
5G, 레이더, 고주파 애플리케이션
아이솔라 I-테라 MT40
3.8
180
중간
데이터 센터, 10Gbps+ 신호
추천: 신호 손실을 최소화하기 위해 28GHz + 5G 설계에 로저스 4350B를 사용하십시오. 대부분의 소비자 응용 프로그램에서 FR-4는 가장 좋은 비용-성능 비율을 제공합니다.
5.2 건설물질
소재
레이저 드릴링 품질
신호 손실
비용
용암으로 코팅된 구리 (RCC)
좋아
중간
낮은
아지노모토 ABF
훌륭해요
낮은
높은
폴리아미드
좋아
낮은
중간
애플리케이션 가이드: ABF는 데이터 센터에서 100Gbps+ 신호에 이상적이며, RCC는 비용이 중요한 스마트 폰 PCB에 잘 작동합니다. 폴리마이드는 유연한 2+N+2 설계 (예를 들어,웨어러블 테크).
6신뢰성 있는 2+N+2 스택업을 위한 최적의 사례를 설계이 검증 된 디자인 전략 을 사용 하여 일반적인 함정 을 피 하십시오.6.1 스택업 계획a.균형 두께: 위층과 아래층의 축적층이 동일한 두께를 가지고 있는 것을 보장하여 워크페이지를 방지한다. 3mil의 상위 축적층을 가진 2+4+2 스택업은 3mil의 하위층을 가져야 한다.b. 레이어 페어링: 항상 초고속 신호 레이어를 인접한 지상 평면과 페어하여 임피던스를 제어합니다 (대부분의 디지털 신호의 목표 50Ω).c. 전력 분배: 3.3V 전력을 위한 한 코어 계층과 다른 계층을 지상으로 사용하여 저저저저전력 전력 공급망을 만듭니다.
6.2 미크로비아 설계a. 측면 비율: 미크로비아 지름과 깊이를 1:1 이하로 유지한다 (예를 들어, 0.15mm 두께의 축적층에 0.15mm 지름).b. 간격: 접착 중 단회로를 방지하기 위해 미세 비아 사이 지름 2배 간격을 유지한다.c. 채우기: 진동에 민감한 응용 프로그램에서 기계적 강도를 위해 구리 가득한 마이크로 비아를 사용하십시오.
6.3 노선 지침a. 트레스 너비: 최대 10Gbps 신호에 3mil 트레스를 사용; 전력 경로에 5mil 트레스를 사용.b.차별 쌍: 임피던스를 유지하기 위해 5mil 간격으로 동일한 축적 계층에 경로차별 쌍 (예: USB 3.0) 을 연결한다.c. BGA 팬 아웃: BGA 팬 아웃을 위해 구성 요소 아래의 라우팅 채널을 최대화하기 위해 단계화된 마이크로 비아를 사용하십시오.
7제조 고려 사항 및 품질 관리가장 좋은 설계도 제대로 된 제조 없이는 실패합니다. PCB 제조업체에서 요구하는 것은 다음과 같습니다.
7.1 중요 제조 공정a.순차 래미네이션:이 단계별 결합 과정 (처음 핵, 다음 축적 층) 은 마이크로 비아의 정확한 정렬을 보장합니다. 제조업체에서 정렬 허용을 문서화하도록 요구하십시오 (목적: ± 0.02mm).b. 플래팅: 신뢰성 문제를 방지하기 위해 마이크로 비아에 최소 20μm의 구리 플래팅을 받도록하십시오. 플래팅 균일성을 확인하는 가로 절단 보고서를 요청하십시오.c. 표면 마감: 의료 기기에서의 부식 저항을 위해 ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) 를 선택하십시오. 비용에 민감한 소비 제품에서는 HASL (Hot Air Solder Leveling) 을 선택하십시오.
7.2 품질 관리 검사
테스트
목적
승인 기준
AOI (Automated Optical Inspection)
표면 결함 탐지 (조각 파열, 용매 다리)
0 중요한 부위의 결함 (BGA 패드, 마이크로 비아)
엑스레이 검사
미크로비아 정렬 및 채우기를 확인합니다.
채운 비아스의 공허점
인공 지능이 엔지니어를 위해 EMI 테스트를 더 쉽게 만드는 방법
전자기 간섭 (EMI) 테스트는 전자 제품 개발에서 중요하지만 종종 번거로운 단계입니다그리고 전기차는 더 높은 주파수와 더 긴 형태 요소에서 작동하도록 장치를 밀어줍니다.전통적인 EMI 테스트는 수동 데이터 분석, 복잡한 컴플라이언스 검사 및 비용이 많이 드는 실험실 설정에 의존하며 지연, 인간 오류 및 놓친 문제로 이어집니다.인공지능 (AI) 이 이 풍경을 변화시키고 있습니다.: 인공지능 기반 도구는 지루한 작업을 자동화하고, 하드웨어가 만들어지기 전에 문제를 예측하고, 실시간 모니터링을 가능하게 합니다. 테스트 시간을 최대 70%까지 줄이고, 재설계 비용을 절반으로 줄입니다.이 가이드는 인공지능이 주요 EMI 테스트 문제를 해결하는 방법을 탐구합니다., 그 실용적인 응용, 그리고 미래 트렌드는 진화하는 기술 요구에 앞서 엔지니어들을 유지할 것입니다.
주요 내용a.AI는 데이터 분석을 자동화합니다. 수천 개의 주파수를 몇 분 안에 스캔하고 (수동으로 몇 시간 동안) 거짓 경보를 90% 감소시켜 엔지니어들이 문제 해결에 집중할 수 있습니다.b.예측 모델링은 문제를 일찍 발견합니다. 인공지능은 디자인에서 EMI 위험을 발견하기 위해 역사 데이터를 사용합니다. (예를 들어, PCB 라우팅이 좋지 않습니다.) 프로토타입 제작 전에 재설계당 10k$~50k$을 절약합니다.c.실시간 모니터링은 빠르게 작동합니다. 인공지능은 신호 이상 현상을 즉시 감지하여 손상이나 준수 실패를 방지하기 위해 자동 수정 (예를 들어 신호 강도를 조정) 을 유발합니다.d.AI는 디자인을 최적화합니다. EMI를 낮추기 위해 레이아웃 트위크 (부품 배치, 추적 라우팅) 를 제안하며, SIL4 (항공 우주 / 의료 장치에 중요한) 와 같은 표준에 부합합니다.e.새로운 기술과 함께 유지: 인공지능은 5G/IoT의 높은 주파수 요구에 적응하여 글로벌 규정 (FCC, CE, MIL-STD) 의 준수를 보장합니다.
EMI 검사 의 도전 과제: 전통적 방법 이 부족 하는 이유인공지능 이전엔 엔지니어들은 EMI 테스트에서 세 가지 주요 장애물을 겪었고, 이 모든 것이 개발을 느리게 하고 위험을 증가시켰다.
1● 수동 분석: 느리고, 노동이 많이 필요 하며, 비용 이 많이 들다전통적인 EMI 테스트는 엔지니어가 막대한 데이터 세트를 (저 MHz에서 높은 GHz 대역까지) 심어내서 간섭을 식별하도록 요구합니다.이 작업 은 시간 을 많이 소비 할 뿐 아니라, 비싼 전문 시설 에 의존 한다:
아네코스 방: 외부 전자기파를 차단하는 방은 작은 팀의 손이 닿지 않는 곳에 100k-1M 달러의 비용이 들 수 있습니다.b.실험실 의존성: 제3자 연구소로 아웃소싱하는 것은 스케줄링 슬롯을 기다리는 것을 의미하며 제품 출시를 몇 주 또는 몇 달 지연시킵니다.c.실제 시뮬레이션 틈: 극한 온도 (-40°C ~ 125°C) 또는 진동과 같은 조건을 재현하면 복잡성이 증가하고 수동 설정은 종종 가장자리 사례를 놓칩니다.
더 나쁜 것은, 수동 분석은 실제 실패를 거짓 긍정으로부터 구별하는데 어려움을 겪습니다. 단 하나의 놓친 간섭 신호는 나중에 비용이 많이 드는 수정으로 이어질 수 있습니다.생산 후 PCB 디자인을 재작업하는 비용은 설계 단계에서 수정하는 것보다 10배 더 비싸습니다..
2준수 복잡성: 규칙의 미 Maze를 탐색EMI 규정은 산업, 지역 및 사용 사례에 따라 다릅니다. 전통적인 테스트가 효율적으로 처리 할 수없는 준수 부담을 만듭니다.
a.산업별 표준: 항공우주/방방은 MIL-STD-461 (극한 간섭에 대한 관용) 을 요구하고, 의료기기는 IEC 60601 (환자 피해를 피하기 위해 낮은 EMI) 을 요구합니다.철도 제어와 같은 중요한 시스템은 SIL4 인증을 요구합니다 (실패율 ≤100%000년) 이상 전통적인 테스트는 완전히 검증할 수 없습니다.b.글로벌 규제 장애물: 소비자 전자제품은 FCC (미국), CE (EU), GB (중국) 테스트를 통과해야 합니다. 각기 고유한 배출량 / 면역 요구 사항이 있습니다.연구실 감사) 는 프로젝트 시간표에 20~30%를 추가합니다..c.실현 세계와 실험실의 차이: 실험실 테스트를 통과한 제품은 현장에서 실패할 수 있습니다.로터가 스마트 템포스타트와 간섭하는 경우).
3인간 오류: 결정적 인 단계 에서 값비싼 실수수동 EMI 테스트는 인간의 판단에 의존하며, 피할 수 있는 오류로 이어집니다.
a. 데이터 해석 오류: 엔지니어들은 미묘한 간섭 패턴을 놓칠 수 있습니다. (예를 들어 소음으로 숨겨진 약한 신호) 또는 오류로 잘못 분류됩니다.b.시험 설정 오류: 안테나 배치가 잘못되거나 고정되지 않은 장비는 결과를 왜곡하여 재시험에 시간을 낭비 할 수 있습니다.c.규칙 지연: 표준이 업데이트됨에 따라 (예를 들어, 새로운 5G 주파수 규칙), 팀은 구식 테스트 방법을 사용하여 준수 실패로 이어질 수 있습니다.
Wi-Fi 장치에서 2.4 GHz 간섭 신호가 사라지는 것과 같은 단일 오류는 제품 회수, 벌금 또는 시장 점유율 손실로 이어질 수 있습니다.
인공지능이 EMI 테스트를 단순화하는 방법: 3가지 핵심 기능인공지능은 분석을 자동화하고 문제를 조기에 예측하고 실시간 행동을 가능하게 함으로써 전통적인 테스트의 결함을 해결합니다.그리고 정확도를 향상시킵니다..
1자동 탐지: 빠르고 정확한 데이터 분석인공지능은 EMI 신호를 몇 분 안에 스캔, 정렬 및 분류하는 알고리즘으로 수동 데이터 심사를 대체합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.
a.고속 주파수 스캐닝: 인공지능으로 작동하는 시험 수신기 (예를 들어,로헤드 & 슈바르츠 R&S ESR) 는 수천 개의 주파수를 동시에 (1kHz에서 40GHz까지) 검사합니다.b.거짓 긍정적 인 환원: 기계 학습 (ML) 모델은 역사적 데이터에 대한 훈련을 통해 실제 간섭과 소음 (예를 들어, 주변 전자기파) 을 구별하는 법을 배웁니다.최고의 도구는 신호 분류의 99% 정확도를 달성합니다., 심지어 약한 또는 숨겨진 간섭을 위해.c.근유의 제안: 인공지능은 단순히 문제를 찾는 것이 아니라 해결을 추천합니다. 예를 들어 PCB 흔적이 교란을 일으킨다면,도구는 추적을 넓히거나 민감한 구성 요소에서 벗어나는 방법을 제안 할 수 있습니다..
실제 에서 어떻게 작동 하는가5G 라우터를 테스트하는 엔지니어는 Cadence Clarity 3D Solver와 같은 인공지능 도구를 사용해야 합니다.
a.이 도구는 5G 대역 (3,5 GHz, 24 GHz) 에서 라우터의 배출량을 스캔합니다.b.AI는 주변 소음을 배제하여 3.6GHz에서 장애의 스파이크를 표시합니다 ("정상적인"신호 데이터베이스와 비교하여).c. 도구는 문제가 잘못된 전력 추적으로 추적되고 5G 안테나에서 2mm 떨어진 곳으로 이동하는 것을 제안합니다.d. 엔지니어들은 시뮬레이션에서 수정 사항을 검증합니다. 물리적인 재 테스트가 필요하지 않습니다.
2예측 모델링: 프로토타입 만들기 전에 EMI 리스크를 포착인공지능의 가장 큰 비용 절감은 하드웨어가 만들어지기 전에 문제를 일찍 예측하는 데 있습니다. 예측 모델은 ML과 딥러닝을 사용하여 설계 데이터 (PCB 레이아웃,구성 요소 사양) 및 플래그 EMI 위험:
a.디자인 단계 테스트: 하이퍼링크스 (시멘스) 와 같은 도구는 PCB 레이아웃을 분석하기 위해 종전 신경 네트워크 (CNN) 를 사용하여 96%의 정확도로 EMI 핫스팟을 예측합니다. 예를 들어,인공지능은 BGA 부품의 미크로비아가 바닥 평면에 너무 가깝다는 것을 경고할 수 있습니다., 간섭을 증가.b. 스펙트럼 데이터 예측: ML 모델 (예를 들어, 무작위 숲) 은 설계가 주파수에서 어떻게 수행 될지 예측합니다. 이것은 5G 장치에 매우 중요합니다.28GHz의 간섭으로 연결이 끊어질 수 있는 경우.c. 보호 효과 모델링: 인공지능은 재질 (예를 들어 알루미늄, 전도성 거품) 이 EMI를 얼마나 잘 차단하는지 예측하여 엔지니어들이 과도한 엔지니어링 없이 비용 효율적인 보호 장치를 선택할 수 있도록 돕습니다.
실제 사례: 전기차 (EV) 충전기EV 충전기는 고전압 스위치로 인해 높은 EMI를 생성합니다. AI 예측 모델링을 사용하여:
a. 엔지니어들은 Ansys HFSS와 같은 인공지능 도구에 충전기의 회로 설계 (전력 모듈, PCB 흔적) 를 입력합니다.b.이 도구는 150 kHz~30 MHz (CISPR 22에 규정된 범위) 에서 EMI 방출을 시뮬레이션합니다.c.AI가 위험성을 식별합니다: 충전기의 인덕터 (inducer) 는 1MHz에서 과도한 소음을 방출합니다.이 도구는 원형 제작 후가 아니라 설계 단계에서 문제를 해결하기 위해 인덕터의 흔적에 페리트 구슬을 추가하는 것을 제안합니다.
3실시간 모니터링: 실패를 방지하기 위한 즉각적인 조치인공지능은 지속적인 EMI 모니터링을 가능하게 합니다. 주요 이점은:
a.비정상성 탐지: 인공지능은 "정상적인"신호 패턴 (예를 들어, 센서의 433MHz 전송) 을 학습하고, 오차 (예를 들어, 434MHz의 갑작스러운 스파이크) 에 대해 엔지니어에게 경고합니다.이것은 단기 간섭을 감지합니다 (e예를 들어, 근처의 마이크로 웨이브가 켜져 있는 것) 이 전통적인 스케줄 테스트에서 놓칠 수 있습니다.b.자동 완화: 일부 인공지능 시스템은 실시간으로 작동합니다. 예를 들어, 라우터의 인공지능은 EMI를 감지하면 덜 붐비는 채널로 전환하여 끊어진 연결을 방지 할 수 있습니다.c.24/7 커버리지: 수동 테스트와 달리 (프로젝트당 1~2회씩 진행되는) 인공지능은 병원 MRI 기계와 같은 미션 크리티컬 시스템에서 중요한 신호를 24시간 모니터링합니다.
사용 사례: 산업용 IoT (IIoT) 센서기계 모니터링을 위해 IIoT 센서를 사용하는 공장은 AI 실시간 모니터링에 의존합니다.
1센서는 915MHz로 데이터를 전송합니다. 인공지능은 신호 강도와 노이즈 수준을 추적합니다.2근처의 용접기가 20dB의 EMI 스파이크를 일으키면 인공지능이 즉시 감지합니다.3이 시스템은 자동으로 센서의 전송 전력을 일시적으로 증가시켜 데이터를 잃지 않도록합니다.4인공지능은 이 사건을 기록하고 후속 문제를 방지하기 위해 용접기로부터 5m 떨어진 곳에 센서를 옮길 것을 제안합니다.
EMI 테스트에서 인공지능: 실용적인 응용인공지능은 단순한 이론적인 도구가 아닙니다. 이미 디자인을 최적화하고, 시뮬레이션을 단순화하고, 엔지니어들의 작업 흐름을 가속화하고 있습니다.
1디자인 최적화: 처음부터 EMI 저항성 제품을 구축인공지능은 PCB 디자인 소프트웨어와 통합하여 EMI를 낮추는 트위크를 제안하여 후생 수정의 필요성을 줄입니다.
a.자동 라우팅: ML에 구동되는 도구 (예를 들어, Altium Designer의 ActiveRoute AI) 는 크로스 스톡과 루프 영역을 최소화하기 위해 라우트 추적을 수행합니다. 예를 들어,인공지능은 간섭을 피하기 위해 고속 USB 4 추적을 전력 추적에서 벗어날 수 있습니다..b.부품 배치: 인공지능은 소음 부품을 (예: 전압 조절기) 및 민감한 부품을 (예: RF 칩) 어디에 배치해야하는지 추천하기 위해 수천 개의 설계 레이아웃을 분석합니다.그것은 30 dB로 EMI를 줄이기 위해 스위치 전원 공급 장치에서 10mm 떨어져 블루투스 모듈을 배치하는 것을 제안 할 수 있습니다.c.규칙 검사: AI가 주도하는 제조성 설계 (DFM) 는 설계자가 최종 검토를 기다릴 필요가 없으므로 실시간으로 EMI 위험을 표시합니다.
2가상 시뮬레이션: 프로토타입을 만들지 않고 테스트인공지능은 가상 EMI 테스트를 가속화하여 엔지니어들이 하드웨어에 투자하기 전에 소프트웨어에서 디자인을 검증할 수 있습니다.
a.시스템 수준 시뮬레이션: Cadence Sigrity와 같은 도구는 전체 시스템 (예를 들어, 노트북의 메인보드 + 배터리 + 디스플레이) 이 EMI를 생성하는 방법을 시뮬레이션합니다.잡기 문제 전통적인 단일 구성 요소 테스트를 놓치고.b.배터리 관리 시스템 (BMS): 인공지능은 BMS 회로에서 EMI를 시뮬레이션하여 엔지니어가 필터와 지상화를 최적화하는 데 도움이됩니다. 예를 들어,EV용 BMS는 IEC 61851-23을 충족시키기 위해 특정 LC 필터가 필요할 수 있습니다..고주파 정확성: 5G 또는 mmWave 장치의 경우 인공지능은 3D 전자기 시뮬레이션을 향상시킵니다.Ansys HFSS) 를 통해 24~100GHz의 신호 동작을 모델링할 수 있습니다..
3작업 흐름 가속화: 준수 시간 단축인공지능은 EMI 테스트 작업 과정의 모든 단계를 구성에서 보고까지 간소화합니다.
a.자동 테스트 설정: 인공지능은 제품 유형 (예를 들어, "스마트폰" 대 "산업 센서") 및 표준 (예를 들어, FCC 15부) 에 따라 테스트 장비 (안테나, 수신기) 를 구성합니다.이것은 수동 정정 오류를 제거.b. 데이터 시각화: 인공지능은 원시 EMI 데이터를 이해하기 쉬운 대시보드로 변환합니다 (예를 들어, 주파수 대 배출 수준 그래프).c. 준수 보고: AI는 규제 요구 사항을 충족하는 테스트 보고서를 자동으로 생성합니다. 예를 들어, FCC 테스트 데이터 시트.Keysight PathWave와 같은 도구는 1시간 안에 CE 준수 보고서를 작성할 수 있습니다.8시간은 수동으로
EMI 테스트를 위한 인기 있는 인공지능 도구
도구 이름
핵심 능력
사용 된 인공지능 방법
대상 산업/사용 사례
카덴스 클라리티 3D 솔버
빠른 3D EM 시뮬레이션
기계 학습 + 유한 요소 분석
고속 PCB, 5G 장치
시멘스 하이퍼링크스
PCB EMI 분석 및 예측
회전신경망
소비자 전자제품, IoT
카덴스 최적화 탐색기
EMI/EMC에 대한 설계 최적화
강화 학습
항공우주, 의료기기
Ansys HFSS
시스템 수준의 EMI 시뮬레이션
딥러닝 + 3D 모델링
EV, 항공우주, RF 시스템
로헤 & 슈바르츠 R&S ESR
인공지능으로 작동하는 EMI 테스트 수신기
감독된 학습
모든 산업 (일반적인 테스트)
미래 트렌드: EMI 테스트에 AI의 다음 영향기술이 발전함에 따라 인공지능은 EMI 테스트를 더욱 효율적이고 적응적이며 접근성 있게 만들 것입니다.1엣지 AI: 클라우드 의존성 없이 테스트미래의 EMI 테스트 도구는 엣지 컴퓨팅을 통해 AI 알고리즘을 테스트 장비 (예를 들어 휴대용 수신기) 상에 직접 실행할 것입니다. 이것은:
a.분석을 가속화합니다. 데이터를 클라우드로 전송할 필요가 없습니다. 결과물은 초 안에 제공됩니다.b. 보안을 강화합니다: 민감한 테스트 데이터 (예: 군사 장치 사양) 는 현장에서 유지됩니다.c. 현장 테스트를 가능하게 합니다. 엔지니어들은 실험실에 의존하지 않고 휴대용 인공지능 도구를 사용하여 실제 장소 (예: 5G 타워 사이트) 에서 장치를 테스트할 수 있습니다.
2적응 학습: 시간이 지남에 따라 더 똑똑해지는 AI인공지능 모델은 글로벌 EMI 데이터 (협력 플랫폼을 통해 공유) 로부터 학습하여 정확도를 향상시킬 것입니다.
a. 산업 간 통찰력: 의료 기기에 사용되는 인공지능 도구는 희귀한 간섭 패턴을 더 잘 감지하기 위해 항공 우주 데이터에서 배울 수 있습니다.b.실시간 업데이트: 새로운 표준 (예: 6G 주파수 규칙) 이 출시되면 인공지능 도구는 알고리즘을 자동으로 업데이트합니다. 수동 소프트웨어 패치가 필요하지 않습니다.시험 장비에 대한 예측 유지: 인공지능은 시험 오류를 피하기 위해 캘리브레이션이 필요할 때 예측하여 소음 방이나 수신기를 모니터링합니다.
3멀티 물리 시뮬레이션: 다른 요소와 EMI를 결합인공지능은 EMI 테스트를 열, 기계 및 전기 시뮬레이션과 통합합니다.
a. 예제: EV 배터리를 위해, 인공지능은 온도 변화 (열성) 이 EMI 방출 (전자기) 및 기계적 스트레스 (진동) 에 어떤 영향을 미치는지 하나의 모델에서 시뮬레이션합니다.이점: 엔지니어들은 EMI, 열, 내구성 등에 대한 디자인을 동시에 최적화 할 수 있으며 디자인 반복을 50% 줄일 수 있습니다.
FAQ1EMI 검사 는 무엇 이며, 왜 중요 합니까?EMI 테스트는 전자 장치가 원치 않는 전자기 신호 (방출) 를 방출하거나 외부 신호 (면역성) 에 영향을 받는지 확인합니다.장치가 서로 간섭하지 않도록 하는 것이 중요합니다.예를 들어, Wi-Fi 라우터를 방해하는 마이크로 웨이브) 및 글로벌 규정 (FCC, CE) 을 충족합니다.
2인공지능이 어떻게 EMI 테스트에서 인간 오류를 줄일 수 있을까요?인공지능은 데이터 분석을 자동화하여 주파수 데이터의 수동 심사를 제거합니다.또한 역사적 데이터를 사용하여 실제 오류를 거짓 양성으로부터 구별합니다 (99% 정확성) 및 테스트 설정을 자동으로 구성합니다. 잘못된 해석 또는 잘못된 캘리브레이션에서 오류를 줄입니다..
3인공지능이 EMI 문제를 예측할 수 있을까요?예! 예측 인공지능 모델 (예를 들어, 하이퍼링크스) 은 PCB 레이아웃과 컴포넌트 사양을 분석하여 96%의 정확도로 위험 (예를 들어, 열악한 추적 라우팅) 을 표시합니다. 이것은 설계 단계에서 문제를 해결할 수 있습니다.재설계당 10만 달러~5만 달러의 절감.
4어떤 인공지능 도구가 작은 팀 (한정된 예산) 에 가장 적합합니까?시멘스 하이퍼링크스 (입시 수준): 저렴한 PCB EMI 분석.알티엄 디자이너 (AI 추가 기능): 소규모 디자인에 대한 자동 라우팅 및 EMI 검사를 통합합니다.Keysight PathWave (클라우드 기반): 컴플라이언스 보고에 대한 사용량에 따른 요금.
5인공지능이 EMI 테스트에서 엔지니어를 대체할 수 있을까요?노아이는 지루한 작업 (데이터 분석, 설정) 을 간소화하는 도구입니다. 그래서 엔지니어는 고부가가치 작업에 집중할 수 있습니다. 디자인 최적화, 문제 해결 및 혁신.엔지니어들은 여전히 인공지능의 통찰력을 해석하고 전략적 결정을 내려야 합니다..
결론인공지능은 EMI 테스트를 느리고 오류가 많은 과정에서 빠르고 능동적인 과정으로 변화시켰습니다. 수동 분석, 준수 복잡성 및 인간 오류의 핵심 과제를 해결합니다.데이터 스캔을 자동화함으로써문제들을 조기에 예측하고 실시간 모니터링을 가능하게 하는 인공지능은 테스트 시간을 70% 단축하고 재설계 비용을 절반으로 줄이고 글로벌 표준 (FCC, CE, SIL4) 의 준수를 보장합니다.5G를 연구하는 엔지니어들을 위해, IoT, 또는 EV 프로젝트, AI는 단순히 고급품이 아닙니다. 그것은 높은 주파수 요구와 긴 기간을 따라가기 위해 필수적입니다.
엣지 AI, 적응 학습 및 멀티 물리 시뮬레이션이 주류가 되면서 EMI 테스트는 더욱 효율적으로 성장 할 것입니다. 엔지니어의 핵심은 작게 시작하는 것입니다.PCB 분석을 위한 HyperLynx) 를 작업 흐름에인공지능을 활용함으로써 엔지니어들은 EMI에 저항하는 보다 신뢰할 수 있는 제품을 이전보다 빠르게 만들 수 있습니다.
전자제품이 점점 작고 빨라지고 더 연결되어 있는 세상에서 인공지능은 EMI 테스트를 빠르게 하는 엔진입니다.테스트를 더 쉽게 만드는 것뿐만 아니라 혁신을 가능하게 하는 것.
현대 전자 기기 들 에 사용 되는 10 가지 의 PCB 포장 종류
빠르게 진행되는 현대 전자 제품의 세계에서 장치가 작고 빠르며 강력하고 강력 해지는 PCB (Printed Circuit Board) 패키징은 제작 또는 위반 역할을합니다. 구성 요소를 유지하는 것이 아닙니다. 올바른 포장 유형은 장치의 크기, 성능, 열 관리 및 제조 효율을 결정합니다. 학교 전자 키트에 사용되는 클래식 딥 패키지에서 초소형 CSPS 파워링 스마트 워치에 이르기까지 상위 10 개의 PCB 포장 유형 각각은 특정 설계 문제를 해결하도록 맞춤화됩니다. 이 안내서는 모든 주요 유형, 기능, 응용 프로그램, 장단점 및 프로젝트에 적합한 것을 선택하는 방법을 세분화합니다. 장치 요구 사항을 최고의 포장 솔루션과 정렬합니다.
주요 테이크 아웃1. 상위 10 개의 PCB 포장 유형 (SMT, DIP, PGA, LCC, BGA, QFN, QFP, TSOP, CSP, SOP) 각각 고유 한 요구를 제공합니다. 소형화를위한 SMT, 쉬운 수리를위한 DIP, 초대형 장치 용 CSP 및 고성능을위한 BGA.2. 포장 선택 선택은 장치 크기 (예 : CSP 삭감 발자국을 50% 전통적인 패키지), 열 관리 (QFN의 하단 패드는 열 저항을 40% 줄임) 및 어셈블리 속도 (SMT가 자동화 된 생산을 가능하게 함)에 직접 영향을 미칩니다.3. SMT는 작지만 수리하기 어렵고 DIP는 사용하기 쉽지만 BGA는 성능을 향상 시키지만 납땜을 위해 X- 선 검사가 필요합니다.4. 예비 요구 (예 : 웨어러블 필요, CSP, 산업 제어가 필요함) 및 제조 기능 (예 : 자동화 라인 손잡이 SMT, 수동 작업복 DIP)은 포장 선택을 추진해야합니다.5. 제조업체를 조기에 제출하면 선택한 포장재가 생산 도구와 일치하도록 보장합니다. 비용이 많이 드는 재 설계.
상위 10 개 PCB 포장 유형 : 자세한 고장PCB 패키징 유형은 장착 방법 (표면 마운트 대 통과 구멍), 리드 디자인 (리드 대 리드리스) 및 크기로 분류됩니다. 아래는 10 가지 주류 유형 각각에 대한 포괄적 인 개요이며, 독특하고 언제 사용 해야하는지에 중점을 둡니다.
1. SMT (Surface Mount Technology)개요SMT는 PCB에서 드릴 구멍이 필요하지 않음으로써 전자 장치를 혁신했습니다. 이 기술은 현대적인 소형화의 중추로 스마트 폰 및 웨어러블과 같은 장치가 작고 가벼울 수 있습니다. SMT는 고속 정밀 구성 요소 배치를위한 자동 픽 앤 플레이스 머신에 의존하여 대량 생산에 이상적입니다.
핵심 기능A. Double Sideed Assembly : 구성 요소는 PCB의 양쪽에 배치 할 수 있으며, 이중 구성 요소 밀도.B. Short 신호 경로 : 기생 인덕턴스/커패시턴스를 줄이고 고주파 성능을 향상시킵니다 (5G 또는 Wi-Fi 6 장치의 경우 중요).C. 자동화 된 생산 : 기계는 분당 1,000 개 이상의 구성 요소를 배치하여 인건비와 오류를 줄입니다.D.Small Footprint : 구성 요소는 통로 대안보다 30-50% 작습니다.
응용 프로그램SMT는 다음을 포함하여 현대 전자 장치에서 어디서 유비쿼터스입니다.
a.consumer 기술 : 스마트 폰, 랩톱, 게임 콘솔 및 웨어러블.B. Automotive : 엔진 제어 장치 (ECU), 인포테인먼트 시스템 및 ADA (고급 드라이버 지원 시스템).C. 의료 기기 : 환자 모니터, 휴대용 초음파 기계 및 피트니스 추적기.D. 산업 장비 : IoT 센서, 제어 패널 및 태양 광 인버터.
장단점
프로
세부
높은 성분 밀도
단단한 공간에 더 많은 부품에 적합합니다 (예 : 스마트 폰 PCB는 500 개 이상의 SMT 구성 요소를 사용합니다).
빠른 대량 생산
자동화 된 라인은 조립 시간을 70% 감소시켜 수동 방법을 줄입니다.
더 나은 전기 성능
짧은 경로는 신호 손실을 최소화합니다 (고속 데이터에 이상적).
대규모 달리기의 비용 효율성
기계 자동화는 10,000 개 이상의 장치의 단위당 비용을 낮 춥니 다.
단점
세부
어려운 수리
작은 구성 요소 (예 : 0201 크기의 저항)에는 고정 할 수있는 특수 도구가 필요합니다.
높은 장비 비용
픽 앤-플레이스 머신은 소규모 프로젝트의 장벽 인 $ 50K-$ 200K입니다.
고출력 부품에 대한 열 다루 핸들링
일부 구성 요소 (예 : 전력 트랜지스터)는 여전히 열 소산을위한 홀 장착이 필요합니다.
숙련 된 노동이 필요합니다
기술자는 SMT 기계를 작동하고 솔더 조인트를 검사하기 위해 교육이 필요합니다.
2. DIP (듀얼 인라인 패키지)개요DIP는 직사각형 플라스틱 또는 세라믹 바디에서 연장되는 두 줄의 핀으로 인식 할 수있는 전형적인 통로 구멍 포장 유형입니다. 1970 년대에 소개 된이 제품은 단순성으로 인기가 남아 있습니다. 핀은 PCB의 드릴 구멍에 삽입되어 수동으로 납땜됩니다. DIP는 프로토 타이핑, 교육 및 쉽게 교체하는 응용 프로그램에 이상적입니다.
핵심 기능A.large 핀 간격 : 핀은 일반적으로 0.1 인치 간격으로 핸드 납땜과 빵 보드가 쉽습니다.B. Mechanical 견고성 : 핀은 두껍고 (0.6mm – 0.8mm) 굽힘에 저항하며 가혹한 환경에 적합합니다.C.EASY 교체 성 : PCB를 손상시키지 않고 구성 요소를 제거하고 교체 할 수 있습니다 (테스트에 중요).D. 소산 : 플라스틱/세라믹 바디는 방열판 역할을하여 저전력 칩을 보호합니다.
응용 프로그램DIP는 단순성이 중요한 시나리오에서 여전히 사용됩니다.
A.EDUCATION : 전자 키트 (예 : Arduino UNO는 DIP 마이크로 컨트롤러를 사용하여 쉽게 학생 조립을합니다).B. 프로토 타이핑 : 회로 설계 테스트를위한 개발 보드 (예 : 빵 보드).C. 산업 제어 : 구성 요소에 가끔 교체가 필요한 공장 기계 (예 : 릴레이 모듈).D.Legacy 시스템 : 딥 호환 칩이 필요한 오래된 컴퓨터, 아케이드 게임 및 오디오 앰프.
장단점
프로
세부
쉬운 손 어셈블리
특별한 도구가 필요하지 않습니다. 애호가와 소규모 프로젝트를위한 비교.
강력한 핀
진동을 견딜 수 있습니다 (산업 환경에서 일반적).
저렴한 비용
딥 구성 요소는 SMT 대안보다 20-30% 저렴합니다.
명확한 검사
핀이 보이기 때문에 솔더 조인트 점검을 간단하게 만듭니다.
단점
세부
부피가 큰 발자국
SMT보다 2 배 더 많은 PCB 공간을 차지합니다 (소형 장치의 경우).
느린 조립
수동 납땜은 생산 속도를 제한합니다 (시간당 10-20 개의 구성 요소).
고주파 성능 저하
긴 핀은 인덕턴스를 증가시켜 5G 또는 RF 장치에서 신호 손실을 유발합니다.
제한된 핀 수
대부분의 딥 패키지에는 8-40 핀이 있습니다 (CPU와 같은 복잡한 칩에는 충분하지 않음).
3. PGA (핀 그리드 어레이)개요PGA는 수백 개의 연결이있는 칩을 위해 설계된 고성능 포장 유형입니다. 사각형/직사각형 몸체의 바닥에 핀 그리드 (50–1,000+)가 있으며 PCB의 소켓에 삽입됩니다. 이 디자인은 자주 업그레이드 (예 : CPU) 또는 고전력 처리 (예 : 그래픽 카드)가 필요한 구성 요소에 이상적입니다.
핵심 기능A. 하이 핀 카운트 : 복잡한 칩의 경우 100–1,000+ 핀을 지원합니다 (예 : 인텔 코어 i7 CPU 사용 1,700 핀 PGA 패키지).B. 소켓 장착 : 납땜하지 않고 구성 요소를 제거/교체 할 수 있습니다 (업그레이드 또는 수리가 쉽습니다).C.Strong 기계식 연결 : 핀의 두께는 0.3mm – 0.5mm이며 굽힘에 저항하고 안정적인 접촉을 보장합니다.D. good 열 소산 : 큰 패키지 본체 (20mm – 40mm)는 열 싱크의 도움을받는 열을 퍼뜨립니다.
응용 프로그램PGA는 고성능 장치에서 사용됩니다.
A. Computing : 데스크탑/노트북 CPU (예 : Intel LGA 1700은 PGA 변형을 사용) 및 서버 프로세서입니다.B.Graphics : 게임 PC 및 데이터 센터 용 GPU.C. 산업 : 공장 자동화를위한 고전력 마이크로 컨트롤러.D.Scientific : 정확한 신호 처리가 필요한 기기 (예 : 오실로스코프).
장단점
프로
세부
쉬운 업그레이드
전체 PCB를 교체하지 않고 CPU/GPU를 스왑하십시오 (예 : 랩톱 프로세서 업그레이드).
높은 신뢰성
소켓 연결은 솔더 조인트 고장을 줄입니다 (미션 크리티컬 시스템의 경우 중요).
강한 열 처리
큰 표면적은 100W+ 칩을 식히기 위해 히트 싱크와 함께 작동합니다.
높은 핀 밀도
수백 개의 신호/전원 연결이 필요한 복잡한 칩을 지원합니다.
단점
세부
대판
40mm PGA 패키지는 동일한 핀 수의 BGA보다 4 배 더 많은 공간을 차지합니다.
높은 비용
PGA 소켓은 PCB 당 $ 5- $ 20를 추가합니다 (BGA 용 직접 납땜).
수동 어셈블리
소켓에는 신중한 정렬이 필요하며 생산 둔화가 필요합니다.
미니 장치의 경우가 아닙니다
스마트 폰, 웨어러블 또는 IoT 센서에는 너무 부피가 커집니다.
4. LCC (리드리스 칩 캐리어)개요LCC는 평평한 정사각형 몸체의 가장자리 또는 바닥에 금속 패드 (핀 대신)가있는 리드리스 포장 유형입니다. 내구성과 공간 절약이 중요한 컴팩트 한 가혹한 환경 응용 프로그램을 위해 설계되었습니다. LCC는 세라믹 또는 플라스틱 인클로저를 사용하여 수분, 먼지 및 진동으로부터 칩을 보호합니다.
핵심 기능A. Leadless Design : 구부러진 핀을 제거합니다 (리드 패키지의 일반적인 실패 지점).B. 플랫 프로파일 : 1mm – 3mm의 두께 (스마트 워치와 같은 슬림 한 장치에 이상적).C. 신경 밀봉 : 세라믹 LCC 변형은 밀폐되어 항공 우주 또는 의료 기기의 칩을 보호합니다.D. good 열전달 : 평평한 몸체는 PCB에 직접 앉아 리드 패키지보다 열을 30% 빠르게 전달합니다.
응용 프로그램LCC는 까다로운 환경에서 뛰어납니다.
A.Aerospace/Defense : 위성, 레이더 시스템 및 군용 라디오 (극한 온도 : -55 ° C ~ 125 ° C).B. Medical : 이식 가능한 장치 (예 : Pacemakers) 및 휴대용 초음파 도구 (밀폐 밀봉은 유체 손상을 방지).C. 산업 : 공장의 IoT 센서 (진동 및 먼지에 저항).D.communication : 5G 기지국의 RF 트랜시버 (신호 손실이 낮음).
장단점
프로
세부
우주 절약
리드 패키지보다 20–30% 더 작은 발자국 (예 : LCC 대 QFP).
튼튼한
구부릴 핀이 없음-고 진동 설정 (예 : 자동차 엔진)의 경우.
밀폐 된 옵션
세라믹 LCC는 수분으로부터 칩을 보호합니다 (의료 임플란트의 경우 중요).
고주파 성능
짧은 패드 연결은 RF 장치의 신호 손실을 최소화합니다.
단점
세부
어려운 검사
패키지 아래의 패드는 솔더 조인트를 확인하기 위해 X- 레이가 필요합니다.
까다로운 납땜
차가운 관절을 피하기 위해 정확한 반사 오븐이 필요합니다.
값비싼
세라믹 LCC는 플라스틱 대안 (예 : QFN)보다 2–3 배 더 비쌉니다.
핸드 어셈블리가 아닙니다
패드는 수동 납땜하기에는 너무 작습니다 (0.2mm – 0.5mm).
5. BGA (Ball Grid Array)개요BGA는 칩 하단의 그리드에 작은 솔더 볼 (0.3mm – 0.8mm)이있는 표면 장착 패키지입니다. 수백 개의 연결을 작은 공간에 포장하기 때문에 고밀도, 고성능 장치 (예 : 스마트 폰, 노트북)를위한 선택입니다. BGA의 솔더 볼은 또한 열 소산 및 신호 무결성을 향상시킵니다.
핵심 기능A. 고정 핀 밀도 : 100–2,000+ 핀을 지원합니다 (예 : 스마트 폰의 SOC는 500 핀 BGA를 사용합니다).B. 자체 정렬 : 솔더 볼이 녹아서 리플 로우 중에 칩을 제자리로 잡아 당겨 조립 오류를 줄입니다.C.excellent 열 성능 : 땜납 공은 열을 PCB로 전달하여 열 저항을 40-60%로 QFP로 낮 춥니 다.D. LOW 신호 손실 : 볼과 PCB 트레이스 사이의 짧은 경로는 기생 인덕턴스를 최소화합니다 (10GBPS+ 데이터에 이상적).
응용 프로그램BGA는 첨단 장치에서 지배적입니다.
A. 소비자 전자 장치 : 스마트 폰 (예 : Apple A-Series 칩), 태블릿 및 웨어러블.B.computing : 노트북 CPU, SSD 컨트롤러 및 FPGA (필드 프로그램 가능 게이트 어레이).C. 의료 : 휴대용 MRI 기계 및 DNA 시퀀서 (높은 신뢰성).D. Automotive : ADAS 프로세서 및 인포테인먼트 SOC (고온 처리).
시장 및 성능 데이터
메트릭
세부
시장 규모
2024 년까지 129 억 달러에이를 것으로 예상되며 2034 년까지 매년 3.2 ~ 3.8%로 증가했습니다.
지배적 변형
플라스틱 BGA (2024 년 시장의 73.6%) - 저렴하고 가벼우 며 소비자 장치에 좋습니다.
열 저항
Junction-to-Air (θja)는 15 ° C/W (QFP의 경우 30 ° C/W)의 낮습니다.
신호 무결성
0.5–2.0 NH의 기생 인덕턴스 (리드 패키지보다 70-80% 낮음).
장단점
프로
세부
소형 크기
15mm BGA는 500 핀을 보유하고 있습니다 (동일한 카운트의 경우 30mm QFP).
신뢰할 수있는 연결
솔더 볼은 열 사이클링 (1,000+ 사이클)에 저항하는 강력한 조인트를 형성합니다.
높은 열 소산
솔더 볼은 열 도체 역할을하여 100W+ 칩을 시원하게 유지합니다.
자동 조립품
대량 생산을 위해 SMT 라인과 함께 작동합니다.
단점
세부
어려운 수리
패키지 아래의 솔더 볼에는 재 작업 스테이션이 필요합니다 (비용 $ 10k – $ 50k).
검사 요구
X- 선 기계는 솔더 공극 또는 교량을 확인해야합니다.
설계 복잡성
과열을 피하기 위해 신중한 PCB 레이아웃 (예 : 패키지 아래의 열 비아)이 필요합니다.
6. QFN (Quad Flat No-Lead)개요QFN은 바닥에 정사각형/직사각형 몸체와 금속 패드가있는 리드리스 표면 장착 패키지입니다. 열 관리가 필요한 소형 고성능 장치 용으로 설계되었습니다. 하단의 대형 열 패드에 열을 직접 전송하여 열을 직접 전송합니다. QFN은 자동차 및 IoT 장치에서 인기가 있습니다.
핵심 기능A. 사랑이없는 디자인 : 튀어 나오는 핀 없음, 발자국을 QFP로 25% 줄였습니다.B. 분열 패드 : 큰 중앙 패드 (패키지 영역의 50–70%)는 열 저항을 20–30 ° C/W로 낮 춥니 다.C. 고주파 성능 : 짧은 패드 연결 신호 손실을 최소화합니다 (Wi-Fi/Bluetooth 모듈에 이상적).D. LOW 비용 : 플라스틱 QFN은 BGA 또는 LCC보다 저렴합니다 (대량 IoT 장치에 적합).
응용 프로그램QFN은 자동차 및 IoT에서 널리 사용됩니다.
부문
용도
자동차
ECUS (연료 분사), ABS 시스템 및 ADAS 센서 (-40 ° C ~ 150 ° C).
IoT/웨어러블
스마트 워치 프로세서, 무선 모듈 (예 : Bluetooth) 및 피트니스 트래커 센서.
의료
휴대용 포도당 모니터 및 보청기 (작은 크기, 저전력).
가정용 전자 장치
스마트 온도 조절 장치, LED 드라이버 및 Wi-Fi 라우터.
장단점
프로
세부
작은 발자국
5mm QFN은 8mm QFP를 대체하여 웨어러블의 공간을 절약합니다.
탁월한 열 처리
열 패드는 리드 패키지보다 2 배 더 많은 열을 소비합니다 (전력 IC에 중요).
저렴한 비용
구성 요소 당 $ 0.10– $ 0.50 (BGA의 경우 $ 0.50– $ 2.00).
쉬운 조립
표준 SMT 라인과 함께 작동합니다 (특별한 소켓 필요 없음).
단점
세부
숨겨진 솔더 조인트
열 패드 솔더는 공극을 확인하기 위해 X- 선 검사가 필요합니다.
정확한 배치가 필요합니다
0.1mm의 오정렬은 패드 간 반바지를 유발할 수 있습니다.
핀 카운트가 아닙니다
대부분의 QFN에는 12-64 핀이 있습니다 (복잡한 SOC에는 충분하지 않음).
7. QFP (쿼드 플랫 패키지)개요QFP는 평평한 정사각형/직사각형 몸체의 4면 모두에 "gull-wing"리드 (바깥쪽으로 구부러짐)가있는 표면 장착 패키지입니다. 적당한 핀 카운트 (32–200)가있는 칩을위한 다목적 옵션이며, 공간 효율로 검사의 용이성 균형을 유지합니다. QFP는 마이크로 컨트롤러 및 소비자 전자 제품에서 일반적입니다.
핵심 기능A. Visible Leads : 갈매기 윙 리드는 육안으로 쉽게 검사 할 수 있습니다 (X- 레이 필요 없음).B. 중단 핀 수 : 32-200 핀을 지원합니다 (Arduino의 ATMEGA328P와 같은 마이크로 컨트롤러에 이상적).C.FLAT 프로파일 : 1.5mm – 3mm (TV와 같은 슬림 장치에 적합) 두께.D. AUTOMATED 어셈블리 : 리드는 0.4mm – 0.8mm 떨어져 있으며 표준 SMT 픽 앤 플레이스 머신과 호환됩니다.
응용 프로그램QFP는 중간 복잡성 장치에서 사용됩니다.
A.Consumer : TV 마이크로 컨트롤러, 프린터 프로세서 및 오디오 칩 (예 : 사운드 바).B. Automotive : 인포테인먼트 시스템 및 기후 제어 모듈.C. 산업 : PLC (프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러) 및 센서 인터페이스.D. 의료 : 기본 환자 모니터 및 혈압 미터.
장단점
프로
세부
쉬운 검사
리드가 보이기 때문에 솔더 관절 점검이 빠르게 진행됩니다 (테스트 시간 절약).
다목적 핀 수
간단한 마이크로 컨트롤러 (32 핀)에서 미드 레인지 SOC (200 핀)까지 칩을 사용합니다.
저렴한 비용
플라스틱 QFP는 BGA 또는 LCC보다 저렴합니다 (구성 요소 당 $ 0.20– $ 1.00).
프로토 타이핑에 좋습니다
리드는 미세 팁 아이언 (작은 배치)으로 손으로 고정 될 수 있습니다.
단점
세부
솔더 브리징 위험
솔더 페이스트가 잘못 적용되면 미세 피치 리드 (0.4mm)가 짧아 질 수 있습니다.
리드 데미지
gull-wing 리드는 취급하는 동안 쉽게 구부러집니다 (개방 회로 원인).
큰 발자국
200 핀 QFP는 25mm 정사각형 (동일한 핀 수의 BGA의 경우 15mm)이 필요합니다.
열 다우지는 열악한
리드는 약간의 열을 전달합니다.
8. TSOP (얇은 소규모 개요 패키지)개요TSOP는 메모리 칩과 슬림 한 장치 용으로 설계된 양쪽에 리드가있는 매우 얇은 표면 장착 패키지입니다. 소규모 개요 패키지 (SOP)의 얇은 변형으로 0.5mm – 1.2mm의 두께로 랩톱, 메모리 카드 및 기타 우주 제약 제품에 이상적입니다.
핵심 기능A.Ultra-thin 프로파일 : SOP보다 50% 더 얇습니다 (PCMCIA 카드 또는 슬림 한 노트북에 중요).B. 리드 간격 : 리드는 0.5mm – 0.8mm 떨어져있어 높은 핀 수를 작은 너비로 장착합니다.C.Surface-Mount 설계 : PCB 공간을 절약하는 드릴 구멍이 필요하지 않습니다.D. Memory-Optomized : SRAM, 플래시 메모리 및 E2PROM 칩 (저장 장치에 공통)을 위해 설계되었습니다.
응용 프로그램TSOP는 주로 메모리 및 스토리지에 사용됩니다.
A.computing : 노트북 RAM 모듈, SSD 컨트롤러 및 PCMCIA 카드.B.consumer : USB 플래시 드라이브, 메모리 카드 (SD 카드) 및 MP3 플레이어.C. TELECOM : 라우터 메모리 모듈 및 4G/5G베이스 스테이션 저장.D. 산업 : 데이터 로거 및 센서 메모리.
장단점
프로
세부
슬림 한 디자인
1mm 두께의 장치 (예 : Ultrabook Laptops)에 적합합니다.
너비에 대한 높은 핀 수
10mm 넓은 TSOP에는 48 개의 핀이있을 수 있습니다 (메모리 칩에 이상적).
저렴한 비용
구성 요소 당 $ 0.05– $ 0.30 (메모리의 경우 CSP보다 저렴함).
쉬운 조립
표준 SMT 라인과 함께 작동합니다.
단점
세부
깨지기 쉬운 리드
얇은 리드 (0.1mm) 처리 중에 쉽게 구부러집니다.
열 다우지는 열악한
얇은 패키지 본체는 파워 칩이 아닌 2W 이상을 소비 할 수 없습니다.
메모리로 제한됩니다
복잡한 SOC 또는 고출력 IC 용으로 설계되지 않았습니다.
9. CSP (칩 스케일 패키지)개요CSP는 가장 작은 주류 포장 유형입니다. 크기는 칩 자체의 크기 1.2 배를 넘지 않습니다 (다이). 웨이퍼 레벨 패키징 (WLP) 또는 플립 칩 본딩을 사용하여 과도한 재료를 제거하므로 스마트 워치, 이어 버드 및 의료 임플란트와 같은 초소형 장치에 이상적입니다.
핵심 기능A.Ultra-Compact 크기 : 3mm CSP는 2.5mm 다이를 보유하고 있습니다 (같은 다이의 경우 5mm SOP).B. 와이퍼 레벨 제조 : 패키지는 반도체 웨이퍼, 절단 비용 및 두께에 직접 구축됩니다.C. 높은 성능 : 짧은 연결 (플립 칩 본딩) 신호 손실과 열을 줄입니다.D. Quilede variants : 가장 작은 크기에 대한 WLCSP (WAFER 레벨 CSP), 열용 LFCSP (리드 프레임 CSP), 높은 핀 수의 경우 FCCSP (Flip Chip CSP).
응용 프로그램CSP는 작은 고성능 장치에 필수적입니다.
변종
용도
WLCSP
스마트 워치 프로세서, 스마트 폰 카메라 센서 및 IoT 마이크로 컨트롤러.
LFCSP
웨어러블 및 휴대용 의료 기기의 전력 IC (좋은 열 처리).
fccsp
5G 전화 및 AR 안경 (100+ 핀)의 고속 SOC.
장단점
프로
세부
가장 작은 발자국
SOP/BGA보다 50–70% 작습니다 (이어 버드 또는 이식 가능한 장치의 경우 중요).
고성능
플립 칩 본딩은 인덕턴스를 0.3–1.0 NH로 감소시킵니다 (20GBPS+ 데이터에 이상적).
대량의 저렴한 비용
웨이퍼 수준 제조업은 1m+ 장치의 단위당 비용 절감입니다.
얇은 프로파일
두께 0.3mm – 1.0mm (2mm 두께의 스마트 워치에 적합).
단점
세부
어려운 수리
손으로 재 작업하기에는 너무 작습니다 (특수 마이크로 고안 도구가 필요함).
제한된 열 처리
대부분의 CSP는 전력 증폭기의 경우 3W 이상을 소산 할 수 없습니다.
높은 디자인 복잡성
추적 라우팅을 위해서는 HDI PCB (고밀도 상호 연결)가 필요합니다.
10. SOP (소규모 개요 패키지)개요SOP는 작은 직사각형 몸체의 양면에 리드가있는 표면 마운트 패키지입니다. 저지방 핀 카운트 칩 (8-48 핀), 밸런싱 크기, 조립 편의성 및 경제성을위한 표준화되고 비용 효율적인 옵션입니다. SOP는 소비자 및 산업 전자 제품에서 가장 널리 사용되는 포장 유형 중 하나입니다.
핵심 기능A. 견디표 크기 : 업계 차원 (예 : SOIC-8, SOIC-16)은 구성 요소 교환을 쉽게 만듭니다.B. 중등도 크기 : 길이 5mm – 15mm, 너비 3mm ~ 8mm (대부분의 장치에 적합).c.dual-side 리드 : 리드는 0.5mm – 1.27mm 간격으로 매뉴얼 및 자동 납땜과 호환됩니다.D. 코스트-효과 : 간단한 제조 비용은 비용을 낮게 유지합니다 (구성 요소 당 $ 0.05– $ 0.50).
응용 프로그램SOP는 일상적인 전자 장치에서 어디에나 있습니다.
부문
용도
스마트 폰
전원 관리 IC, 오디오 칩 및 무선 모듈.
가정 기기
TV 원격 마이크로 컨트롤러, 세탁기 센서 및 LED 드라이버.
자동차
기후 제어 IC 및 도어 잠금 모듈.
산업
소규모 기계의 센서 인터페이스 및 모터 드라이버.
장단점
프로
세부
소스가 쉽습니다
모든 전자 공급 업체는 SOP 구성 요소를 재고합니다 (리드 타임 문제 없음).
변하기 쉬운
로직 칩, 파워 IC 및 센서 (여러 요구에 맞는 패키지 유형)에 대해 작동합니다.
저렴한 비용
BGA 또는 CSP보다 30–50% 저렴합니다.
작은 배치에 좋습니다
손으로 고정 될 수 있습니다 (프로토 타이핑 또는 100 단위 실행에 이상적).
단점
세부
제한된 핀 수
최대 48 핀 (복잡한 칩에는 충분하지 않음).
부피가 큰 대 CSP/BGA
16 핀 SOP는 16 핀 CSP보다 2 배 더 큽니다.
열 다우지는 열악한
얇은 플라스틱 몸체는 2W 이상을 소산 할 수 없습니다.
PCB 유형이 포장 선택에 영향을 미치는 방법PCB의 유형 (강성, 유연성, 강성-플렉스)은 어떤 포장 유형이 가장 잘 작동하는지에 따라 지시합니다. 각 PCB 유형은 구성 요소 장착에 영향을 미치는 고유 한 구조적 제약 조건을 가지고 있습니다.
PCB 유형
재료
구조적 특성
이상적인 포장 유형
추리
엄격한
유리 섬유 + 구리
두꺼운 (1mm – 2mm), 융통성이 없습니다
SMT, BGA, QFP, PGA
무거운 구성 요소를 지원합니다. 굽힘 스트레스가 없습니다.
유연한
폴리이 미드 + 구리
얇은 (0.1mm – 0.3mm), 구부릴 수 있습니다
SMT, CSP, QFN, TSOP
리드리스/작은 패키지는 굽힘 응력에 저항합니다. 얇은 프로파일은 굴곡에 맞습니다.
딱딱한 팩스
단단하고 유연한 층의 혼합
강성과 굽힘 성을 결합합니다
SMT, CSP, QFN, LCC
유연한 지역에는 리드리스 패키지가 필요합니다. 강성 영역은 더 큰 구성 요소를 처리합니다.
올바른 PCB 패키지를 선택하는 방법다음 단계에 따라 프로젝트의 최적 포장 유형을 선택하십시오.1. 장치 요구 사항을 정의하십시오A.Size : 초대형 장치 (이어 버드)는 CSP가 필요합니다. 더 큰 장치 (TV)는 QFP/SOP를 사용할 수 있습니다.B. 회수 : 고속 (5G) 또는 고전력 (CPU) 칩이 BGA/PGA가 필요합니다. 저속 (센서)은 SOP/QFN을 사용할 수 있습니다.C.Environment : 가혹한 조건 (자동차/항공 우주)이 필요합니다. LCC/QFN이 필요합니다. 소비자 장치는 SMT/BGA를 사용할 수 있습니다.D. 생산량 : SMT/BGA의 대량 생산 (10K+ 단위) 혜택; 작은 배치 (100+ 단위)는 DIP/SOP에서 작동합니다.
2. 제조 기능에 맞습니다A. 자동화 된 라인 : SMT, BGA, QFN (빠르고 낮은 오류)을 사용하십시오.B.Manual Assembly : DIP, SOP (핸드 older가 쉬운)를 사용하십시오.C. inspection 도구 : X-ray가 부족한 경우 BGA/LCC를 피하십시오 (눈에 보이는 리드가있는 QFP/SOP를 선택하십시오).
3. 균형 비용과 성능A.Budget 프로젝트 : DIP, SOP, QFN (저렴한 비용, 쉬운 조립).B. 고성능 프로젝트 : BGA, PGA, CSP (신호/열, 더 높은 비용).
FAQ
전통적인 케이블 에게 작별 인사를 해라! FPC 를 통해 더 나은 연결 성능 을 얻기 위한 실용적 방법
소형화되고 유연한 전자 제품 시대에서, 폴더블 폰부터 소형 의료 기기에 이르기까지, 기존 케이블은 종종 부족한 면이 있습니다. 공간을 많이 차지하고, 엉키기 쉽고, 반복적인 움직임에 쉽게 고장납니다. 플렉시블 프린티드 회로(FPC)는 얇고 가벼운 디자인과 뛰어난 유연성을 결합하여 이러한 문제점을 해결합니다. 기존 케이블을 FPC로 교체하면 연결 불량률을 줄일 뿐만 아니라 새로운 제품 형태(예: 곡면 디스플레이, 웨어러블 기술)를 구현하고 전반적인 장치 신뢰성을 향상시킵니다. 이 가이드에서는 FPC가 더 나은 선택인 이유, 올바르게 연결하는 방법, 그리고 장기간 성능을 유지하는 방법을 안내합니다.
주요 내용1. FPC는 기존 케이블보다 얇고 가볍고 유연하여 소형, 움직이는 또는 곡면 장치에 이상적입니다.2. FPC로 전환하면 연결 불량이 줄어들고 내구성이 향상(수천 번의 굽힘 처리)되며 다른 구성 요소에 내부 공간을 확보할 수 있습니다.3. FPC를 제대로 설치하려면 신중한 준비(청소, 정전기 제어), 올바른 커넥터 선택(예: 섬세한 사용을 위한 ZIF) 및 굽힘 반경 규칙을 따라야 합니다.4. 정기적인 유지 관리(커넥터 청소, 손상 검사) 및 스마트 취급(가장자리 잡기, 정전기 방지 보관)은 FPC 수명을 연장합니다.5. FPC는 자동차, 의료 및 소비자 전자 제품과 같은 산업에서 혁신적인 설계를 가능하게 합니다. 기존 케이블은 유연성이나 공간 효율성을 따라갈 수 없습니다.
왜 기존 케이블을 FPC로 교체해야 할까요?FPC가 기존 케이블보다 우수한 핵심 장점FPC는 기존 케이블의 가장 큰 제한 사항(예: 부피, 취약성, 열악한 유연성)을 설계 및 성능 이점으로 해결하여 장치 품질을 직접적으로 향상시킵니다.
장점
기존 케이블보다 우수한 점
뛰어난 유연성
신호 손실이나 물리적 손상 없이 구부리고/비틀 수 있으며, 좁고 특이한 모양의 공간(예: 전화 힌지)에 맞습니다. 기존 케이블은 반복적인 굽힘으로 인해 꺾이거나 파손됩니다.
내구성
10,000번 이상의 굽힘 사이클을 견딜 수 있는 견고한 재료(폴리이미드, 압연 어닐링 구리)를 사용합니다. 습기, 화학 물질 및 온도 변화에 강합니다.
공간 및 무게 절약
FPC는 케이블보다 50~70% 더 얇고 가볍습니다. 더 큰 배터리, 더 많은 기능 또는 더 얇은 장치 설계를 위한 내부 공간을 확보합니다.
낮은 고장률
도체를 단일 유연층에 통합하여 느슨한 연결이나 전선 풀림을 줄입니다. 커넥터(예: ZIF)는 접점의 스트레스를 최소화합니다.
비용 효율성
초기 비용은 높지만 장기적인 비용은 낮습니다. 조립 속도가 빠르고(배선 실수 없음), 수리가 적고, 테스트 요구 사항이 줄어듭니다. 연결 지점이 적다는 것은 고장 지점이 적다는 것을 의미합니다.
설계 자유도
기존 케이블이 지원할 수 없는 곡면, 폴더블 또는 웨어러블 장치(예: 스마트워치, 의료 센서)를 가능하게 합니다.
팁: FPC는 움직이는 부품(예: 로봇 팔, 컨베이어 벨트) 또는 좁은 공간(예: 보청기, 드론 부품)이 있는 장치에서 뛰어납니다. 케이블이 엉키거나 파손될 수 있는 곳입니다.
산업별 사용 사례: FPC 활용다양한 분야에서 FPC는 고유한 문제를 해결하기 위해 케이블을 대체하고 있습니다.
산업
응용 예시
케이블 대비 FPC의 장점
자동차
인포테인먼트 화면, 센서 배선
진동 및 온도 변화(-40°C ~ 125°C)를 처리합니다. 좁은 대시보드 공간을 절약합니다.
의료 기기
휴대용 초음파 프로브, 심박 조율기
얇은 디자인은 소형 의료 도구 내부에 적합하며 멸균 화학 물질에 강합니다.
소비자 전자 제품
폴더블 폰, 무선 이어버드
폴더블 화면(100,000번 이상의 굽힘)을 가능하게 합니다. 하루 종일 착용할 수 있도록 가볍습니다.
산업
로봇 공학, IoT 센서
가혹한 공장 환경을 견딜 수 있으며 케이블 고장으로 인한 가동 중단을 줄입니다.
FPC 연결: 단계별 가이드
1. 준비: 성공을 위한 기반 마련잘못된 준비는 FPC 설치 결함의 25%를 유발합니다. 실수를 방지하려면 다음 단계를 따르십시오.
a. 도구 수집: 납땜 인두(온도 제어), 납땜 와이어(저온 합금), 플럭스, 이소프로필 알코올(90% 이상), 보푸라기 없는 천, 정전기 방지 손목 스트랩, 핀셋. b. 정전기 제어: ESD 안전 장갑과 정전기 방지 손목 스트랩을 착용하고 작업대를 접지하십시오. FPC는 정전기에 민감하며 구리 트레이스를 손상시킬 수 있습니다. c. 구성 요소 청소: 이소프로필 알코올로 FPC와 커넥터를 닦아 오일, 먼지 또는 잔류물을 제거하십시오. 접점이 더러우면 간헐적인 연결이 발생합니다. d. 손상 검사: FPC에 균열, 들어올려진 패드 또는 구부러진 트레이스가 있는지 확인하고 커넥터에 구부러진 핀이나 부식이 없는지 확인합니다. e. 커넥터 사전 주석: 커넥터 접점에 얇은 층의 납땜을 추가합니다(과열을 방지하기 위해 300~320°C 사용). 이렇게 하면 FPC와 강력하고 안정적인 결합이 보장됩니다.
중요 참고 사항: 맨손으로 FPC 트레이스를 만지지 마십시오. 피부 오일은 절연을 저하시키고 시간이 지남에 따라 부식을 유발합니다. 핀셋이나 장갑을 낀 손가락을 사용하십시오.
2. 커넥터 선택: 장치 요구 사항에 맞게 조정올바른 커넥터는 FPC가 안정적으로 작동하도록 보장합니다. 두 가지 일반적인 유형은 ZIF(Zero Insertion Force) 및 IDC(Insulation Displacement)입니다. 사용 사례에 따라 선택하십시오.
기능
ZIF 커넥터
IDC 커넥터
삽입력
힘이 필요하지 않음(레버/래치 사용). FPC에 부드럽습니다.
절연체를 관통하는 날카로운 블레이드. 압력이 필요합니다.
최적의 사용
섬세한 FPC, 빈번한 플러그/플러그 해제(예: 전화 화면).
대량 생산(예: 소비자 전자 제품). 스트리핑/납땜 불필요.
신뢰성
높음 - 단자를 손상시키지 않고 안전하게 잠급니다.
효율적이지만 깨지기 쉬운 FPC에 위험합니다(블레이드가 트레이스를 자를 수 있음).
핀 밀도
높은 핀 수에 이상적(예: 50개 이상의 핀).
낮음에서 중간 핀 수에 더 적합합니다.
다음 체크리스트를 사용하여 선택 범위를 좁히십시오.
a. 피치 크기: 커넥터 피치(핀 사이의 거리)를 FPC 트레이스 간격에 맞춥니다(예: 미세 피치 FPC의 경우 0.5mm 피치).b. 환경 저항: 습기/먼지에 대한 IP 등급이 있는 커넥터를 선택합니다(예: 실외 장치의 경우 IP67).c. 전류/신호 속도: 고전력 장치(예: 자동차 센서)에는 1~5A 정격의 커넥터가 필요하고, 고속 데이터(예: 4K 디스플레이)에는 임피던스 매칭 커넥터가 필요합니다.d. 조립: ZIF 커넥터는 현장 수리가 더 쉽고, IDC 커넥터는 대량 생산 속도를 높입니다.
3. 설치: 내구성을 위한 단계별 안내FPC를 올바르게 설치하려면 다음 단계를 따르십시오. 지름길은 조기 고장을 유발하므로 단계를 건너뛰지 마십시오.
a. FPC 준비: FPC를 올바른 길이로 자릅니다(풀림을 방지하기 위해 날카롭고 깨끗한 도구 사용). 필요한 경우 커넥터 영역에 보강재(FR4 또는 폴리이미드)를 추가하여 지지합니다.b. FPC 정렬: FPC 트레이스를 커넥터 핀에 맞춥니다. ZIF 커넥터의 경우 레버를 열고 FPC를 슬롯에 밀어 넣은 다음 레버를 단단히 닫습니다(억지로 하지 마십시오).c. 연결 고정: 납땜된 커넥터의 경우 접합부를 300~320°C로 가열합니다(FPC 손상을 방지하기 위해 작은 팁 사용). 2~3초 동안 유지한 다음 식힙니다. IDC 커넥터의 경우 절연체를 관통하도록 상단에 균일한 압력을 가합니다.d. 스트레인 릴리프 추가: 접착 테이프(예: Kapton) 또는 열 수축 튜브를 커넥터 근처에 사용하여 당기는 힘을 흡수합니다. 이렇게 하면 연결 지점에서 FPC가 찢어지는 것을 방지할 수 있습니다.e. 회로 테스트: 멀티미터를 사용하여 전기적 연속성을 확인합니다(단락 또는 개방 회로가 없는지 확인). 고속 응용 분야의 경우 오실로스코프로 신호 무결성을 테스트합니다.f. 최종 검사: 납땜 브리지, 들어올려진 패드 또는 정렬 불량 트레이스가 있는지 확인합니다. 확대경을 사용하여 연결이 안전한지 확인합니다.
경고: 납땜 중 과열(350°C 이상)은 FPC 절연을 약화시키고 구리 트레이스가 벗겨지게 합니다. 온도 제어 납땜 인두를 사용하고 먼저 스크랩 FPC에서 연습하십시오.
FPC 모범 사례: 손상 방지 및 수명 연장
조기 고장을 방지하기 위한 취급 규칙FPC는 섬세합니다. 찢어짐, 정전기 손상 또는 트레이스 파손을 방지하려면 다음 취급 팁을 따르십시오.
1. 가장자리만 잡기: FPC 중앙을 만지거나 트레이스/커넥터를 당기지 마십시오. 핀셋이나 장갑을 낀 손가락으로 가장자리를 잡으십시오.2. 보관: FPC를 정전기 방지 백 또는 트레이에 평평하게 보관하십시오. 서늘한(15~25°C), 건조한(습도
찢어질 수 있는 FPC 강화에 대한 필수 가이드
유연한 인쇄 회로 (Flexible Printed Circuits, FPC) 는 현대 전자제품에서 콤팩트하고 구부러진 공간에 들어갈 수 있기 때문에 널리 사용되지만 유연성은 찢어지는 큰 위험을 초래합니다.최근 연구 결과에 따르면, 모든 FPC 실패의 약 50%가 찢어지는 것으로 나타났습니다.. FPC를 견고하고 신뢰할 수 있도록 하기 위해서는 단단한 물질로 강화하고 고품질의 접착제를 사용하며 적절한 취급 관행을 따르고 손상을 즉시 해결하는 것이 중요합니다.이 가이드는 FPC 찢어지는 것을 방지하고 수명을 연장하기 위해 알아야 할 모든 것을 분해합니다.
주요 내용1.FPC를 강화하기 위해 굽기 및 커넥터 근처에 단단한 접착제와 강한 접착제를 사용하여 찢어집니다.2경사 반지름 규칙을 엄격히 따르십시오 (FPC 계층 수를 기반으로) 균열이나 계층 분리 방지.3FPC를 가장자리에서 다루고 건조하고 반 정적 환경에서 보관하고 취약한 부위를 스트레스를 피하십시오.4균열, 들어간 패드 또는 느슨한 부품에 대한 정기적인 검사를 수행하여 문제를 조기에 발견하십시오.5작은 찢어짐을 용접, 철회, 또는 전도성 에포시로 수리합니다. 심각한 손상을 위해 전문가에게 문의하십시오.
FPC 유형 및 약점
일반 FPC 구조FPC는 그들의 유연성 필요와 계층 수에 따라 분류되며, 각각은 고유한 강점과 사용 사례가 있습니다.
FPC 타입 (유연성 기준)
목적
제한
일회 접는 FPC
단절용으로 설계된 (예를 들어 장치 조립)
반복된 구부리는 것을 견딜 수 없습니다.
정적 유연 회로 보드
설치 중에만 굽는 것; 이후에도 고정되는 것
동적 유연성이 없습니다.
동적 유연 회로 보드
수천번의 곡선을 필요로 하는 장치 (예: 접는 전화기, 로봇)
피로 를 견디기 위해 내구성 있는 재료 가 필요
구리 층 수별:
a.일층 FPC: 한 쪽에 구리 필름; 간단하고 저렴한, 기본 회로에 이상적입니다.b.복층 FPC: 양쪽 구리 (뚜?? 층과 함께); 더 복잡한 배선에 적합합니다.c.다층 FPC: 1층/ 2층으로 쌓여 있으며, 고밀도 회로 (예: 의료기기) 에 사용된다.
구리 필름의 선택 또한 내구성에 영향을 미칩니다.
a. 롤링 앙일드 (RA) 구리: 더 유연하고 균열에 저항하며 역동적인 FPC에 적합합니다.b. 전해질 분해 (ED) 구리: 더 딱딱하고 반복적인 구부러진 상태에서 깨지기 쉽다.
팁: 곡선 모양의 라우팅과 눈물 떨어지는 패드 디자인을 사용하여 스트레스를 균등하게 분배하여 연결 지점에서 찢어질 위험을 줄이십시오.
스트레스 에 취약 한 지역FPC 는 스트레스, 열, 또는 부적절 한 취급 에 노출 된 영역 에서 먼저 실패 합니다. 일반적인 약점 들 은 다음 과 같습니다.
1- 껍질 절단/열열: 반복적인 구부리거나 불규칙한 가열 (층이 분리되거나 갈라지는) 으로 인해 발생합니다.2스크래치 / 산화: 거친 취급 또는 공기 노출로 인한 표면 손상 (황의 흔적을 약화합니다).3부품을 잘못 정렬: 부위가 맞지 않는 부위는 찢어지게 만드는 압력 지점을 만듭니다.4용접기 결함: 용접기 또는 용접기 다리가 너무 적으면 연결이 약해져서 깨지기 쉽다.5열 스트레스: 열/냉각 주기 (예: 용접) 균열 흔적 또는 껍질 층.6접착 장애: 층 사이의 결합이 좋지 않아 특히 곡선 근처에서 껍질이 벗겨집니다.7전압 붕괴: 고전압은 단열을 손상시키고, 쇼트와 추적 실패로 이어집니다.
이러한 문제들을 시각 검사 (확대 유리), 엑스레이 (숨겨진 층 손상을 위한), 구부러기 테스트 (실제 사용 시뮬레이션), 열 사이클 테스트 (열 저항 검증) 로 발견할 수 있다.
강화 재료
튼튼성 옵션강화제는 취약한 FPC 부위에 구조적 지원을 추가합니다. 올바른 재료는 열 저항, 강도 및 비용에 달려 있습니다.
소재
기계적 강도
열 저항 (°C)
불 retardance
비용
가장 좋은 방법
PI (폴리마이드)
낮고 높다 (개인화)
130
94V-0
중간
동적 영역 (편하게 구부러집니다); 화학 저항성
FR4
높은
110
94V-0
높은
용접조합 (강하고, 열에 내성이 있는 조합)
PET (폴리에스터)
낮은
50
아니
낮은
저비용, 낮은 열량 프로젝트 (연금 없이)
알루미늄 판
높은
130
94V-0
중간
열 분산 + 지원; 용접 호환
강철 판
매우 높습니다.
130
94V-0
중간
중량 지원 (예: 산업용 FPC)
중요 한 조언:
1용접 도중 구부러짐을 방지하기 위해 용접 관절 근처에 FR4 또는 철강 강화제를 사용하십시오.2이동 부분 (예를 들어 접이 가능한 전화 힌지) 를 위해 PI 경직자를 선택하십시오. 그들은 깨지지 않고 구부러집니다.3습한 환경에서 FR4를 피하십시오. 그것은 물을 흡수하여 시간이 지남에 따라 접착력을 약화합니다.
접착제 와 접착제강한 접착제는 강제제품이 구부리거나 열을 받더라도 FPC에 붙어있는 것을 보장합니다. 주요 옵션은 다음과 같습니다.
접착제 종류
주요 특성
사용 사례
수정된 아크릴 기반 PSA
껍질 강도 > 15N/cm; 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질 껍질
일반 FPC 강화제 결합
저모듈 접착제 (실리콘/폴리우레탄)
Young's 모듈 0.3~1.5 MPa; 유연하고 내구성
동적 FPC (반복된 굽기를 처리)
자외선 치료성 접착제 (Krylex KU517x)
빠른 경화; 폴리마이드에 강한 결합; 노화 저항성
빠른 조립; 폴리아미드 FPC
tesa® 8857 테이프
최대 260°C까지 열 저항성; 안정적인 껍질 강도 (2주 이상)
고온 용접; 폴리아미드 결합
참고: 대부분의 FPC는 분리되는 것을 피하기 위해 3 N/cm 이상의 껍질 강도를 가진 접착제를 필요로 합니다. 항상 접착제와 강제제 및 FPC 재료 (예를 들어,알루미늄 강화제 및 폴리마이드 FPC에 tesa® 8857을 사용하십시오.).
강화제 적용
준비 단계적절한 준비는 단단한 물질이 안정적으로 결합하고 FPC 요구 사항에 부합하도록 보장합니다.
1.FPC 층을 완성: FPC의 기본 층 (보리, 다이 일렉트릭) 을 완결하기 전에 딱딱한 물질을 추가하십시오.2튼튼성 물질을 선택하십시오: 사용 사례에 맞습니다 (예를 들어, 동적 구부러기, 용접에 대한 FR4을위한 PI).3정밀 절단: 정확한 모양을 위해 레이저 절단을 사용하십시오. 부드러운 가장자리는 스트레스 포인트를 방지하고 단단한 적합성을 보장합니다.4표면 준비: 접착력을 향상시키기 위해 강화기 표면을 청소하거나 거칠게하십시오 (예를 들어, 모래 알루미늄 가볍게).5정렬 확인: FPC 레이아웃과 일치하는 강화기 구멍 / 가장자리를 확인하십시오 (부조는 스트레스를 유발합니다).
부착 과정강도 필요와 재사용 가능성에 기초한 부착 방법을 선택합니다.
1접착제 접착: 액릴 / 에포시 접착제를 사용하십시오. 깔끔하고 균일한 커버링을 위해 다이 커트 접착제 모양. 영구적인 접착에 이상적입니다.2용접: 금속 경화제 (알루미늄 / 강철) 에 용접 페이스트를 사용; 열을 제어 (FPC 층을 손상시키지 마십시오). 고강도, 열에 노출 된 부위에 가장 좋습니다.3.프레스 인: 프레스 피트 탭을 가진 금속 경직제는 FPC 구멍에 잠그; 재사용 (수리용으로 쉽게 제거).4클립/스크루: 금속 클립 또는 작은 스크루는 굳어지는 것을 고정합니다. 일시적 또는 무거운 부하 지원에 적합합니다.
가꾸기 와 완성1.Trim 과잉 경직: 레이저 절단기 또는 날카로운 도구를 사용하여 튀는 것을 제거하십시오. 날카로운 가장자리는 FPC를 찢거나 근처 구성 요소를 손상시킬 수 있습니다.2부드러운 가장자리: 스트레스가 집중되는 것을 방지하기 위해 파일 또는 모래의 거친 점.3틈을 검사: 부착되지 않은 부위를 검사하십시오 (강화경을 사용하십시오); 필요한 경우 접착제를 다시 적용하십시오.4깨끗: 오염을 피하기 위해 이소프로필 알코올로 먼지 또는 과도한 접착제를 씻어내십시오.
FPC의 찢어지는 것을 막기눈물 보호눈물 보호 는 스트레스 가 심한 곳 에서 "교신"으로서 작용 하여 균열 이 퍼지는 것 을 막는다.
a. 추가 층: poliyimide, 유리 천 또는 아라미드 섬유 층을 굽거나 코너 내부에 추가합니다.b.스트레스 완화 구멍/스롯: 힘 분배를 위해 코너에 작은 구멍을 뚫거나 슬롯을 자르십시오 (날카로운 스트레스 지점을 피합니다).c.둥근 각: 날카로운 90° 각을 곡선으로 교체하십시오. 이것은 스트레스를 균등하게 분산시키고 찢어질 위험을 최대 40% 감소시킵니다.
굽기 반지름 지침굽기 반지름 (FPC가 손상을 입지 않고 처리 할 수있는 가장 작은 곡선) 은 매우 중요합니다. 이를 위반하면 균열이나 탈라미네이션이 발생합니다. IPC-2223 표준을 따르십시오:
FPC 타입
정적 곡선 (최저 반지름)
동적 곡선 (최저 반지름)
단층
6 × FPC 두께
10 × FPC 두께
2층
10 × FPC 두께
20 × FPC 두께
다층
15~30× FPC 두께
최대 40 × FPC 두께
팁:
1중립 축 (FPC 스택의 중) 을 중앙에 배치하여 굽기 스트레스를 줄이십시오.2높은 곡선 영역에서 가로 지르는 흔적을 피하십시오. 곡선 경로로 곡선을 돌립니다.3.동적 FPC를 위해 롤링 앙일 (RA) 구리를 사용하십시오. 그것은 전해질 구리보다 피로에 더 잘 저항합니다.
가장 좋은 방법 을 사용 하는 것FPC 가 찢어지는 가장 큰 원인 중 하나는 잘못된 조작입니다. 다음 규칙을 따르십시오.
1가장자리를 잡으십시오: FPC의 중앙에 절대 닿지 마십시오 (굽거나 지문 오염을 피합니다).2보관: FPC를 건조하고 온도 안정적인 환경에서 보관하십시오 (40~60% 습도, 15~25°C).3조립 관리:연결기 끝에 긴장 완화 (강화기/유연 접착제) 를 추가합니다.비아, 패드 또는 부품들을 구부러진 부위에 두지 마십시오.코너 반지름이 크다 (≥1mm) 를 추적 경로에 사용한다.4조립 전 검사: 설치 전에 균열, 들어올린 패드 또는 탈라미네이션을 검사합니다.5시뮬레이션 도구: 가상 환경에서 FPC 굽기를 테스트하는 소프트웨어 (예를 들어, ANSYS) 를 사용하십시오. 설계 결함을 조기에 수정하십시오.
FPC의 찢어짐을 수리작은 찢어짐 은 DIY 방법 으로 고칠 수 있지만, 심한 손상 은 전문적 인 도움 을 필요로 한다. 아래 에는 단계별 로 해결 방법 이 있다.
1스크래핑 및 솔더링 (작은 흔적/패드 파업)소규모 손상 (예를 들어, 균열 흔적, 들어올린 패드) 에 가장 좋습니다. 필요한 도구: 용접 철, 플럭스, 용접 와이어, 핑세스, 확대 유리, 이소 프로필 알코올.
a.진단: 멀티미터를 사용하여 깨진 흔적을 검사하십시오. 균열을 증강경으로 검사하십시오.b. 준비: 장치를 분해하고 손상된 부위를 이소 프로필 알코올로 청소하고 건조하게하십시오.구리 노출: 구리 흔적을 드러내기 위해 용접 마스크를 부드럽게 긁어내기 ( 날카로운 칼을 사용하십시오). 흔적을 자르는 것을 피하십시오.d. 틴 트레이스: 플럭스를 적용하고, 용접 철을 사용하여 노출 된 구리에 얇은 용접 층을 추가하십시오.e. 수리: 작은 구리 조각 (보장 PCB에서) 을 파기 (강도를 위해 랩 관절) 위에 용접합니다.f.시험: 알코올로 청소하고, 멀티미터를 사용하여 연속성을 확인하고, 다시 조립하여 기능을 확인합니다.
2와이어 랩/오버라플 수리 (대격)더 큰 손상 (예를 들어, 미흡한 흔적 부분)
와이어 래프: 얇은 점퍼 와이어 (28 ′′ 30 AWG) 를 사용하여 부러진 흔적의 두 끝을 연결하십시오. 스트립, 틴, 그리고 구리로 와이어를 용접하십시오. 카프턴 테이프로 고립하십시오.겹치는 것: 얇은 구리 스트립/테이프 를 잘라서, 그 조각 을 덮고 (두 끝 을 덮고), 용접 하고, 단열 한다.
3유도성 에포시/제브라 스트립 (유연성/조금 없이 수리)전도성 에포시: 지시대로 섞어 치약으로 작은 휴식점에 적용하고 24시간 동안 고칠 수 있습니다.ZEBRA 스트립: 커넥터 패드 수리를 위한 유연하고 전도성 스트립. FPC와 커넥터 사이에 정렬, 접촉을 재설정하기 위해 누르십시오.
수리 방법 비교
수리 방법
가장 좋은 방법
필요 한 도구
내구성 팁
스크래핑 및 용접
작은 흔적/패드
용접철, 플럭스, 핀티저
카프톤 테이프로 단열
와이어 래프/오버라플
큰 구멍/실종된 흔적
점퍼 와이어, 구리 테이프, 용접
에포크시로 장착하여 장착
유도성 에포시
미세한 균열, 유연한 영역
에포시 키트, 치약
완전히 치유되도록 해주세요 (24시간 이상)
제브라 스트립
연결 패드 복원
ZEBRA 스트립, 정렬 도구
밀접한 접촉을 보장
경고: 심각한 탈층화 또는 내부층 손상을 위해 전문가와 상담하십시오. DIY 수리 작업은 문제를 악화시킬 수 있습니다.
내구성 을 위한 디자인 조언
강화 배치경직 취약점: 곡선, 커넥터 및 무거운 부품 (예: 칩) 근처에 경직제를 추가하십시오.컴포넌트 라우팅: 높은 곡선 부위에서 부분을 멀리하십시오. 컴포넌트와 곡선 사이에 2 ∼ 3mm의 간격을 남겨주세요.재료 매칭: 유연한 층에 폴리아미드를 사용하며 정적 딱딱한 부위에 FR4를 사용하십시오. 호환되지 않는 재료를 혼합하는 것을 피하십시오 (열압을 유발합니다).
유연성 과 힘 을 균형 잡는 것구리 선택: 동적 FPC에 RA 구리를 사용; 정적 FPC에 ED 구리를 사용.트레이스 디자인: 강압을 퍼뜨리기 위해 곡선 (≥0.2mm) 근처의 흔적을 넓히고 날카로운 곡선을 피하십시오.레이어 대칭: 중성 축 주위를 평평하게 층을 구축하여 왜곡을 방지합니다.접착제 선택: 피로를 견디는 유연한 결합을 위해 폴리아미드 기반 접착제를 사용하십시오.
비용 및 유지 관리
비용 효율적 인 선택딱딱한 물질: 열이 없는 부위에 FR4/금속 대신 폴리마이드 (저가, 유연한) 를 사용한다. 기본 회로에 PET를 사용한다.접착제: 특수 에포시스 물질 보다 저렴한 가격 에 고온 저항성 을 가진 tesa® 8857 테이프 를 선택 한다.대용량 주문: 단위 비용을 줄이기 위해 고장제/ 접착제를 대용량으로 구입합니다.표준 크기: 맞춤형 경화 형태를 피합니다. 표준 크기는 디자인 및 절단 비용을 절약합니다.
검사 및 유지정기적 인 검사: 매 달 한 번 (또는 사용 하기 전 에) 균열, 들어간 패드, 느슨 한 연결 장치 를 검사 한다. 확대판 과 부드러운 브러쉬 를 사용하여 먼지 를 제거 한다.보관: FPC 는 습기와 극한 온도 에서 멀리 떨어져 있는, 정지 방지 용지 에 보관 한다.신속한 수리: 작은 찢어짐을 즉시 고치십시오. 지연은 더 크고 더 비싼 손상을 초래합니다.
FAQ1FPC 찢어지는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법은 무엇입니까?굽기/연결 장치 근처에 딱딱한 물질 (PI/FR4) 을 결합하고, 굽기 반지름 규칙을 엄격히 준수하고, 부드러운 취급을 한다. 이것은 찢어질 위험을 60% 이상 감소시킨다.
2찢어진 FPC를 집에서 고칠 수 있나요?예, 작은 찢어짐 은 용접, 철회, 또는 전도성 에포시스 로 고칠 수 있습니다. 심한 손상을 입으면 전문가 를 고용 하십시오.
3얼마나 자주 FPC를 검사해야 할까요?정기적 사용에 대해 매달 검사합니다. 중요한 장치 (예: 의료 장비) 를 위해 각 사용 전에 검사합니다.
4접이식 전화기에는 어떤 강화 물질이 가장 좋은가요?폴리아미드 (Polyimide) 의 유연성 은 수천 번 의 구부러짐 을 처리 할 수 있으며, 반복적 인 접힘 으로 인한 마모 를 견딜 수 있다.
결론FPC 찢어지는 것은 예방 가능한 문제입니다. 올바른 강화, 취급 및 설계로 FPC 수명을 2~3배로 연장 할 수 있습니다.
a.스마트리 강화: 취약한 부위를 지원하기 위해 강화제 (동적 영역에 PI, 용접에 FR4) 및 고 껍질 강도 접착제를 사용하십시오.b.손상을 방지: 구부러진 반지름 규칙을 따르고, FPC를 가장자리에서 다루고, 건조하고 항 정적 환경에서 보관하십시오.c. 조기 수리: 작은 찢어지는 부분을 굽기나 에포시스로 고쳐서 확산되기 전에 고쳐라. 심각한 손상을 입는 경우 전문가에게 문의하십시오.d. 내구성을 위한 설계: RA 구리, 곡선 흔적 및 대칭층으로 유연성과 강도를 균형 잡습니다.
이러한 관행을 FPC 설계 및 유지보수 루틴에 통합함으로써당신은 현대 전자제품의 요구에 견딜 수 있는 회로를 만들 것입니다. 접이 가능한 전화기부터 산업 기계까지요.더 많은 지침을 위해 IPC-2223 표준을 참조하거나 맞춤형 솔루션을 위해 FPC 재료 공급업체에 문의하십시오.
신뢰할 수 있는 전자 성능을 위한 EMC 설계의 중요성
시끄러운 전자레인지 근처에서 스마트폰이 통화 끊김 현상을 겪는다고 상상해 보세요. 이 짜증나는 문제는 PCB(인쇄 회로 기판)의 부실한 EMC 설계(전자기 호환성 설계)에서 비롯됩니다. EMC 설계 PCB는 장치가 다른 전자 제품에서 원치 않는 신호를 차단하여 사용자와 기기의 안전뿐만 아니라 규정 준수도 보장합니다. 효과적인 EMC 설계 PCB를 사용하면 여러 전자 장치가 간섭 없이 조화롭게 작동할 수 있습니다.
주요 내용1. 우수한 EMC 설계를 통해 전자 장치가 공존하고 정상적으로 작동하여 전자기 간섭을 유발하거나 영향을 받는 것을 방지할 수 있습니다.2. EMC 표준을 준수하면 장치 안전성과 신뢰성이 향상되고 법적 규정을 준수하며 재설계 또는 리콜과 관련된 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.3. 부실한 EMC 설계는 장치 오작동, 전자기 간섭 및 수정, 리콜 또는 법적 처벌에 대한 상당한 비용을 초래합니다.4. 차폐, 접지 및 최적화된 PCB 레이아웃을 구현하면 EMC 성능이 향상되고 장치 안전성이 향상됩니다.5. 조기 EMC 테스트 및 간단한 대상 수정 사항을 통해 잠재적인 문제를 제거하여 장치 성능을 향상시키고 수명을 연장할 수 있습니다.
EMC 설계 기본 사항
EMC란 무엇인가?우리는 일상 생활에서 스마트폰에서 TV, 컴퓨터에 이르기까지 수많은 전자 장치에 의존하며, 이 모든 장치는 서로 방해하지 않고 함께 작동해야 합니다. EMC(전자기 호환성)는 주변 환경의 전자기 신호에 노출된 경우에도 다른 전자 제품이 있는 상태에서 장치가 안정적으로 작동하는 능력을 의미합니다.
EMC 설계 PCB는 여기서 핵심적인 역할을 합니다. 장치로 들어오는 원치 않는 외부 신호를 차단하고 장치가 다른 전자 제품을 간섭하는 신호를 방출하는 것을 방지합니다. 이것이 바로 휴대폰, 노트북, TV를 동시에 문제 없이 사용할 수 있는 이유입니다. 우수한 EMC 설계가 이를 가능하게 합니다.
팁: 전자 제품을 구매할 때는 'EMC 테스트 통과'로 표시된 제품을 우선적으로 고려하십시오. 이는 장치가 간섭에 저항할 수 있으며 다른 기기를 방해하지 않음을 나타냅니다.
EMC vs. EMIEMC와 EMI(전자기 간섭)는 종종 혼동되지만, 서로 다른 의미를 가지고 있습니다.
1. EMI: 장치의 정상적인 작동을 방해하는 원치 않는 전자기 신호를 의미합니다. EMI는 전력선, 가정용 기기 또는 기타 전자 제품에서 발생하여 공기 또는 전선을 통해 확산될 수 있습니다. 예를 들어, 헤어 드라이어의 EMI로 인해 TV가 깜박일 수 있습니다. 2. EMC: EMI를 제어하고 줄이기 위한 전략, 표준, 테스트 및 설계 조치를 포괄하는 더 넓은 개념입니다. 장치가 과도한 EMI를 방출하지 않으며 외부 EMI에 취약하지 않도록 보장합니다. EMC 설계 PCB는 장치를 안전하고 기능적으로 유지하기 위해 이러한 표준을 따릅니다.
아래 표는 그 차이점을 명확히 보여줍니다.
용어
의미
중요한 이유
EMI
장치 작동을 방해하는 원치 않는 전자기 신호
장치 고장, 정지 또는 잘못된 데이터 표시를 유발할 수 있음
EMC
EMI를 제어, 예방 및 줄이기 위한 시스템 및 조치
여러 장치의 안전하고 간섭 없는 공존을 가능하게 함
이러한 구분을 이해하면 EMC 설계가 중요한 이유를 알 수 있습니다. EMC 설계는 전자 제품이 EMI를 피하고 EMC 표준을 충족하여 안정적인 작동을 보장하고 필수 테스트를 통과하는 데 도움이 됩니다.
EMC 설계의 중요성신뢰성신뢰성은 전자 장치의 핵심 요구 사항입니다. 사용자는 필요할 때마다 기기가 일관되게 작동할 것으로 기대합니다. EMC 설계는 장치가 다른 전자 제품에서 원치 않는 신호에 저항하고 방해적인 신호를 스스로 방출하지 않도록 함으로써 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.
예를 들어, Wi-Fi 라우터 근처에서 노트북을 사용할 때 두 장치 모두 간섭 없이 정상적으로 작동해야 합니다. 병원, 학교 또는 사무실과 같이 의료 모니터, 컴퓨터 및 통신 장치가 동시에 작동하는 고밀도 전자 환경에서 EMC 설계 PCB는 각 장치가 방해 없이 역할을 수행하도록 보장합니다.
참고: 강력한 EMC 설계를 갖춘 장치는 수명이 더 길고 수리가 덜 필요하므로 사용자의 유지 관리 비용을 절감합니다.
규정 준수전 세계적으로 판매되는 모든 전자 장치는 지역 당국에서 정한 EMC 규정을 준수해야 합니다. 예를 들어:
a. 미국의 FCC(연방 통신 위원회)는 전자 제품에 대한 EMC 표준을 설정합니다. b. 유럽 연합의 CE 마크는 시장 진입 전에 장치가 EMC 요구 사항을 충족해야 합니다.
장치가 EMC 테스트에 실패하면 판매할 수 없습니다. 제조업체는 제품을 재설계해야 할 수 있으며, 이로 인해 출시가 지연되고 비용이 증가합니다. 아래 표는 EMC 테스트 통과 또는 실패의 결과를 간략하게 보여줍니다.
테스트 결과
발생하는 일
제조업체에 미치는 영향
통과
장치는 판매 승인을 받았습니다.
시간과 비용을 절약하고 시장 진입을 가속화합니다.
실패
장치는 재설계, 재테스트 또는 리콜이 필요합니다.
비용 증가, 출시 지연, 시장 기회 상실 위험
EMC 테스트를 처음 시도하여 통과하면 벌금을 피하고, 비즈니스 연속성을 유지하며, 브랜드 평판을 보호할 수 있습니다.
안전안전은 전자 제품 사용 시, 특히 의료와 같은 중요한 시나리오에서 가장 중요합니다. 부실한 EMC 설계는 장치가 예측할 수 없게 작동하도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 다른 장치의 EMI로 인해 의료 모니터가 잘못된 환자 데이터를 표시하여 생명을 위협할 수 있습니다.
우수한 EMC 설계 PCB를 갖춘 장치는 엄격한 안전 표준을 충족하여 신호 밀도가 높은 환경(예: 병원, 산업 현장)에서도 안정적인 작동을 보장합니다. 이는 사용자와 주변 사람, 중요한 시스템을 위험으로부터 보호합니다.
팁: 의료 장비 또는 산업용 컨트롤러와 같이 위험이 높은 장치를 구매할 때는 항상 EMC 인증(예: FCC, CE)을 확인하십시오.
부실한 EMC 설계의 영향간섭 문제부실한 EMC 설계는 장치를 EMI에 취약하게 만들어 빈번한 간섭을 유발합니다.
a. 문자를 받으면 스피커에서 윙윙거리는 소리가 날 수 있습니다.b. 강한 라디오 신호 근처에서 무선 마우스가 작동을 멈출 수 있습니다.c. 헤어 드라이어를 사용하면 TV가 깜박일 수 있습니다.
중요한 설정에서는 결과가 심각합니다. 예를 들어, EMI가 병원의 심장 모니터를 방해하여 환자의 생명을 위협할 수 있습니다. 또한, EMC 설계가 약한 장치는 과도한 신호를 방출하여 근처의 전자 제품을 간섭하고 사용자 불만을 유발할 수 있습니다.
장치 오작동부실한 EMC 설계로 인한 EMI는 장치가 다양한 방식으로 오작동을 일으킬 수 있습니다.
a. 컴퓨터가 예기치 않게 정지되거나 다시 시작될 수 있습니다.b. 전자레인지를 사용하면 Wi-Fi 연결이 끊어질 수 있습니다.c. 보안 시스템이 오경보를 발생시킬 수 있습니다.d. 의료 기기가 부정확한 판독값을 생성할 수 있습니다(예: 잘못된 혈압 측정).
이러한 오작동은 사용자 시간을 낭비하고 생산성을 저하시키며 제품에 대한 신뢰를 떨어뜨립니다.
팁: 개발 중에 실제 환경(예: 가정, 사무실)에서 장치를 테스트하여 EMC 관련 오작동을 조기에 식별하고 수정하십시오.
재설계 비용EMC 테스트에 실패하면 상당한 재정적 및 평판 손실이 발생합니다.
1. 재설계 비용: 제조업체는 PCB 레이아웃을 수정하고, 차폐를 추가하거나, 구성 요소를 교체해야 하므로 생산 비용이 증가합니다.2. 리콜 비용: 규정을 준수하지 않는 장치가 이미 시장에 출시된 경우 리콜이 필요하며, 이는 물류, 환불 및 수리에 수백만 달러의 비용이 듭니다.3. 법적 처벌: 규제 기관은 벌금을 부과하거나 규정을 준수하지 않는 제품의 판매를 금지할 수 있습니다.
아래 표는 이러한 영향을 요약합니다.
문제
제조업체에 미치는 영향
EMC 테스트 실패
추가 설계, 테스트 및 재료 비용
제품 리콜
수익 손실, 브랜드 신뢰도 손상, 고객 이탈
법적 처벌
벌금, 판매 금지, 시장 접근 제한
처음부터 EMC 설계를 우선시하면 이러한 비용을 피하고 원활한 제품 출시를 보장할 수 있습니다.
EMC 설계 원칙차폐차폐는 전자기파에 대한 '장벽' 역할을 하여 장치로 들어오는 원치 않는 신호를 차단하고 장치 신호가 빠져나가는 것을 방지합니다. 일반적인 차폐 솔루션에는 다음이 포함됩니다.
1. 장치 케이스용 금속 인클로저.2. 민감한 구성 요소(예: 마이크로칩)용 차폐 덮개.3. 신호 누출을 줄이기 위한 차폐 케이블(금속 브레이딩 또는 호일 포함).
중요 팁: 차폐에 틈이나 작은 구멍이 없는지 확인하십시오. 작은 구멍이라도 EMI가 통과할 수 있습니다. 예를 들어, 금속 인클로저에 1mm의 틈이 있으면 고주파 신호에 대한 차폐 효과가 손상될 수 있습니다.
차폐는 포괄적인 간섭 방지 시스템을 만들기 위해 다른 EMC 설계 조치(예: 접지, PCB 레이아웃 최적화)와 결합될 때 가장 잘 작동합니다.
접지접지는 과도한 전기에너지가 소산될 수 있는 안전한 경로를 제공하여 간섭을 줄이고 장치 작동을 안정화합니다. EMC 설계 PCB에 대한 주요 접지 방법은 다음과 같습니다.
1. 전압 차이를 방지하기 위해 단일 저저항 접지면(PCB의 구리 레이어)을 사용합니다.2. 접지 경로를 짧고 직선으로 유지합니다. 길고 구부러진 경로는 저항을 증가시키고 노이즈를 유발합니다.3. '접지 루프'(EMI를 생성)를 방지하기 위해 차폐를 접지면에 한 지점에서만 연결합니다.
적절한 접지는 EMC 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 사용자를 감전으로부터 보호합니다.
PCB 레이아웃PCB의 구성 요소 및 트레이스 레이아웃은 EMC 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 최적화된 PCB 레이아웃은 간섭이 발생하기 전에 이를 방지할 수 있습니다. 다음 모범 사례를 따르십시오.
1. PCB를 EMI를 방출하거나 수신하는 '안테나'로 바꾸는 것을 방지하기 위해 솔리드하고 끊어지지 않는 리턴 참조면(구리 레이어)을 사용합니다.2. PCB를 별개의 기능 영역으로 나눕니다. 디지털 구성 요소(예: 마이크로프로세서), 아날로그 구성 요소(예: 센서), 전원 공급 장치, 입/출력(I/O) 포트 및 필터를 분리합니다. 이렇게 하면 상호 간섭을 최소화할 수 있습니다.3. 디지털 영역을 PCB 가장자리 및 I/O 포트에서 멀리 배치합니다. 디지털 회로는 케이블 또는 가장자리를 통해 누출될 수 있는 강력한 신호를 방출합니다.4. 전압 차이 및 안테나 효과를 줄이기 위해 모든 I/O 케이블을 PCB의 한쪽에 그룹화합니다.5. 리턴 참조면을 절대 분할하지 마십시오. 분할하면 EMI 방출을 증가시키는 전압 갭이 생성됩니다.6. 전류 루프 크기를 최소화합니다. 작은 루프는 EMI의 주요 원인인 자기장 방사를 줄입니다.
참고: 잘 설계된 PCB 레이아웃은 EMC 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 처음 시도하여 EMC 테스트를 통과할 가능성을 높여 시간과 비용을 절약합니다.
전력 전자 장치의 EMC 설계전력 전자 장치(예: 인버터, 전원 공급 장치, 전기 자동차 충전기)는 높은 전류 및 전압 작동으로 인해 높은 수준의 전자기 노이즈를 생성합니다. 전력 전자 장치의 EMC 설계에는 특별한 주의가 필요합니다.
1. 노이즈 제어: 전원 구성 요소(예: 변압기)에 차폐를 사용하고, 전력선에 필터를 추가하여(고주파 노이즈를 차단하기 위해) 고전류 정격 구성 요소를 선택하여 EMI를 줄입니다.2. 기계적 설계: 틈이 없는 조밀한 전도성 케이스(이음새에 전도성 개스킷 포함)를 사용하여 노이즈를 차단합니다. 작은 공간이라도 노이즈가 누출될 수 있으므로 틈이 없는지 확인하십시오.3. 조기 테스트: 대량 생산 전에 문제점을 식별하기 위해 설계 프로세스 초기에(예: 프로토타입 제작 중) EMC 테스트를 수행합니다. 조기 테스트를 통해 값비싼 재설계 대신 저렴한 수정 사항(예: 페라이트 비드 추가)을 사용할 수 있습니다.
콜아웃: 전력 전자 장치에 대한 조기 EMC 테스트는 재설계 비용의 최대 70%를 절약하고, 인증을 가속화하며, 제품 신뢰성을 향상시킵니다.
EMC 문제 해결
테스트EMC 테스트는 장치가 시장에 출시되기 전에 문제를 식별하고 해결하는 데 중요합니다. 다음을 위해 테스트를 수행합니다.
a. 장치가 방출하는 EMI의 양을 측정합니다(표준 준수 보장).b. 외부 EMI에 저항하는 장치의 능력(내성)을 확인합니다.
일반적인 EMC 테스트에는 다음이 포함됩니다.
테스트 유형
확인 사항
중요한 이유
방사 방출 테스트
장치가 공기 중으로 방출하는 EMI
장치가 근처의 전자 제품(예: Wi-Fi, TV)을 방해하는 것을 방지합니다.
전도 방출 테스트
장치의 전선(예: 전원 코드)을 통해 이동하는 EMI
전력선과 케이블에 다른 장치에 영향을 줄 수 있는 노이즈가 없도록 유지합니다.
내성 테스트
외부 EMI(예: 전파, 전력 서지)에 노출되었을 때 장치가 정상적으로 작동하는 능력
장치가 실제 환경에서 안정적으로 작동하도록 보장합니다.
팁: 실험실 테스트에서 놓칠 수 있는 간섭 문제를 파악하기 위해 실제 사용 시나리오(예: 전자레인지 근처, 붐비는 사무실)에서 장치를 테스트합니다.
실용적인 솔루션
대부분의 EMC 문제는 간단하고 저렴한 조치로 해결할 수 있습니다. 전체 재설계는 필요하지 않습니다. 다음 솔루션을 시도해 보십시오.
1. 케이블에 페라이트 비드를 추가합니다. 페라이트 비드는 케이블(예: USB, 전원 코드)을 통해 이동하는 고주파 노이즈를 차단합니다.2. 전력선 필터를 설치합니다. 필터는 전력선의 EMI를 줄여 장치로 들어가거나 나가는 노이즈를 방지합니다.3. 케이스 틈을 밀봉합니다. 전도성 테이프 또는 개스킷을 사용하여 장치 인클로저의 틈을 닫아 EMI 누출을 방지합니다.4. 접지를 최적화합니다. 모든 구성 요소가 단일 접지면에 연결되어 있는지 확인하고 접지 경로를 단축하여 노이즈를 줄입니다.5. 변경 후 재테스트합니다. 각 수정 후 소규모 테스트를 수행하여 문제가 해결되었는지 확인합니다. 이렇게 하면 효과 없는 솔루션에 시간을 낭비하는 것을 방지할 수 있습니다.
콜아웃: 작은 조정(예: PCB에서 구성 요소 재배치)을 통해 EMI를 최대 50%까지 줄여 장치가 EMC 표준을 준수하도록 할 수 있습니다.
FAQQ: EMC는 일상적인 장치에 어떤 의미가 있습니까?A: EMC는 일상적인 전자 제품(예: 휴대폰, 노트북, TV)이 간섭 없이 함께 작동하도록 보장합니다. 우수한 EMC 설계는 신호 혼합을 방지합니다. 예를 들어, 전자레인지가 Wi-Fi를 방해하거나 휴대폰이 스피커 윙윙거림을 유발하는 것을 방지합니다.
Q: 장치가 우수한 EMC 설계를 갖추고 있는지 어떻게 알 수 있습니까?A: 장치 또는 포장에 있는 EMC 인증 레이블을 찾으십시오. 예를 들어:
a. FCC 마크(미국): 미국 EMC 표준 준수를 나타냅니다. b. CE 마크(EU): 장치가 EU EMC 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. c. C-Tick 마크(호주): 호주 EMC 규정 준수를 보여줍니다.
이러한 레이블은 장치가 엄격한 EMC 테스트를 통과했음을 의미합니다.
Q: 일부 장치가 서로 간섭하는 이유는 무엇입니까?A: 간섭은 장치가 과도한 EMI를 방출하거나(부실한 EMC 설계로 인해) 외부 EMI에 취약할 때 발생합니다. 예를 들어, 저렴한 무선 스피커는 근처의 스마트 온도 조절 장치를 방해하는 강력한 신호를 방출할 수 있습니다. 두 장치 모두 적절한 EMC 설계가 부족합니다.
팁: 간섭을 줄이기 위해 고EMI 장치(예: 전자레인지, 헤어 드라이어)를 민감한 전자 제품(예: 의료 모니터, Wi-Fi 라우터)에서 멀리 두십시오.
결론EMC 설계는 단순한 기술적 요구 사항이 아니라 신뢰할 수 있고 안전하며 규정을 준수하는 전자 장치의 기반입니다. 스마트폰과 같은 일상적인 기기에서 의료 모니터와 같은 중요한 시스템에 이르기까지 효과적인 EMC 설계는 장치가 간섭 없이 공존하고, 글로벌 규정을 충족하며, 사용자를 위험으로부터 보호하도록 보장합니다.
부실한 EMC 설계는 장치 오작동, 재설계, 리콜 및 안전 위험과 같은 비용이 많이 드는 결과를 초래합니다. 반대로, 차폐, 접지, 최적화된 PCB 레이아웃 및 조기 테스트를 통해 EMC 설계를 우선시하면 시간과 비용을 절약하고, 제품 신뢰성을 향상시키며, 사용자와의 신뢰를 구축할 수 있습니다.
제조업체의 경우 EMC 설계는 사후에 추가하는 것이 아니라 제품 개발의 초기 단계에 통합되어야 합니다. 소비자의 경우 EMC 인증 장치를 선택하면 문제 없는 경험과 장기적인 가치를 보장할 수 있습니다.
점점 더 연결되는 세상에서 가정, 사무실 및 산업이 수십 개의 전자 장치에 의존하는 상황에서 강력한 EMC 설계는 더 이상 선택 사항이 아닙니다. 이는 앞으로 몇 년 동안 원활하고 안전하며 안정적으로 작동하는 전자 제품을 만드는 데 필수적입니다.
효과적인 PCB 냉각 시스템이 장치 수명을 연장하는 방법
온도 조절 시스템에 사용되는 PCB의 효과적인 냉각은 장치의 과열을 방지하고 수명을 연장합니다. 연구에 따르면 열은 전자 고장의 주요 원인이며, 모든 고장의 절반 이상을 차지합니다. 열악한 열 관리는 장치 신뢰성을 저하시키고 갑작스러운 오작동을 유발할 수 있습니다. 특히, 온도 조절 시스템의 PCB는 고성능 장치의 열 제어에 중요한 역할을 합니다. 연구에 따르면 위상 변화 물질을 PCB 냉각 과정에 통합하면 열 관리가 크게 향상되어 기존 방식에 비해 장치 수명이 최대 83배까지 늘어날 수 있습니다. 이러한 결과는 장치 내구성을 위한 효과적인 냉각의 중요성을 강조합니다.
주요 내용1. 우수한 PCB 냉각은 부품의 과열을 방지하여 부품을 보호하고 장치 수명을 연장합니다. 열은 균열, 휨 또는 연결 불량과 같은 여러 가지 방식으로 PCB를 손상시킬 수 있습니다.2. 수동 냉각은 전력 없이 작동하므로 과도한 열을 발생시키지 않는 장치에 적합합니다.3. 능동 냉각은 팬 또는 액체를 사용하여 열을 발산하며, 전력 소비가 많은 장치에 이상적이지만 비용이 더 많이 듭니다.4. 스마트 PCB 설계는 장치의 냉각 상태와 구조적 무결성을 유지하기 위해 방열판, 열 비아 및 고품질 재료를 통합합니다.
PCB 냉각이 중요한 이유
열과 부품 수명열은 인쇄 회로 기판의 모든 부품을 손상시킬 수 있습니다. 과열되면 마이크로프로세서와 커패시터의 성능이 저하되어 속도가 느려지거나, 불안정하게 작동하거나, 신호 간섭을 일으키거나, 심지어 작동을 멈출 수 있습니다. 특정 열에 민감한 부품은 열원에서 멀리 떨어져 배치해야 합니다. 열 관리를 소홀히 하면 부품 수명이 단축됩니다.
냉각은 장치 성능을 향상시킵니다. 엔지니어는 다음과 같은 다양한 열 제어 방법을 사용합니다.
a. 열에 민감한 부품을 핫스팟에서 멀리 배치. b. 열 비아 및 구리 평면을 사용하여 열을 전달. c. 회로 기판 주변의 적절한 공기 순환 보장.
이러한 접근 방식은 과도한 열 축적을 방지하여 장치가 장기간 효율적으로 작동할 수 있도록 합니다. 효과적인 냉각은 수리 필요성을 줄이고 특히 고전력 장치에서 갑작스러운 오작동의 위험을 최소화합니다.
과열로 인한 고장 위험과도한 열은 전자 장치에 수많은 문제를 일으키며, 일부는 갑자기 발생하고 다른 일부는 시간이 지남에 따라 발생합니다. 가장 일반적인 문제는 아래 표에 자세히 나와 있습니다.
고장 유형
설명
과열과 관련된 원인
열 고장
부품이 안전 온도 제한(예: 유리 전이 온도 또는 융점)을 초과할 때 발생
부품을 태우고 PCB 기본 재료를 손상시킬 수 있음
패키징 고장
열로 인한 응력으로 인해 재료 및 연결이 파손됨
와이어 본드가 늘어나고, 칩이 깨지고, 패키징이 손상됨
취성 파괴
솔더 조인트가 사전 경고 없이 갑자기 균열
급격한 온도 변화 및 관련 응력에 의해 유발됨
휨
열과 습기로 인해 PCB가 비틀리거나 구부러짐
다양한 재료의 불균일한 팽창으로 인해 발생
크리프
부품이 열과 압력 하에서 점차적으로 변형됨
특히 특정 표면 마감재의 경우 균열 및 부식이 발생할 수 있음
피로
반복적인 가열 및 냉각 사이클로 인해 균열이 시작되고 확장됨
재료의 차등 팽창률로 인해 발생하여 솔더가 약해짐
팁: 우수한 PCB 냉각은 안전한 온도를 유지하고, 회로 기판과 부품을 보호하며, 장기간 안정적인 장치 작동을 보장하여 이러한 문제를 완화합니다.
냉각된 PCB는 장치 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 수명을 연장하여 갑작스러운 고장의 가능성을 줄이고 모든 부품의 무결성을 유지합니다.
PCB용 냉각 방법
수동 냉각수동 냉각은 추가 전력이 필요 없이 열을 발산하기 위해 특수 설계를 사용합니다. 중간 정도의 열을 발생하는 장치에 가장 효과적입니다. 일반적인 수동 냉각 기술에는 다음이 포함됩니다.
a. 방열판: 뜨거운 부품에 부착되어 공기와 접촉하는 표면적을 늘려 열 발산을 가속화하는 핀이 있는 방열판. 특수 열 페이스트는 부품에서 방열판으로의 열 전달을 용이하게 합니다. b. 열 비아: PCB의 작은 구리선으로 된 구멍으로, 핫스팟에서 더 차가운 영역 또는 구리 평면으로 열을 전달합니다. 적절한 크기와 배치는 성능을 최적화합니다. c. 두꺼운 구리 레이어: PCB에 더 두꺼운 구리를 통합하면 열을 더 균등하게 분산하는 데 도움이 됩니다. d. 위상 변화 물질: 이러한 물질은 녹으면서 열을 흡수하여 안정적인 온도를 유지합니다. e. 금속 코어 PCB: 금속 레이어(일반적으로 알루미늄)가 장착되어 있어 부품에서 열을 효율적으로 전달하여 외부 방열판으로 전달합니다. 또한 열에 노출될 때 휨에 대한 저항력이 더 큽니다.
참고: 수동 냉각은 비용 효율적이고 조용하게 작동하므로 대부분의 가정용 전자 제품 및 LED 조명에 적합합니다.
능동 냉각능동 냉각은 전원을 사용하는 장치를 사용하여 PCB에서 열을 제거하므로 컴퓨터 및 전동 공구와 같이 열을 많이 발생하는 장치에 적합합니다. 능동 냉각의 주요 유형은 다음과 같습니다.
a. 냉각 팬: PCB 위로 공기를 불어내어 뜨거운 공기를 배출하고 차가운 공기를 흡입합니다. 잘 설계된 기류는 팬 효율성을 향상시킵니다. b. 히트 파이프: 밀폐된 튜브 내에 포함된 특수 액체를 사용하여 뜨거운 부품에서 더 차가운 영역으로 열을 전달합니다. 일부 PCB는 작은 내부 히트 파이프를 통합합니다. c. 강제 공기 냉각: 팬 또는 송풍기를 사용하여 장치에 공기를 강제로 통과시켜 온도를 20~30°C까지 낮출 수 있습니다. d. 액체 냉각: 냉각수를 튜브를 통해 PCB 위로 순환시켜 많은 양의 열을 발산하므로 고전력 또는 중요한 시스템에 이상적입니다.
능동 냉각은 전력이 필요하고, 장치 크기를 늘리고, 비용을 증가시킵니다. 엔지니어는 수동 냉각 방법이 불충분할 때 이에 의존합니다.
열 비아 및 방열판열 비아 및 방열판은 특히 고전력 기판의 PCB 냉각에 필수적입니다.
a. 열 비아: 이러한 구리선으로 된 구멍은 소형 히트 파이프 역할을 하여 뜨거운 부품에서 더 차가운 레이어 또는 구리 평면으로 열을 전달합니다. 뜨거운 칩 아래에 여러 개의 비아를 배치하면 열 분산이 향상됩니다. 전도성 접착제 또는 은과 같은 전도성 재료로 비아를 채우면 열 전달 효율이 더욱 향상됩니다. b. 방열판: PCB 또는 부품에 부착된 방열판은 공기에 노출된 표면적을 늘려 열 발산을 용이하게 하는 금속 핀을 사용합니다. 재료 선택, 핀 수 및 부착 방법은 모두 성능에 영향을 미칩니다.
열 비아와 방열판을 함께 사용하면 PCB 온도를 효과적으로 낮추어 부품 고장, 신호 간섭 및 기판 손상의 위험을 줄일 수 있습니다. 고전력 기판의 경우 엔지니어는 최적의 냉각 결과를 얻기 위해 비아의 크기, 배치 및 구리 연결을 신중하게 설계해야 합니다.
팁: 열 비아와 방열판을 결합하면 핫스팟 온도를 최대 30%까지 낮추어 장치 수명을 크게 연장하고 성능을 향상시킬 수 있습니다.
냉각 방법 비교: 비용 및 적합성
냉각 방법
비용 영향
열 성능 / 적합성
참고
수동 냉각
저렴한 비용(추가 부품 불필요)
중간 열 부하에 효과적( 500W)를 처리할 수 있음
누출을 방지하기 위해 정밀한 제조가 필요; 중요하고 고전력 장치에 이상적
참고: 엔지니어는 장치의 열 발생, 사용 가능한 공간 및 예산 제약에 따라 냉각 방법을 선택합니다. 수동 냉각은 간단하고 저렴한 장치에 선호되는 반면, 능동 냉각 및 금속 코어 PCB는 비용이 더 많이 들더라도 고전력 또는 중요한 시스템에 더 적합합니다.
온도 조절 시스템에 사용되는 PCB
열 관리 역할
온도 조절 시스템의 PCB는 냉각에 매우 중요합니다. 부품을 함께 고정하는 것 외에도 핫스팟에서 열을 적극적으로 전달합니다. 엔지니어는 이 PCB를 설계하여 열을 균등하게 분산시켜 핫스팟 형성을 방지하고 전체 장치를 냉각 상태로 유지합니다.열을 제어하기 위해 온도 조절 시스템의 PCB는 여러 가지 전략을 사용합니다.
1. 더 두껍고 넓은 구리 트레이스: 전기 저항을 줄여 고전류 영역에서 과도한 열 축적을 방지합니다.
2. 대형 구리 패드: 주요 부품 아래에 배치하여 열 분산을 향상시키고 방열판으로의 열 전달을 용이하게 합니다.3. 고전력 칩의 중앙 배치: PCB 전체에 열을 균등하게 분산시켜 기판 표면을 냉각 상태로 유지하고 열에 민감한 부품을 보호합니다.4. 열 비아: 작은 파이프처럼 작동하여 효율적인 냉각을 위해 상단 레이어에서 PCB의 하단 레이어로 열을 전달합니다.5. 냉각 장치와의 통합: 방열판, 히트 파이프 및 팬과 함께 작동하여 열을 빠르게 발산합니다.6. 열 시뮬레이션: 엔지니어는 열 시뮬레이션 도구를 사용하여 잠재적인 핫스팟을 식별하고 생산 전에 PCB 설계를 최적화합니다.온도 조절 시스템의 PCB는 전도 및 대류를 모두 사용하여 기판을 통해 열을 전달하여 공기 또는 냉각 장치로 전달하여 전자 부품의 안전하고 안정적인 작동을 보장합니다.
팁: 잘 설계된 온도 조절 시스템의 PCB는 최적의 부품 온도를 유지하여 장치 수명을 크게 연장할 수 있습니다.
냉각을 위한 설계 기능
온도 조절 시스템의 PCB는 냉각을 향상시키기 위해 다양한 설계 기능을 통합하여 더 높은 열 부하를 처리하고 장치 안전을 보장합니다.
냉각 기능
온도 조절 시스템에 사용되는 PCB를 어떻게 돕는가
방열판
부품에서 열을 흡수하여 주변 공기로 발산
히트 파이프
좁은 공간에서도 기판 전체에 열을 빠르게 전달
냉각 팬
뜨거운 공기를 기판에서 멀리 불어내어 특히 전원 공급 장치에서 빠른 냉각 제공
열 비아 어레이
뜨거운 부품 근처에 클러스터링하여 표면에서 더 깊은 레이어 또는 기판 반대편으로 열을 전달; 채워지고 캡이 있는 비아는 칩에서 직접 열 전달을 향상시킵니다.
두꺼운 구리 트레이스
더 넓은 영역에 열을 분산시키며, 고전력 기판에 중요
금속 코어 재료
표준 PCB보다 훨씬 빠르게 부품에서 열을 전달하는 알루미늄 레이어를 특징으로 함
이러한 기능을 통합함으로써 온도 조절 시스템의 PCB는 과열을 효과적으로 방지하여 장치가 장기간 안정적으로 작동하도록 보장합니다.
수명을 위한 설계 전략
부품 배치전략적인 부품 배치는 PCB 수명을 연장하는 데 핵심입니다. 전력 트랜지스터 및 전압 조정기와 같은 뜨거운 부품은 열 발산에 도움이 되는 영역에 배치하여 핫스팟 형성을 방지하고 기판을 냉각 상태로 유지해야 합니다. 이러한 부품을 기판 가장자리 근처 또는 방열판 가까이에 배치하면 열 전달이 향상됩니다. a. 뜨거운 부품 사이에 적절한 간격을 유지하여 공기 순환을 용이하게 합니다.
b. 열을 가둘 수 있으므로 부품 과밀을 피하십시오. c. 열을 아래로 전달하기 위해 뜨거운 칩 아래에 열 비아를 설치합니다. d. 배선을 단순화하고 전기적 노이즈를 줄이기 위해 부품을 정렬합니다. e. 열에 민감한 부품을 열원에서 멀리 유지합니다.팁: 온도가 10°C 증가하면 부품 수명이 절반으로 줄어들 수 있습니다. 장치 작동을 연장하려면 적절한 부품 배치가 필수적입니다.
재료 선택
효과적인 냉각과 PCB 수명 연장을 위해서는 올바른 재료를 선택하는 것이 중요합니다. a. FR-4 기판: 내구성을 제공하며 대부분의 표준 응용 분야에 적합합니다.
b. 폴리이미드 기판: 더 높은 온도를 견딜 수 있으므로 가혹한 환경에 이상적입니다. c. 두꺼운 구리 레이어(2oz 또는 3oz): 열 분산을 개선하고 전기 저항을 줄입니다. d. 넓은 트레이스: 더 높은 전류 전달 용량을 가능하게 하고 과열을 방지합니다. e. 구리 쏟아짐: 핫스팟에서 열 전달을 용이하게 합니다. f. 컨포멀 코팅: 습기와 먼지로부터 PCB를 보호합니다. g. 금속 코어 PCB: 우수한 열 발산 기능으로 인해 고열 또는 고전력 장치에 권장됩니다.재료/기능
장점
FR-4 기판
오래 지속되며 대부분의 일반적인 응용 분야에 적합
폴리이미드 기판
고온에 강하며 가혹한 조건에 이상적
두꺼운 구리 레이어
열 축적을 방지하고 전기 저항을 줄임
컨포멀 코팅
습기와 먼지로부터 PCB를 보호
금속 코어
부품에서 열을 빠르게 전달할 수 있도록 함
시뮬레이션 도구
시뮬레이션 도구를 사용하면 엔지니어가 PCB 생산 전에 잠재적인 열 관련 문제를 식별할 수 있습니다. 이러한 도구는 핫스팟 위치와 열 흐름 패턴을 시각화하여 설계자가 다양한 레이아웃과 재료를 테스트하고 최적의 냉각 솔루션을 선택할 수 있도록 합니다.a. 열 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 기판 온도를 분석합니다.
b. 시뮬레이션에서 다양한 부품 배치 및 재료 조합을 평가합니다.c. 모델에서 식별된 핫스팟을 해결하기 위해 설계를 수정합니다.참고: 초기 시뮬레이션은 설계 단계에서 문제를 감지하여 비용을 절감하고 성능, 복잡성 및 예산의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다.
효과적인 PCB 냉각은 장치 수명을 연장하고 성능을 향상시키는 데 필수적입니다. 과열은 부품 마모를 가속화하고 고장 위험을 증가시킵니다. 열 비아 및 방열판과 같은 냉각 솔루션은 최적의 온도를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 초기 열 시뮬레이션을 통해 엔지니어는 생산 전에 핫스팟을 식별할 수 있으며, 신중한 재료 선택 및 설계 최적화(예: 적절한 공기 순환 보장)는 냉각 효율을 더욱 향상시킵니다.
재료 유형
장치 수명 영향
유지 관리 비용 영향
고Tg 라미네이트
더 긴 수명, 수리 횟수 감소
장기적인 유지 관리 비용 절감
표준 FR-4
더 짧은 수명, 더 빈번한 수리
장기적인 유지 관리 비용 증가
모든 PCB 설계 프로젝트에서 열 관리를 우선시하면 견고하고 오래 지속되는 장치를 개발할 수 있습니다.
FAQ
Q: PCB에 우수한 냉각이 없으면 어떻게 됩니까?A: 부적절한 PCB 냉각은 부품을 손상시키고, 기판이 오작동을 일으키며, 장치 수명을 크게 단축시킬 수 있습니다. 우수한 냉각은 부품을 보호하고 장기간 안정적인 작동을 보장하는 데 필수적입니다.Q: 엔지니어는 어떻게 적절한 냉각 방법을 선택합니까?
A: 엔지니어는 장치의 열 발생, 크기 제약 및 예산과 같은 요소를 고려합니다. 수동 냉각은 저열 장치에 선택되는 반면, 능동 냉각은 고열 응용 분야에 사용됩니다.Q: 팬을 더 추가하면 항상 과열을 해결할 수 있습니까?
A: 추가 팬은 공기 순환을 개선할 수 있지만 과도한 팬은 소음 수준과 전력 소비를 증가시킵니다. 엔지니어는 최적의 냉각 솔루션을 달성하기 위해 기류, 소음 및 비용의 균형을 맞춰야 합니다.Q: 일부 PCB가 금속 코어를 사용하는 이유는 무엇입니까?
A: 금속 코어(일반적으로 알루미늄)는 부품에서 열을 빠르게 전달할 수 있으므로 상당한 열을 발생하는 고전력 장치에 이상적입니다.결론
요약하면, 효과적인 PCB 냉각 시스템은 장치 수명과 성능을 향상시키는 데 필수적입니다. 열은 전자 고장의 주요 원인으로, 모든 고장의 절반 이상을 차지하며, 이는 강력한 열 관리가 필요함을 강조합니다. 온도 조절 시스템에 사용되는 PCB는 부품의 플랫폼 역할을 할 뿐만 아니라 다양한 설계 기능과 냉각 방법을 통해 열 발산을 적극적으로 촉진하는 데 중요한 역할을 합니다.수동 및 능동 냉각 방법 모두 고유한 장점과 응용 분야가 있습니다. 저렴하고 조용하게 작동하는 수동 냉각은 가정용 전자 제품 및 LED 조명과 같이 저열에서 중간 열을 발생하는 장치에 적합합니다. 능동 냉각은 비용이 더 많이 들고 전력을 소비하지만 컴퓨터 및 전동 공구와 같은 고전력 장치에 필요하며, 여기서 많은 양의 열을 효율적으로 제거합니다. 열 비아와 방열판의 조합은 냉각 효율을 더욱 향상시켜 핫스팟 온도를 최대 30%까지 낮추고 부품 고장의 위험을 최소화합니다.
전략적인 부품 배치, 신중한 재료 선택 및 열 시뮬레이션 도구 사용을 포함한 설계 전략은 PCB 냉각을 최적화하는 데 중요합니다. 적절한 부품 배치는 열을 가두는 것을 방지하고 민감한 부품을 보호하는 반면, 고Tg 라미네이트 및 두꺼운 구리 레이어와 같은 고품질 재료는 열 발산을 개선하고 수명을 연장합니다. 시뮬레이션 도구를 사용하면 엔지니어가 설계 프로세스 초기에 잠재적인 핫스팟을 식별하고 해결하여 비용을 절감하고 최적의 성능을 보장할 수 있습니다.
결론적으로, 효과적인 PCB 냉각 시스템에 투자하고 건전한 설계 전략을 구현하는 것은 안정적이고 오래 지속되는 전자 장치를 개발하는 데 필수적입니다. 열 관리를 우선시함으로써 제조업체는 유지 관리 비용을 줄이고, 갑작스러운 오작동의 위험을 최소화하며, 다양한 응용 분야에서 고성능 전자 제품에 대한 증가하는 수요를 충족할 수 있습니다.
HDI PCB를 위한 첨단 재료: 5G, 자동차 및 웨어러블 제품에서의 성능 최적화
고밀도 인터커넥트 (HDI) PCB는 현대 전자제품의 척추이며 5G 스마트폰, 자동차 ADAS 센서,의료용 웨어러블 기기표준 PCB와 달리 HDI 디자인은 마이크로 비아 (≤150μm), 얇은 피치 흔적 (3/3 밀리) 및 고 주파수 신호 (100GHz까지) 를 지원하기 위해 고급 재료에 의존합니다.올바른 재료 선택은 신호 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다., 열 관리 및 내구성 때문에 엔지니어는 각 옵션의 장점과 타협점을 이해하는 것이 중요합니다.
이 가이드는 HDI PCB 제조에 필요한 가장 중요한 첨단 재료를 분해하고 주요 특성을 비교하고 실제 응용 분야에 적용합니다.10Gbps 데이터 링크나 유연한 건강 모니터링을 설계하든, 이 분석은 성능, 비용, 제조성을 균형 잡는 재료를 선택하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1재료 성능 유도자: 변전 (Dk), 분사 요인 (Df), 유리 전환 온도 (Tg),그리고 열 전도성은 HDI 성공에 대해 협상 할 수 없습니다. 낮은 Dk/Df 물질은 고주파 (> 10GHz) 설계에서 우수합니다..2.코어 재료 카테고리: 고급 FR4, 폴리마이드, BT-에포시, PTFE 및 ABF (Ajinomoto Build-up Film) 는 HDI 제조를 지배하며, 각각은 독특한 과제를 해결합니다.높은 열 저항성).3구리 혁신: 초 부드럽고 얇은 구리 필름은 더 얇은 흔적을 (50μm) 만들어 5G/mmWave 애플리케이션에서 신호 손실을 줄입니다.4. 애플리케이션 정렬: 폴리마이드 유연한 HDI에서 선도; BT-에록시 자동차 전자에서 빛; PTFE는 mmWave 레이더를 지배합니다.5제조 시너지: 재료는 HDI 프로세스와 통합되어야합니다 (레이저 드릴링, 연속 라미네이션)
첨단 HDI PCB를 위한 중요한 재료HDI PCB 는 각기 특정 전기적, 열적, 기계적 요구사항에 맞게 제작된 각기 신중하게 선택된 재료들에 의존한다. 아래는 가장 영향력 있는 범주의 상세한 분포이다:
1다이렉트릭 기판: 신호 무결성의 기초다이렉트릭 물질은 선도 계층을 분리하여 신호 속도, 손실 및 임피던스를 제어합니다. HDI 설계는 높은 밀도에서 신호 저하를 피하기 위해 긴 허용량을 가진 기판을 필요로합니다.고주파 레이아웃.
소재 종류
Dk (10GHz)
Df (10GHz)
Tg (°C)
열전도 (W/m·K)
주요 이점
이상적 인 응용
첨단 FR4 (예: ISOLA FR408HR)
4.244.8
00.015 ∼ 0.025
170~180
0.3 ∼ 0.5
저렴한 비용, 제조가 쉬우며, 좋은 성능 균형
소비자 전자제품 (스마트폰, 태블릿), IoT 센서
폴리아미드 (예를 들어, 듀폰 카프톤)
30.03.5
00.0080.012
250~300
0.3 ∼ 0.5
유연하고 고온 저항성, 낮은 수분 흡수성
웨어러블 기기, 자동차 센서, 접는 디스플레이
BT-에포시 (비스말레이마이드-트리아진)
30.84.2
00.0080.010
180~200
00.660입니다.8
차원 안정성, 우수한 용접성
자동차 ADAS, 5G 기지국, 전원 모듈
PTFE (예: 로저 RT/더로이드 5880)
2.2225
00.0009 ′′0.002
>260
0.29'035
극저 신호 손실, 고주파 성능
mmWave 레이더, 위성 통신, 5G mmWave
ABF (Ajinomoto 빌드업 필름)
30.03.3
00.0060.008
>210
00.4 ∼ 0.6
초미세 선 능력 (2/2 밀리), 낮은 분산
고속 서버, 인공지능 가속기, IC 기판
한눈에 보이는 성능: 고주파 신호 손실60GHz에서 (5G mmWave에 중요한) 재료 선택은 신호 저하에 직접적으로 영향을 미칩니다.
a.PTFE: 0.3dB/인치 (최소 손실, 장거리 연결에 이상)b.폴리마이드: 0.8dB/인치 (유연한 5G 장치에 균형 잡힌)c.첨단 FR4: 2.0dB/인치 (30GHz 이상의 애플리케이션에 너무 높다)
2구리 포일: 미세한 흔적과 낮은 손실을 가능하게구리 필름은 HDI PCB의 전도 경로를 형성합니다.그리고 그들의 품질은 고주파 신호 무결성을 위해 만들거나 깨는 것입니다. 특히 피부 효과 때문에 (고주파의 구리 표면에 가까운 전류 흐름).
구리 포일 종류
두께 범위
표면 거칠성 (μm)
주요 이점
대상 애플리케이션
얇은 전자기 (ED) 구리
9~18μm (0.25~0.5oz)
00.5 ∼1.0
밀도가 높은 레이아웃을 위해 50μm 추적/공간을 허용합니다.
스마트폰, 웨어러블 기기, IoT 센서
초 부드러운 ED 구리
12μ35μm (0.35μ1ounce)
28GHz 디자인에서 피부 효과 손실을 줄입니다.
5G mmWave 모듈, 레이더 시스템
롤링 앙일러드 (RA) 구리
18~70μm (0.5~2온스)
0.3 ∼ 0.5
릭드 플렉스 HDI의 유연성 향상
자동차용 센서, 접는 디스플레이
왜 표면 거칠성 이 중요 합니까?: 1μm의 거친 구리 표면은 5G 기본 스테이션의 범위를 20% 감소시킬 수있는 초 부드러운 (0.1μm) 구리와 비교하면 60GHz에서 신호 손실을 0.5dB/인치 증가시킵니다.
3강화 재료: 강도 및 공정 호환성강화제 (일반적으로 유리 기반) 는 다이 일렉트릭 기판에 기계적 경직성을 추가하고 레이저 드릴링 및 연속 라미네이션과 같은 HDI 제조 프로세스와 호환성을 보장합니다.
강화형
재료 구성
핵심 재산
HDI 제조업 이익
레이저 뚫을 수 있는 유리
유통용 유선
유니폼 직물, 뚫기 동안 최소한의 樹脂 smear
미크로비아 생성 (50~100μm 지름) 을 단순화합니다.
CTE가 낮은 유리
S-글라스 또는 쿼츠
열 확산 계수 (CTE): 3~5ppm/°C
다층 HDI (10+ 층) 에서 보드 워크 페이지를 줄입니다.
저Dk 유리
보로실리케이트 유리
Dk: 3.8~4.0 (표준 E-글라스 대비 4.8)
고주파 (> 10GHz) 설계에서 신호 손실을 줄입니다.
4표면 완공 및 용접 마스크: 보호 및 연결표면 완공은 구리 산화를 방지하고 신뢰할 수있는 용접을 보장하며 용접 마스크는 흔적을 고립하고 HDI의 밀집한 레이아웃에 중요한 단전 회로를 방지합니다.
표면 마감
주요 이점
Df 인팩트 (10GHz)
이상적 인 응용
ENIG (전기 없는 니켈 몰입 금)
평평한 표면, 부식 저항성, 장수 기간
0.001·0.002 증가
얇은 피치 BGA (0.4mm), 높은 신뢰성 자동차
몰입 은
부드러운 표면, 최소한의 신호 손실
200 ° C) 에 이상적입니다. BT- 에포시 (BT-epoxy) 는 딱딱한 응용 프로그램 (자동차 ADAS,5G 기본 스테이션) 은 낮은 수분 흡수와 차원 안정성을 필요로 합니다..
Q: 초연끈한 구리는 HDI에 대한 비용을 지불할 가치가 있습니까?A: 예> 28GHz 디자인 (5G mmWave, 레이더) 에 대해 초 부드러운 구리는 신호 손실을 30% 감소시켜 범위를 확장하고 전력 요구를 낮추고 있습니다.
HDI PCB 제조를 위한 첨단 재료: FR4, 폴리아미드, BT-에포시 & Beyond
고밀도 인터커넥트 (HDI) PCB는 5G 스마트폰에서 의료 임플란트까지 더 작고 빠르고 더 강력한 장치를 가능하게 함으로써 전자계를 혁명적으로 변화시켰다.이 혁신의 핵심은 전기 성능을 균형 잡는 첨단 재료입니다.표준 PCB와 달리 HDI 디자인은 마이크로 비아 (≤150μm) 를 지원하기 위해 특수 기판, 구리 필름 및 강화에 의존합니다.미세한 음향의 흔적 (3/3 ml), 그리고 높은 계층 수 (최고 20 계층).
이 가이드는 HDI 제조에서 가장 중요한 재료를 탐구하고, 그들의 특성, 응용 및 성능 메트릭을 비교합니다.첨단 FR4 변종에서 고성능 폴리마이드 및 BT-에포시로, 우리는 각 재료가 고주파, 고밀도 디자인에서 독특한 과제를 해결하는 방법을 분해합니다.이러한 재료를 이해하는 것은 신뢰성과 성능을 최적화하는 열쇠입니다..
주요 내용1.물질 다양성: HDI PCB는 고급 FR4, 폴리아미드, BT-에포시, PTFE 및 ABF (Ajinomoto Build-up Film) 를 활용하여 낮은 신호 손실에서 유연한 디자인에 이르기까지 특정 요구를 충족합니다.2성능 드라이버: 변전기 상수 (Dk), 방출 인수 (Df), 유리 전환 온도 (Tg) 는 중요합니다. 낮은 Dk/Df 물질 (예를 들어,PTFE) 는 고 주파수 (> 10GHz) 애플리케이션에서 우수합니다..3구리 혁신: 초 부드럽고 얇은 구리 필름은 더 얇은 흔적을 (50μm) 만들어 5G 및 mmWave 디자인에서 신호 손실을 줄입니다.4제조 시너지: 재료는 레이저 드릴링 및 연속 라미네이션과 같은 HDI 프로세스를 작동해야합니다. 예를 들어, 레이저 드릴러블 유리 강화는 마이크로 비아를 만드는 것을 단순화합니다.5응용 초점: 폴리마이드는 유연한 HDI를 지배합니다. BT-에록시는 자동차 전자제품에서 빛납니다. 고급 FR4는 소비자 장치의 비용과 성능을 균형 잡습니다.
첨단 HDI PCB 제조의 핵심 재료HDI PCB는 특정 전기, 열 및 기계적 요구를 충족시키기 위해 각자가 맞춤화된 일련의 재료에 의존합니다. 아래는 가장 중요한 범주에 깊이 잠수합니다.
1다이렉트릭 기판: 신호 무결성의 기초다이렉트릭 물질은 전도층을 분리하여 신호 속도, 손실 및 임피던스를 제어합니다. HDI 디자인은 고주파 및 고속 신호를 지원하기 위해 긴 관용을 가진 기판을 필요로합니다.
재료 분류
주요 특성
Dk (10GHz)
Df (10GHz)
Tg (°C)
가장 좋은 방법
고급 FR4
비용, 성능 및 제조 가능성
4.244.8
00.015 ∼ 0.025
170~180
소비자 전자제품, IoT 센서
폴리아미드
유연하고 고온 저항성
30.03.5
00.0080.012
250~300
플렉서블 HDI (WEARABLE, 자동차 센서)
BT-에포시 (비스말레이마이드-트리아진)
낮은 수분 흡수, 차원 안정성
30.84.2
00.0080.010
180~200
자동차 ADAS, 5G 기본 스테이션
PTFE (폴리테트라플루로에틸렌)
극저하 손실, 높은 주파수 성능
2.2225
00.0009 ′′0.002
>260
mm파 레이더, 위성 통신
ABF (Ajinomoto 빌드업 필름)
초미세 선 기능
30.03.3
00.0060.008
>210
고밀도 IC 기판, 서버 CPU
성능 분포 빈도a.30GHz (예를 들어, mmWave 28/60GHz): PTFE와 ABF는 레이더 및 위성 연결에 매우 중요한 신호 약화를 최소화합니다.
2구리 포일: 미세한 흔적과 낮은 손실을 가능하게구리 필름은 HDI PCB의 전도 경로를 형성하며, 그 품질은 특히 높은 주파수에서 신호 무결성에 직접적으로 영향을줍니다.
구리 종류
두께 범위
표면 거칠성
주요 이점
적용
얇은 구리 포일
9~18μm (0.25~0.5oz)
중등 (0.5~1.0μm)
밀도가 높은 레이아웃을 위해 50μm 추적/공간을 허용합니다.
스마트폰, 웨어러블 기기
초 부드러운 구리
12μ35μm (0.35μ1ounce)
극저 ( 28GHz) 설계에서 신호 손실을 줄입니다.
mmWave 안테나, 5G 송신기
롤링 앙일러드 (RA) 구리
18~70μm (0.5~2온스)
낮은 (0.3~0.5μm)
릭드 플렉스 HDI의 유연성 향상
자동차용 센서, 접는 디스플레이
왜 표면 거칠성이 중요합니까? 높은 주파수에서 전류는 구리 표면 근처에 흐릅니다. 거칠한 표면은 신호를 산란시킵니다.증가하는 손실은 60GHz에서 표준 구리와 비교하면 30% 감소합니다..
3강화 재료: 강도 및 공정 호환성강화제 (일반적으로 유리 기반) 는 다이 일렉트릭 기판에 기계적 강도를 추가하고 레이저 파도와 같은 HDI 제조 프로세스를 가능하게합니다.
강화형
소재
핵심 재산
HDI 제조업에 대한 혜택
레이저 뚫을 수 있는 유리
얇은 유리 선
유니폼 직물, 최소한의 굴착
미크로비아 생성 (50~100μm 지름) 을 단순화합니다.
고강성 유리
E-글라스
낮은 CTE (3-5 ppm/°C)
다층 HDI에서 warpage를 줄입니다.
저Dk 유리
S-글라스
더 낮은 변압압수 (4.0 대 E 유리 4.8)
고주파 설계에서 신호 손실을 줄입니다.
4표면 완공 및 솔더 마스크: 보호 및 연결표면 가공 은 구리 를 산화 로부터 보호 하고 신뢰성 있는 용접 을 보장 하며, 용접 마스크 는 흔적 을 고립 하고 단회로 를 방지 한다.
표면 마감
주요 이점
가장 좋은 방법
ENIG (전기 없는 니켈 몰입 금)
평평한 표면, 뛰어난 부식 저항성
얇은 음향 BGA, 고주파 흔적
몰입 은
부드러운 표면, 낮은 신호 손실
5G RF 모듈, 레이더 시스템
ENEPIG (전체 없는 니켈 전체 없는 팔라디움 침수 금)
강한 접착력, 높은 신뢰성
자동차 ADAS, 항공우주
침수 틴
비용 효율성, 잘 용접 가능성
소비자 전자제품, 저렴한 HDI
솔더 마스크 타입
특징
적용
LPI ( 액체 사진 상상력)
고해상도 (50μm 선)
얇은 피치 부품, 마이크로 비아
레이저 직접 영상 (LDI)
레이저로 뚫린 특징과 정밀한 정렬
HDI 3/3 밀리트레스/공간
특정 HDI 애플리케이션에 대한 재료 선택올바른 재료를 선택하는 것은 응용 프로그램의 빈도, 환경 및 신뢰성 요구에 달려 있습니다.15G 및 통신도전: 높은 주파수 (2860GHz) 는 낮은 손실과 안정적인 Dk를 요구합니다.솔루션: 초 부드러운 구리로 된 PTFE 기판 (예를 들어, 로저 RT/더로이드 5880) 은 60GHz에서 삽입 손실을 0.3dB/인치로 줄입니다.예제: 5G 소형 셀은 ENIG 마무리된 PTFE HDI를 사용하며 20% 적은 전력 소비로 10Gbps 데이터 속도를 달성합니다.
2자동차 전자제품도전 과제: 극한 온도 (-40°C~125°C) 와 진동솔루션: 레이저 뚫을 수 있는 유리와 ENEPIG 마감으로 된 BT-에포시 기판은 습기와 열 순환에 저항합니다.예: ADAS 레이더 모듈은 BT-에포시 HDI를 사용하여 10만 마일 이상 77GHz 성능을 유지합니다.
3유연하고 착용 가능한 장치도전 과제: 굽기 쉽고 내구성 있는 것이 필요합니다.솔루션: RA 구리와 함께 폴리아미드 기판은 흔적 균열없이 100,000 + 구부러기 (1mm 반지름) 를 견딜 수 있습니다.예를 들어, 피트니스 트래커는 폴리마이드와 유연한 HDI를 사용하며, 40mm 케이스에 3배 더 많은 센서를 장착합니다.
4고속 데이터 (서버, AI)도전: 112Gbps PAM4 신호는 최소한의 분산이 필요합니다.솔루션: 우트라 부드러운 구리 Dk 안정성 (± 0.05) 을 가진 ABF 필름은 임피던스 제어 (100Ω ± 5%) 를 보장합니다.예: 데이터 센터 스위치는 ABF HDI를 사용하여 30% 낮은 지연 시간으로 800Gbps 처리량을 지원합니다.
HDI 재료 동향 및 혁신HDI 산업은 더 높은 주파수와 더 작은 형식 요소에 대한 수요로 인해 계속 진화합니다.
1낮은 Dk 나노 복합물: 새로운 재료 (예: 세라믹으로 채워진 PTFE) 는 Dk 0을 가지고 있습니다.02, 10GHz 이상 신호에 적합하지 않은 반면 HDI 등급 PTFE는 Df 200 ° C) 에 이상적입니다. BT-에포시는 낮은 수분 흡수를 필요로하는 딱딱한 자동차 또는 5G 애플리케이션에 더 좋습니다.
Q: 고주파 신호에 대한 구리 표면 거름의 영향은 무엇입니까?A: 60GHz에서, 거친 구리 (1μm) 는 초연끈한 구리 (0.1μm) 와 비교하여 0.5dB/인치로 신호 손실을 증가시킵니다.
Q: 첨단 HDI 재료가 더 비싸나요?A: 네, PTFE는 고급 FR4보다 5~10배 더 비싸지만, 더 작은 디자인을 가능하게 함으로써 시스템 비용을 줄이고 신뢰성을 향상시켜 고성능 애플리케이션에 대한 투자를 정당화합니다.
Q: HDI에 적합한 표면 마감품을 어떻게 선택할 수 있나요?A: 얇은 음향 BGA를 위해 평평성을 위해 ENIG를 사용하십시오. 고주파의 경우 몰입 은은 신호 손실을 최소화합니다. 자동차용으로 ENEPIG는 혹독한 환경에서 뛰어난 신뢰성을 제공합니다.
결론첨단 재료는 현대 전자제품에 적용되는 컴팩트하고 고성능 장치를 가능하게 하는 HDI PCB 혁신의 척추입니다.,각 재료는 신호 무결성, 열 관리 및 제조성에서 독특한 과제를 해결합니다.
이러한 재료의 특성과 응용을 이해함으로써 설계 및 제조 팀 간의 협력을 통해 엔지니어들은 HDI 기술의 잠재력을 완전히 발휘할 수 있습니다.알리, 유연한 전자기기가 계속 발전하고, 재료 혁신은 PCB 설계에서 가능한 한계를 밀어내는 주요 동력으로 남아있을 것입니다.
LT CIRCUIT와 같은 제조사들의 경우, 레이저 드릴링과 LDI와 같은 정밀 프로세스와 결합한 이러한 재료를 활용하면 HDI PCB가 차세대 전자제품의 까다로운 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.100Gbps 데이터 링크에서 견고한 자동차 시스템에.
무거운 구리 PCB: 제조업체, 응용 분야, 주요 산업
중량 구리 PCB는 3oz (105μm) 이상의 구리 두께로 정의됩니다.전기차 (EV) 에서 산업용 기계에 이르기까지의 애플리케이션에서 큰 전류의 효율적인 분배를 가능하게 하는표준 PCB와 달리, 무거운 구리 디자인은 뛰어난 열 전도성, 전류 운반 능력, 기계적 강도를 제공합니다.극한 조건에서 신뢰성을 요구하는 시스템에서 필수적인 요소로 만드는.
이 가이드는 중량 구리 PCB의 독특한 특성, 제조의 도전, 최고의 제조업체 및 산업 전반의 실제 응용 프로그램을 탐구합니다.500A EV 배터리 관리 시스템이나 고전력 산업 인버터를 설계하든, 무거운 구리 기술을 이해하는 것은 높은 전류 필요에 대한 올바른 솔루션을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1.중량 구리 PCB는 3oz (105μm) ~ 20oz (700μm) 구리를 사용하여 표준 1oz PCB보다 최대 500A 10x 더 많은 전류를 지원합니다.2그들은 표준 PCB보다 3배 더 빨리 열을 분산하여 고전력 응용 프로그램에서 부품 온도를 20~30°C로 줄입니다.3중요한 제조 기술에는 제어 된 에칭, 프레스-피트 기술 및 구리 가득 차있는 비아스와 같은 열 관리 기능이 포함됩니다.4선도적인 제조업체 (예를 들어, LT CIRCUIT, Sanmina) 는 무거운 구리 PCB에 특화되어 있으며, 흔적 너비에 대해 ± 5%까지의 허용도를 제공합니다.5주요 산업은 전기차, 재생 에너지, 산업 자동화 및 항공우주 등으로, 높은 전류와 내구성이 협상 불가능합니다.
무거운 구리 PCB 는 무엇 입니까?무거운 구리 PCB는 전력 평면과 흔적에 두꺼운 구리 층 (3oz+) 을 가진 회로 보드이며, 큰 전류를 운반하고 효율적으로 열을 분산하도록 설계되었습니다.구리 두께는 평방 피트 당 온스 (oz/ft2) 로 측정된다1oz는 35μm에 해당한다. 무거운 구리 디자인은 일반적으로 3oz (105μm) 에서 20oz (700μm) 까지 다양하지만 사용자 정의 응용 프로그램은 더 두꺼운 층을 사용할 수 있습니다.
무거운 구리 PCB 가 어떻게 작동 하는가두꺼운 구리 층은 두 가지 주요 기능을 합니다.
1높은 전류 처리: 더 넓고 두꺼운 흔적은 저항을 감소시킵니다 (Ohm의 법칙), 과열없이 더 많은 전류가 흐를 수 있습니다.4온스 구리 흔적은 같은 너비의 1온스 흔적보다 50A5x 더 많은 것을 가지고 있습니다..2.열분 dissipating: 구리의 높은 열전도 (401 W/m·K) 는 MOSFET 및 트랜스포머와 같은 구성 요소에서 열을 퍼뜨리며 성능을 저하시키는 핫스팟을 방지합니다.
무거운 구리 대 표준 구리 PCB
특징
중형 구리 PCB (3 ∼20온스)
표준 구리 PCB (1~2온스)
무거운 구리 의 장점
전류 용량 (10mm Trace)
30~500A
5·30A
고전력 애플리케이션에 대해 10배 더 많은 전류를 처리합니다.
열전도성
401 W/m·K (변화 없이 더 많은 물질)
401 W/m·K
두꺼운 구리 때문에 3배 더 빠른 열 분산
기계적 강도
높은 (굽는, 진동 저항)
중간
가혹 한 환경 에서 더 오래 사용 할 수 있습니다.
에치링 복잡성
높은 (특별 프로세스가 필요합니다)
낮은
정확한 전류 조절을 위한 더 긴 tolerances
비용 (비례적)
2~5x
1x
열 방출기 감소와 더 긴 수명으로 정의됩니다.
중량 구리 PCB 의 주요 특성무거운 구리 PCB는 고전력 애플리케이션에 이상적으로 사용할 수있는 독특한 특성을 제공합니다.
1높은 전류 운반 능력중량 구리의 가장 중요한 장점은 큰 전류를 처리 할 수있는 능력입니다. 이것은 구리 흔적의 ampacity (전류 운반 능력) 에 의해 지배됩니다.두께와 폭을 늘리는:
구리 두께
추적 너비
최대 전류 (25°C 주변)
최대 전류 (100°C 주변)
3oz (105μm)
5mm
35A
25A
4oz (140μm)
10mm
70A
50A
10oz (350μm)
15mm
200A
150A
20oz (700μm)
20mm
500A
350A
참고: 더 높은 주변 온도는 열 분산이 효율이 떨어지기 때문에 ampacity를 감소시킵니다.
2우수한 열 관리두꺼운 구리 층은 내장 된 열 방출기로 작용하여 구성 요소로부터 열을 퍼뜨립니다.
a. 4온스 구리 평면은 100W 전원 공급 장치의 1온스 평면에 비해 부품 온도를 25°C로 낮춰줍니다.b. 구리로 채워진 열 통 (0.3~0.5mm 지름) 은 표면에 장착된 부품에서 내부층으로 열을 전달하여 방출을 더욱 향상시킵니다.
테스트 데이터: 4온스 무거운 구리 PCB를 사용하는 EV 인버터, 전체 부하에서 85°C에서 작동, 대 110°C 2온스 설계 半导体의 수명을 2배로 연장합니다.
3기계적 내구성무거운 구리 흔적과 비행기는 신체적 스트레스에 더 잘 저항합니다.
a. 자동차 및 산업 환경에서 진동 (20~2,000Hz) 을 견디기 (MIL-STD-883H를 준수한다).b. 열 사이클로 인한 피로 (-40 °C ~ 125 °C) 에 저항하여 표준 PCB에 비해 50%로 용접 관절 실패를 줄입니다.
중량 구리 PCB 제조: 도전 과 해결책무거운 구리 PCB를 생산하려면 두꺼운 구리를 처리하는 특화된 과정이 필요하며 정확성을 유지합니다.
1통제 된 발열두꺼운 구리 (3온스+) 를 절단하지 않고 절단하는 것은 도전적이다. 제조업체는 다음과 같이 사용합니다.
a. 산화 구리 황산 에칭: 정확한 온도 조절 (45°C~50°C) 을 통해 흔적 정확성을 유지하기 위해 느린 에칭 속도 (1μm/min)b.단계 에칭: 저단 절단량을 최소화하기 위해 에칭 농도를 낮추는 여러 번 통과하여 ±5%의 흔적 허용도를 달성합니다.
결과: 목표 폭 10mm의 4 온스 구리 흔적은 9.5~10.5mm의 크기를 유지하며 일관된 전류 흐름을 보장합니다.
2라미네이션 및 결합두꺼운 구리 층은 디라미네이션을 방지하기 위해 기판에 더 강한 접착을 필요로합니다 (예: FR4, 세라믹):
a. 고압 라미네이션: 180°C의 400~500 psi 압력으로 구리와 기판 사이의 적절한 결합을 보장합니다.b. 접착제 없는 공정: 직접 접착 (예: 세라믹 기판의 DBC) 은 에포시 층을 제거하여 열전도성을 향상시킵니다.
3열 통로 및 열 관리 기능무거운 구리 PCB는 종종 추가 열 특성을 포함합니다:
a. 구리로 채워진 비아: 층 간 열 전달을 향상시키기 위해 20μm의 구리로 접힌다.b.종합 열 방조장: 극심한 열 부하 (예를 들어, 500A EV 시스템) 를 위해 알루미늄 코어에 결합 된 두꺼운 구리 평면 (10 ∼ 20 온스).
최고 중형 구리 PCB 제조업체올바른 제조업체를 선택하는 것은 품질과 성능을 보장하는 데 중요합니다. 대표적인 공급업체는 다음과 같습니다.1LT 서킷용량: 구리 3 20oz, 4 20 층 PCB, 긴 관용 (± 5% 흔적 너비).전문: EV 배터리 관리 시스템, 산업 인버터, 재생 에너지 PCB.인증: IATF 16949 (자동차), ISO 9001, UL 94 V-0.
2산미나용량: 3~12온스 구리, 대포맷 PCB (600mm×1200mm까지)전문분야: 항공우주 및 국방, 의료 영상 장비인증: AS9100, ISO 13485.
3TTM 테크놀로지용량: 3~20온스 구리, 하이브리드 PCB (중량 구리 + HDI)전문: 데이터 센터 전원 공급, EV 견인 인버터.인증: ISO 9001, IATF 16949
4멀텍용량: 3~10온스 구리, 대량 생산 (10k+ 단위/주)전문 분야: 소비자 전자제품 (고력 충전기), 산업용 모터.인증: ISO 9001, UL 인증
제조업자
최대 구리 두께
선행 시간 (원형)
주요 산업
LT 회로
20온스
7~10일
자동차, 재생 에너지
산미나
12온스
10~14일
항공우주, 의료
TTM 기술
20온스
8~12일
전기차, 데이터 센터
멀텍
10온스
5~7일
소비자, 산업
무거운 구리 PCB의 응용무거운 구리 PCB는 높은 전류와 내구성이 중요한 산업 전반에 걸쳐 사용됩니다.
1전기차 (EV) 와 하이브리드 전기차a. 배터리 관리 시스템 (BMS): 4~10oz 구리 흔적 800V 배터리 팩을 모니터링하고 균형을 맞추며 충전 / 방하 중에 200~500A를 처리합니다.b. 트랙션 인버터: 300~600A 전류를 관리하기 위해 6~12 온스 구리를 사용하여 모터를 위해 배터리에서 DC를 AC로 변환합니다.c. 보드 충전기 (OBC): 3 ′′6oz 구리 PCB는 열을 분산시키는 열 통로를 사용하여 10 ′′40A AC-to-DC 변환을 처리합니다.
2신재생 에너지a. 태양광 인버터: 4 8oz 구리 PCB는 태양 전지 패널에서 DC를 AC로 변환하여 야외 환경에서 50 100A 전류를 견딜 수 있습니다.b.풍력 터빈 컨트롤러: 6~10oz 구리 터빈에서 전력을 관리, 진동과 온도 변동 (-40 °C에서 85 °C) 을 저항.
3산업 자동화a. 모터 드라이브: 3 ̊6oz 구리 PCB는 산업용 모터 (10 ̊50HP) 를 제어하며, 변주 주파수 드라이브 (VFD) 에서 50 ̊200A를 처리합니다.b. 웰딩 장비: 10 20oz 구리는 고전력 아크에서 열을 분산하기 위해 두꺼운 평면으로 활 웰더에서 100 500A 전류를 운반합니다.
4항공우주 및 국방a. 항공기 전력 분배: 6~12온스 구리 PCB는 비행기에서 28V DC 시스템을 관리하며 고도와 관련된 온도 변화에 견딜 수 있습니다.b. 군사용 차량: 10~15oz 구리 PCB 전력 레이더 및 통신 시스템, 전투 환경에서 충격과 진동에 저항.
5의료기기a.영상 장비 (CT, MRI): 3~6oz 구리 PCB는 전원 공급 장치에서 높은 전류를 처리하여 정확한 영상을 위해 안정적인 작동을 보장합니다.b. 레이저 치료 시스템: 4 8oz 구리 50 100W 레이저에서 열을 분산하여 치료 중에 일관된 성능을 유지합니다.
무거운 구리 PCB 에 관한 자주 묻는 질문Q1: 무거운 구리 PCB의 최소 흔적 너비는 무엇입니까?A: 3온스 구리의 경우, 에치 문제들을 피하기 위해 최소 흔적 너비는 0.5mm (20mil) 이다. 두꺼운 구리 (10온스+) 는 관용을 유지하기 위해 더 넓은 흔적 (≥1mm) 을 필요로 한다.
Q2: 무거운 구리 PCB는 고주파 신호와 함께 사용될 수 있습니까?A: 예, 하지만 두꺼운 구리 는 1GHz 이상 에서 신호 손실 을 유발 할 수 있다. 제조업체는 하이브리드 설계 를 사용 하여 이를 완화 한다. 전력 계층 을 위한 무거운 구리 와 고주파 신호 계층 을 위한 표준 구리 (1온스).
Q3: 무거운 구리 PCB는 시스템 비용을 어떻게 줄일 수 있습니까?A: 외부 열 방출장과 버스 바의 필요성을 제거함으로써, 무거운 구리 PCB는 부품 수와 조립 시간을 줄입니다. 예를 들어,4온스 구리를 사용하는 EV 인버터는 1온스 PCB + 히트 싱크를 교체함으로써 단위당 $15~$20을 절약합니다..
Q4: 무거운 구리로 어떤 기판을 사용합니까?A: FR4 (high-Tg, Tg≥170°C) 는 대부분의 응용 프로그램에 표준입니다. 세라믹 기판 (알루미나, AlN) 은 극심한 열 부하 (예를 들어, 500A 시스템) 에 사용됩니다.
Q5: 무거운 구리 PCB는 RoHS를 준수합니까?A: 예 제조업체는 납 없는 구리와 기판을 사용하며 RoHS, REACH 및 IATF 16949 (자동차) 표준을 준수합니다.
결론무거운 구리 PCB는 전기 자동차, 재생 에너지 시스템 및 산업 기계에서 큰 전류를 효율적으로 처리 할 수 있도록하는 고전력 전자 장치에 필수적입니다.높은 전류 용량을 결합 할 수있는 능력, 열 분산, 기계적 내구성은 표준 PCB가 실패하는 응용 프로그램에서 대체 할 수 없습니다.
무거운 구리 PCB는 초기 비용이 더 높지만 시스템 복잡성을 줄일 수 있는 능력 (예: 방열을 제거하고 부품 수명을 연장하는 능력) 으로 인해 시간이 지남에 따라 전체 비용이 낮아집니다.LT CIRCUIT나 TTM 테크놀로지 같은 경험 많은 제조업체들과 파트너십을 맺고, 엔지니어들은 무거운 구리 기술을 활용하여 신뢰성 있고 높은 성능의 시스템을 구축할 수 있습니다.
전기차와 재생 가능한 에너지 같은 산업이 계속 성장함에 따라, 무거운 구리 PCB는지속가능한 전력 분배두꺼운 구리는 항상 더 낫습니다.
무거운 구리 PCB: 최고 제조업체, 응용 및 산업 용도
고객에 의해 인적화된 이미지
두꺼운 구리 층 (3oz 이상) 으로 정의되는 무거운 구리 PCB는 대전력 전자 장치의 척추이며, 컴팩트 디자인에서 큰 전류의 전송을 가능하게합니다.표준 PCB와 달리, 이 전문 보드는 뛰어난 열 전도성, 기계적 강도, 전류 운반 능력을 제공합니다.신재생에너지부터 항공우주까지의 산업에서 필수적인 제품으로고전력 장치 (예: 전기 차량 충전기, 산업용 모터 드라이브) 의 수요가 급증함에 따라 중량 구리 PCB는 중요한 기술로 변했습니다.가장 높은 제조업체들이 두께와 디자인 복잡성 측면에서 가능한 한 한계를 뛰어넘는.
이 가이드는 중량 구리 PCB의 핵심 역할을 탐구하고 주요 제조업체, 산업 전반의 핵심 응용 프로그램,그리고 고전력 시스템에 필수적인 독특한 장점500A 전력 인버터나 견고한 군사 회로를 설계하든, 중형 구리 기술을 이해하는 것은 성능, 신뢰성, 그리고 비용을 최적화하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1정의: 무거운 구리 PCB는 3oz (105μm) 이상의 구리 층을 갖추고 있으며, 극단적 인 전력 애플리케이션을 위해 최대 20oz (700μm) 를 지원하는 고급 디자인이 있습니다.2장점: 전류 처리량 향상 (1000A까지), 우수한 열 분산 (표준 PCB보다 3배 더 나은) 및 가혹한 환경에 대한 기계적 강도 증가.3최고 제조업체: LT CIRCUIT, TTM 테크놀로지, AT&S는 중량 구리 생산을 주도하고 있으며, 3oz에서 20oz까지의 용량을 엄격한 허용량으로 제공합니다.4응용 분야: EV 충전, 산업 기계, 재생 에너지 및 항공우주에서 우위를 점하고 있으며 높은 전력과 신뢰성이 협상 할 수 없습니다.5디자인 고려 사항: 공백이나 불규칙한 접착과 같은 결함을 피하기 위해 전문 제조 ( 두꺼운 구리 접착, 통제 된 발각) 및 경험이 많은 생산자와의 파트너십을 요구합니다.
무거운 구리 PCB 는 무엇 입니까?무거운 구리 PCB는 대부분의 소비자 전자 장치의 1 ̊2oz (35 ̊70μm) 표준을 초과하는 두꺼운 구리 전도기로 정의됩니다. 이 추가 두께는 세 가지 중요한 이점을 제공합니다:
1높은 전류 용량: 두꺼운 구리 흔적은 저항을 최소화하여 과열되지 않고 수백 amper을 운반 할 수 있습니다.2우수한 열전도: 구리 ‧의 높은 열전도 (401 W/m·K) 는 열을 구성 요소로부터 멀리 퍼뜨리며 뜨거운 지점을 줄인다.4기계적 내구성: 두꺼운 구리는 흔적을 강화하여 진동, 열 순환 및 신체적 스트레스에 저항합니다.
구리 무게 (온스)
두께 (μm)
최대 전류 (5mm 추적)
전형적 사용법
3온스
105
60A
산업용 모터 드라이브
5온스
175
100A
EV 배터리 관리 시스템
10온스
350
250A
태양광 인버터
20온스
700
500A+
고전압 전력 분배
무거운 구리 PCB는 표준 보드의 "더 두꺼운" 버전이 아닙니다. 그들은 산 구리 접착, 통제 된 발열 및 강화 된 라미네이션을 포함한 전문 제조 기술을 필요로합니다.균일한 두께와 접착을 보장하기 위해.
최고 중형 구리 PCB 제조업체적당한 제조업체를 선택하는 것은 무거운 구리 PCB에 있어서 매우 중요하며, 그 생산은 정확성과 전문성을 요구합니다.1LT 서킷용량: 3oz ~ 20oz 구리, 4 ′′ 20 계층 디자인, 그리고 긴 관용 (보리 두께에 ± 5%).주요 강점:
a. 균일한 두께의 구리 퇴적을 위한 내부 산화 구리 접착 라인.b. 10온스 구리에도 5/5 밀리 미터 공간을 유지하기 위한 첨단 에칭 프로세스.인증: ISO 9001, IATF 16949 (자동차) 및 AS9100 (항공우주).애플리케이션: EV 충전기, 군사용 전원 공급 장치 및 산업용 인버터.
2TTM 테크놀로지 (미국)용량: 3oz에서 12oz 구리, 큰 포맷 보드 (600mm × 1200mm까지).주요 강점:
a.고위 신뢰성 시장 (항공, 국방) 에 집중한다.b.종합 열 관리 솔루션 (임베디드 히트 싱크)c.빨리 처리 (2~3주 프로토타입).애플리케이션: 항공기 전력 분배, 해군 시스템.
3AT&S (오스트리아)용량: 3온즈에서 15온즈의 구리, HDI 무거운 구리 디자인.주요 강점:
a.중량 구리와 미세한 음향의 흔적을 결합하는 데 전문성 ( 혼합 신호 설계).지속가능한 제조 (100% 재생 에너지)c.자동차 포커스 (IATF 16949 인증)응용 분야: 전기 차량의 파워트레인, ADAS 시스템.
4유니미크론 (타이완)용량: 3oz에서 10oz 구리, 대량 생산 (100k + 단위 / 달).주요 강점:
a.소비자를 대상으로 하는 고전력 장치에 대한 비용 효율적인 대량 생산.b. 신뢰성을 위한 고급 테스트 (열기 사이클, 진동)애플리케이션: 가정용 에너지 저장 시스템, 스마트 그리드 부품.
제조업자
최대 구리 무게
계층 수
선행 시간 (원형)
주요 시장
LT 회로
20온스
4~20
7~10일
산업, 군사
TTM 기술
12온스
4~30
5~7일
항공우주, 국방
AT&S
15온스
4~24
10~14일
자동차, EV
유니미크론
10온스
4~16
8~12일
소비 에너지, 스마트 네트워크
무거운 구리 PCB 의 주요 이점무거운 구리 PCB는 고전력 애플리케이션에서 표준 PCB를 능가하며 신뢰성과 성능에 직접 영향을 미치는 이점을 제공합니다.
1더 높은 전류 처리두꺼운 구리 흔적은 저항을 최소화하여 표준 흔적보다 훨씬 더 많은 전류를 운반 할 수 있습니다. 예를 들어:
a. 5mm 너비, 3oz 구리 흔적은 10°C 온도 상승과 함께 60A를 운반합니다.b. 같은 너비의 표준 1 온스 흔적은 30A의 절반 전류를만 운반합니다.
이 기능은 전기 차량 충전기 (300A), 산업 용접기 (500A) 및 데이터 센터 전원 공급 장치 (200A) 에 중요합니다.
2우수한 열 관리구리의 높은 열 전도성 (401 W/m·K) 으로 인해 무거운 구리 PCB는 훌륭한 열 분산자입니다.
a. 10온스 구리 평면은 1온스 평면보다 3배 더 빨리 열을 분산시키고, 부품 온도를 20~30°C로 감소시킵니다.b. 열 통로와 결합하면 무거운 구리는 뜨거운 구성 요소 (예를 들어, MOSFET) 에서 냉각 평면으로 효율적인 열 경로를 만듭니다.
케이스 연구: 5온스 구리 PCB를 사용하는 250W 태양광 인버터는 1온스 구리를 사용하는 동일한 디자인보다 15°C 더 차가워 Kondensator의 수명을 2배로 연장합니다.
3기계적 강도 향상두꺼운 구리는 흔적을 강화하여
진동: 3온스 구리 흔적은 1온스 흔적의 10G에 비해 20G 진동 (MIL-STD-883H) 에 균열없이 살아남습니다.b. 열 사이클: 최소 피로와 함께 1,000+ 회전 (-40°C ~ 125°C) 을 견딜 수 있습니다. 자동차 및 항공우주 사용에 매우 중요합니다.c.물리적 스트레스: 두꺼운 구리 패드는 커넥터 삽입으로 인한 손상을 견딜 수 있습니다 (예를 들어 산업용 커넥터).
4- 보드 크기가 작아졌어요무거운 구리는 설계자들이 같은 전류, 축소판 크기에 좁은 흔적을 사용할 수 있도록 합니다.
a. 60A 전류는 10mm 너비 1oz의 흔적이 필요하지만 5mm 너비 3oz의 흔적이 50% 공간을 절약합니다.
이 소형화는 EV 탑재 충전기와 휴대용 산업용 도구와 같은 소형 장치의 핵심입니다.
산업 전반에 걸쳐 적용중량 구리 PCB는 높은 전력과 신뢰성이 중요한 부문에서 전환적입니다.1신재생 에너지a. 태양광 인버터: 패널에서 DC를 AC로 변환하여 3 10oz의 구리로 100 ~ 500A 전류를 처리합니다.b. 풍력 터빈 컨트롤러: 피치 및 yaw 시스템을 관리합니다. 진동과 온도 변동에 견딜 수 있도록 5~12oz 구리를 사용합니다.c. 에너지 저장 시스템 (ESS): 충전/배하 배터리 은행, 100~200A 전류에 3~5oz의 구리를 필요로 한다.
2자동차 및 전기차a.EV 충전소: DC 고속 충전기 (150~350kW) 는 고전압 (800V) 전력 경로에 5~10oz 구리를 사용합니다.b. 배터리 관리 시스템 (BMS): EV 배터리의 균형 셀, 50 100A를 처리하기 위해 3 5oz 구리.c. 파워트레인: 모터에 대한 DC를 AC로 변환하는 인버터, 200~500A 전류를 위해 5~15oz 구리에 의존합니다.
3산업용 기계a.모터 드라이브: 공장에서의 AC/DC 모터를 제어합니다. 60~100A 전류에 3~5oz의 구리를 사용합니다.b. 용접 장비: 용접 아크에 높은 전류 (100 500A) 를 공급하여 10 20oz 구리를 필요로합니다.c.로봇: 힘의 중량 로봇 팔, 진동으로 인한 피로에 저항하는 3 ~ 5 온스 구리 흔적.
4항공우주 및 국방a. 항공기 전력 분배: 50~200A에 5~12oz의 구리를 사용하여 115V AC/28V DC 전력을 분배합니다.b. 군사용 차량: 장갑차 시스템 (통신, 무기) 은 견고한 신뢰성을 위해 10~15온스 구리로 의존합니다.c. 위성 전력 시스템: 태양 전지 패널 에너지를 관리합니다. 진공 조건에서 2050A를 처리 할 수 있는 3 5 온스 구리.
제조업 의 도전 과 해결책무거운 구리 PCB 생산은 표준 PCB보다 더 복잡하며 전문적인 솔루션을 필요로하는 독특한 과제를 가지고 있습니다.
1유니폼 플래팅과제: 넓은 면적에서 균일한 구리 두께를 달성하고, ′′ 두꺼운 가장자리" 또는 공백을 피합니다.솔루션: 동력 밀도 조절과 주기적인 조화로 균일한 퇴적을 보장하기 위해 산 구리 접착.
2엑시션 정밀성도전 과제: 얇은 구리 를 깎지 않고 깎는 것 (비용적 인 구리 면 을 제거 하는 것)솔루션: 정밀한 타이밍과 AOI를 통한 점검을 통해 점검된 진술물 (예를 들어, 구리 염화물)
3라미네이션 무결성도전 과제: 두꺼운 구리 층 과 기판 사이 의 분쇄 를 방지 하는 것.솔루션: 습기를 제거하기 위해 고압 라미네이션 (400~500 psi) 및 구리 필름을 미리 구워라.
4열 스트레스도전 과제: 가열 도중 두꺼운 구리 와 기판 사이 의 팽창 차이.솔루션: CTE가 낮은 기판 (예: 세라믹으로 채워진 FR-4) 을 사용하여 열 구석으로 설계합니다.
중량 구리 PCB를 위한 최적의 기술 설계성능을 극대화하고 제조 문제를 피하려면 다음 지침을 따르십시오.
1. 트레스 폭을 최적화: IPC-2221 계산을 사용하여 전류와 온도 상승에 대한 크기의 흔적을 사용합니다. 예를 들어, 100A 흔적은 5 온스 구리로 8mm 폭이 필요합니다.2.열성 리리프를 포함: 용접 도중 열 스트레스를 줄이기 위해 패드 연결에 넥다운을 추가하십시오.3.플래티드 트러홀 (PTH) 을 사용하십시오: 두꺼운 구리 접착을 수용 할 수있는 비아스가 충분히 크기 (≥ 0.8mm) 를 보장하십시오.4허용값을 지정합니다: 중요한 전력 경로에 대한 구리 두께 허용값 ±5%를 요구합니다.5제조업체와 조기에 협력: 제조성을 해결하기 위해 설계 중에 LT CIRCUIT와 같은 공급자를 참여하십시오 (예: 10 온스 구리의 최소 흔적 / 공간).
FAQQ: 무거운 구리 PCB의 최소 흔적 / 공간은 무엇입니까?A: 3온스 구리용으로는 5/5 밀리 (125/125μm) 가 표준입니다. 10온스 구리용으로는 8/8 밀리가 전형적입니다. LT CIRCUIT와 같은 고급 제조업체는 6/6 밀리를 달성 할 수 있습니다.
Q: 무거운 구리 PCB는 납 없는 용접과 호환됩니까?A: 예, 그러나 두꺼운 구리는 적절한 습기를 보장하기 위해 열 방출기로 작용합니다.
Q: 중량 구리 PCB는 표준 PCB보다 얼마나 더 비싸나요?A: 3온스 구리 PCB는 1온스 PCB보다 30~50% 더 비싸고, 10온스 이상의 디자인은 전문 처리로 인해 2~3배 더 비싸습니다.
Q: 중량 구리 PCB는 HDI 기술로 사용할 수 있습니까?A: 네, AT&S 같은 제조업체는 HDI 중량 구리 디자인을 제공하며, 혼합 신호 (전력 + 제어) 시스템을 위해 두꺼운 구리와 마이크로 비아를 결합합니다.
Q: 무거운 구리 PCB의 최대 작동 온도는 무엇입니까?A: 높은 Tg 기판 (180 °C +) 으로 125 °C까지 안정적으로 작동하며 150 °C에 대한 단기 용도.
결론무거운 구리 PCB는 재생 에너지, 자동차 및 산업 혁명을 주도하는 고전력 전자 장치에 필수적입니다.그리고 혹독한 환경에 견딜 수 있어 실패가 선택이 아닌 애플리케이션에서 대체할 수 없는 제품입니다..
LT CIRCUIT와 같은 선도적인 제조업체와 파트너십을 맺어 두꺼운 구리 접착공장 전문성을 엄격한 품질 관리와 결합하여 엔지니어들은 이러한 보드를 더 효율적이고,전력 밀도가 계속 증가함에 따라 (예를 들어, 800V EV, 1MW 태양 전지 인버터), 무거운 구리 PCB는 고전력 설계의 초석이 될 것입니다.우리의 미래를 형성하는 기술을 가능하게.
현대 전자 제품을 위한 HDI PCB의 10가지 주요 장점: 설계 가능성 변환
고객 승인 이미지
고밀도 상호 연결(HDI) PCB는 최첨단 전자 제품의 중추가 되어 세련된 스마트폰, 강력한 IoT 센서, 연결된 세상을 정의하는 첨단 의료 기기를 가능하게 했습니다. 벌키한 스루홀 비아와 넓은 트레이스에 의존하는 기존 PCB와 달리 HDI 기술은 마이크로비아, 미세 피치 라우팅, 정교한 레이어 스태킹을 사용하여 회로 설계에서 가능한 것을 재정의합니다. 소형화, 속도 향상, 기능이 풍부한 장치에 대한 소비자 수요가 증가함에 따라 HDI PCB는 표준 PCB로는 도저히 따라갈 수 없는 이점을 제공하며 중요한 혁신으로 부상했습니다.
이 가이드에서는 HDI PCB의 상위 10가지 장점을 자세히 살펴보고, 성능을 향상시키고, 크기를 줄이며, 산업 전반에서 비용을 절감하는 방법을 설명합니다. 5G 연결을 가능하게 하는 것부터 생명을 구하는 의료 임플란트에 전원을 공급하는 것까지, HDI 기술은 전자 제품 환경을 재편하고 있습니다. 차세대 웨어러블을 설계하는 엔지니어든 생산 규모를 확장하는 제조업체든, 이러한 이점을 이해하면 경쟁 시장에서 돋보이는 제품을 만드는 데 HDI PCB를 활용하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1. 소형화: HDI PCB는 표준 PCB에 비해 장치 크기를 30~50% 줄여 슬림한 스마트폰과 소형 웨어러블을 가능하게 합니다.2. 고속 성능: 마이크로비아와 제어 임피던스 트레이스는 10Gbps+ 데이터 속도를 가능하게 하여 5G 및 AI 애플리케이션에 중요합니다.3. 열 효율: 향상된 방열 기능은 LED 드라이버 및 프로세서와 같은 고전력 장치에서 구성 요소 수명을 40% 연장합니다.4. 비용 최적화: 레이어 수가 적고 재료 사용량이 줄어 복잡한 설계의 경우 생산 비용이 15~25% 절감됩니다.5. 설계 유연성: 리지드 플렉스 옵션과 3D 통합은 폴더블 폰부터 유연한 의료 센서까지 혁신적인 폼 팩터를 지원합니다.
1. 타의 추종을 불허하는 소형화: 더 많은 기능을 갖춘 소형 장치HDI PCB의 가장 혁신적인 장점 중 하나는 복잡한 회로를 불가능할 정도로 작은 공간에 담을 수 있다는 것입니다.
a. 작동 방식: HDI PCB는 기존 스루홀 비아(300~500μm) 대신 마이크로비아(직경 50~150μm)를 사용하여 레이어 간의 낭비되는 공간을 제거합니다. 미세 피치 트레이스(3/3 mil, 또는 75/75μm)는 구성 요소를 더 가깝게 배치할 수 있도록 하여 풋프린트를 더욱 줄입니다.b. 실제 영향: 최신 5G 스마트폰은 HDI PCB를 사용하여 7.4mm 두께의 바디에 6.7인치 디스플레이, 5G 모뎀, 여러 카메라 및 배터리를 장착합니다. 이는 동일한 기능을 위해 12mm 이상의 두께가 필요한 표준 PCB로는 불가능한 일입니다.c.비교 표:
기능
HDI PCB
표준 PCB
HDI로 개선
비아 직경
50~150μm
300~500μm
67~80% 더 작은 비아
트레이스/간격
3/3 mil(75/75μm)
8/8 mil(200/200μm)
62.5% 더 좁은 트레이스
보드 면적(동일한 기능)
100mm×100mm
150mm×150mm
56% 더 작은 풋프린트
2. 고속 데이터에 대한 우수한 신호 무결성5G, AI 및 실시간 데이터 처리 시대에는 다중 Gbps 속도에서 신호 품질을 유지하는 것이 필수적이며, HDI PCB는 여기서 탁월합니다.
a. 중요한 개선 사항: 짧은 신호 경로: 마이크로비아는 기존 비아에 비해 트레이스 길이를 30~40% 줄여 대기 시간을 최소화하고 신호 저하를 줄입니다. 제어 임피던스: 정확한 트레이스 형상은 일관된 임피던스(RF 신호의 경우 50Ω, 차동 쌍의 경우 100Ω)를 보장하여 반사 및 누화를 줄입니다. 향상된 차폐: HDI 설계의 조밀한 접지면은 민감한 신호 간의 장벽 역할을 하여 전자파 간섭(EMI)을 50% 줄입니다.b. 실제 예:HDI PCB를 사용하는 5G 기지국의 10Gbps 데이터 링크는 인치당 0.5dB의 신호 손실만 경험하는 반면, 표준 PCB는 2.0dB의 신호 손실을 경험합니다. 이러한 차이는 네트워크 범위를 20% 연장하고 필요한 기지국 수를 줄입니다.
3. 구성 요소 수명 연장을 위한 향상된 열 관리열은 전자 제품의 신뢰성의 적이지만 HDI PCB는 기존 설계보다 더 효과적으로 열을 발산하도록 설계되었습니다.
a. 열적 장점: 구리 밀도 증가: HDI PCB는 콤팩트한 공간에서 더 두꺼운 구리 레이어(2~3oz)를 지원하여 프로세서 및 전력 증폭기와 같은 구성 요소에 대한 더 큰 열 확산 표면을 생성합니다. 열 비아: 열 전도성 에폭시로 채워진 마이크로비아는 뜨거운 구성 요소에서 냉각 평면으로 직접 열을 전달하여 핫스팟 온도를 15~20°C 낮춥니다. 최적화된 레이어 스태킹: HDI 설계에서 전원 및 접지면의 전략적 배치는 효율적인 열 채널을 생성하여 열 병목 현상을 방지합니다.b. 데이터 영향:HDI PCB에 장착된 5W LED 모듈은 동일한 모듈이 표준 PCB에 장착된 경우보다 15°C 더 시원하게 작동하여 LED 수명을 30,000시간에서 50,000시간으로 연장합니다. 이는 67% 향상된 것입니다.
4. 생산 비용 절감을 위한 레이어 수 감소HDI PCB는 표준 PCB보다 적은 레이어로 복잡한 라우팅을 달성하여 재료 및 제조 비용을 크게 절감합니다.
a. 작동 방식:스택형 마이크로비아 및 모든 레이어 라우팅은 보드 전체에서 구성 요소를 연결하기 위한 추가 레이어가 필요하지 않도록 합니다. 이렇게 하면 재료 사용량이 줄어들고 라미네이션 및 드릴링과 같은 생산 단계가 단순화됩니다.b. 비용 분석:자동차 ADAS 시스템용 12 레이어 표준 PCB는 8 레이어 HDI PCB로 대체하여 재료 비용을 20% 절감하고 생산 시간을 15% 단축할 수 있습니다. 대량 생산(100k+개)의 경우, 이는 장치당 3~5달러를 절약하는 것으로 이어집니다.c. 사례 연구:선도적인 자동차 공급업체는 레이더 모듈에 HDI PCB로 전환하여 레이어 수를 10개에서 6개로 줄였습니다. 50만 개 생산 실행에서 이 변경으로 재료 비용만 120만 달러를 절약했습니다.
5. 혹독한 환경에서 향상된 신뢰성HDI PCB는 극한 조건을 견딜 수 있도록 제작되어 고장이 선택 사항이 아닌 자동차, 항공 우주 및 산업 분야에 이상적입니다.
a. 신뢰성 기능: 솔더 조인트 감소: HDI의 통합 설계는 커넥터 및 개별 구성 요소의 필요성을 40% 줄여 진동이 심한 환경에서 고장 지점을 줄입니다. 강력한 비아: HDI PCB의 마이크로비아는 더 두껍고 균일한 도금(25μm+)을 특징으로 하여 표준 비아의 경우 10G에 비해 20G 진동(MIL-STD-883H 기준)을 견딜 수 있습니다. 내습성: HDI PCB의 조밀한 라미네이트와 고급 솔더 마스크는 물 침투를 60% 줄여 야외 IoT 센서 및 해양 전자 제품에 적합합니다.b. 테스트 결과:HDI PCB는 1,000번의 열 사이클(-40°C ~ 125°C)에서 5% 미만의 저항 변화로 생존하는 반면, 표준 PCB는 일반적으로 500번의 사이클 후에 고장납니다.
6. 혁신적인 폼 팩터에 대한 설계 유연성HDI 기술은 표준 PCB가 지원할 수 없는 설계 가능성을 열어 독특한 모양과 기능을 가진 제품을 가능하게 합니다.
a. 유연하고 리지드 플렉스 설계:HDI PCB는 구성 요소에 대한 단단한 FR-4 섹션과 트레이스 손상 없이 구부러지는 유연한 폴리이미드 레이어를 결합하여 리지드 플렉스 하이브리드로 제조할 수 있습니다. 이는 폴더블 폰, 스마트워치 및 신체에 맞는 의료 기기에 중요합니다.b. 3D 통합:HDI PCB의 스택형 다이, 임베디드 수동 소자(저항기, 커패시터) 및 칩온보드(COB) 장착은 3D 패키징을 가능하게 하여 기존 표면 실장 설계에 비해 부피를 30% 줄입니다.c. 예:폴더블 스마트폰은 리지드 플렉스 HDI PCB를 사용하여 트레이스 균열 없이 100,000+번의 굽힘 사이클(ASTM D5222 기준 테스트)을 견딜 수 있습니다. 이는 표준 PCB가 10,000번 미만의 사이클에서 고장나는 내구성 표준입니다.
7. 기능이 풍부한 장치에 대한 더 높은 구성 요소 밀도HDI PCB는 더 작고 밀도가 높은 구성 요소를 지원하여 장치 크기를 늘리지 않고 더 많은 기능을 포함할 수 있습니다.
a. 구성 요소 호환성: 미세 피치 BGA: HDI PCB는 표준 PCB의 0.8mm에 비해 0.4mm 피치 볼 그리드 어레이(BGA)에 안정적으로 연결하여 더 작고 강력한 칩을 사용할 수 있습니다. 소형 수동 소자: 01005 크기 저항기 및 커패시터(0.4mm×0.2mm)는 3/3 mil 트레이스를 사용하여 HDI PCB에 배치할 수 있으며, 0402 수동 소자로 제한된 표준 PCB에 비해 구성 요소 밀도가 두 배입니다. 임베디드 구성 요소: HDI 기술을 통해 저항기 및 커패시터를 레이어 내에 임베디드하여 다른 구성 요소에 대한 표면 공간을 20~30% 절약할 수 있습니다.b. 영향:HDI PCB를 사용하는 스마트워치는 44mm 케이스에 심박수 모니터, GPS, 셀룰러 연결 및 배터리를 포함하여 동일한 크기의 표준 PCB 설계보다 3배 더 많은 기능을 담고 있습니다.
8. 휴대용 및 항공 우주 애플리케이션을 위한 무게 감소드론에서 위성에 이르기까지 무게가 중요한 장치의 경우 HDI PCB는 상당한 무게 절감을 제공합니다.
a. 작동 방식: 더 얇은 기판: HDI PCB는 0.1mm 유전체 레이어(표준 PCB의 경우 0.2mm)를 사용하여 전체 보드 두께를 50% 줄입니다. 재료 사용량 감소: 레이어 수가 적고 비아가 작아 재료 소비량이 30~40% 줄어 강도를 저하시키지 않고 무게를 줄입니다. 경량 라미네이트: HDI PCB는 종종 표준 FR-4보다 15% 가벼운 Rogers 4350과 같은 경량 고성능 재료를 사용합니다.b. 항공 우주 예:HDI PCB를 사용하는 소형 위성은 탑재 하중을 2kg 줄여 발사 비용을 약 20,000달러 절감합니다(kg당 10,000달러의 일반적인 발사 비용 기준).
9. 간소화된 프로토타이핑으로 시장 출시 시간 단축HDI PCB는 설계 반복 및 생산을 단순화하여 제품이 소비자에게 더 빨리 도달하도록 돕습니다.
a. 프로토타이핑 장점: 짧은 리드 타임: HDI 프로토타입은 복잡한 표준 PCB의 경우 10~14일에 비해 5~7일 내에 생산할 수 있으므로 엔지니어가 설계를 더 빨리 테스트할 수 있습니다. 설계 유연성: HDI 제조 공정(예: 레이저 드릴링)은 트레이스 너비 또는 비아 배치 조정과 같은 막바지 변경 사항을 값비싼 재도구 없이 수용합니다. 시뮬레이션 호환성: HDI 설계는 최신 EDA 도구와 원활하게 통합되어 물리적 프로토타이핑 요구 사항을 30% 줄이는 정확한 신호 무결성 및 열 시뮬레이션을 가능하게 합니다.b. 스타트업 성공 사례:의료 기기 스타트업은 HDI PCB를 사용하여 휴대용 초음파 프로브를 프로토타이핑했습니다. 프로토타입 턴어라운드 시간을 14일에서 7일로 줄임으로써 개발 일정을 6주 단축하여 경쟁사보다 먼저 시장에 진출했습니다.
10. 대량 생산을 위한 확장성HDI PCB는 프로토타입에서 대량 생산까지 효율적으로 확장되므로 대량 요구 사항이 있는 소비자 전자 제품 및 자동차 애플리케이션에 이상적입니다.
a. 생산 이점: 자동화된 제조: 레이저 드릴링, 자동 광학 검사(AOI) 및 로봇 조립을 통해 복잡한 표준 PCB의 경우 3~5%에 비해 결함률이 1% 미만인 대량 HDI 생산이 가능합니다. 일관성: 더 엄격한 공차(트레이스 너비의 경우 ±5μm)는 100k+개 실행에서 균일한 성능을 보장하며, 이는 브랜드 평판 및 고객 신뢰에 중요합니다. 공급망 효율성: LT CIRCUIT과 같은 HDI 제조업체는 설계 지원에서 최종 테스트까지 엔드 투 엔드 생산을 제공하여 물류 복잡성과 리드 타임을 줄입니다.
b. 사례 연구:선도적인 스마트폰 브랜드는 주력 모델에 대해 매달 500만 개의 HDI PCB를 생산하여 99.2%의 수율을 달성했습니다. 이는 동일한 볼륨의 표준 PCB의 일반적인 95% 수율보다 훨씬 높습니다.
HDI PCB vs. 표준 PCB: 포괄적인 비교
메트릭
HDI PCB
표준 PCB
장점(HDI)
크기(동일한 기능)
100mm×100mm
150mm×150mm
56% 더 작은 풋프린트
무게(100mm×100mm)
15g
25g
40% 더 가벼움
신호 손실(10Gbps)
0.5dB/인치
2.0dB/인치
75% 손실 감소
레이어 수(복잡한 설계)
8 레이어
12 레이어
33% 더 적은 레이어
열 저항
10°C/W
25°C/W
60% 더 나은 방열
비용(10k개)
장치당 12달러
장치당 15달러
20% 더 낮음
신뢰성(MTBF)
100,000시간
60,000시간
67% 더 긴 수명
구성 요소 밀도
200개 구성 요소/in²
80개 구성 요소/in²
150% 더 높은 밀도
FAQQ: HDI PCB가 표준 PCB보다 더 비쌉니까?A: 간단한 설계(2~4 레이어)의 경우 HDI PCB는 초기 비용이 10~15% 더 비쌀 수 있습니다. 그러나 복잡한 설계(8+ 레이어)의 경우 HDI는 레이어 수와 재료 사용량을 줄여 대량 생산에서 총 비용을 15~25% 절감합니다.
Q: 어떤 유형의 장치가 HDI PCB의 가장 큰 이점을 얻습니까?A: 5G 스마트폰, 웨어러블, 의료 임플란트, 자동차 ADAS 시스템, IoT 센서 및 항공 우주 전자 제품 - 작은 크기, 고속 또는 조밀한 구성 요소 배치가 필요한 모든 장치.
Q: HDI PCB가 고전력을 처리할 수 있습니까?A: 예. 2~3oz 구리 레이어와 열 비아를 사용하면 HDI PCB는 콤팩트한 공간에서 최대 50W를 지원하므로 전력 증폭기, LED 드라이버 및 배터리 관리 시스템에 적합합니다.
Q: HDI PCB에서 가장 작은 비아 크기는 얼마입니까?A: LT CIRCUIT과 같은 선도적인 제조업체는 50μm만큼 작은 마이크로비아를 생산하여 5G 빔포밍 IC에 사용되는 0.3mm 피치 구성 요소에 대한 초고밀도 설계를 가능하게 합니다.
Q: HDI PCB는 5G 성능을 어떻게 향상시킵니까?A: 신호 손실 감소, 제어 임피던스 및 콤팩트한 크기는 HDI PCB를 5G mmWave 모듈에 이상적으로 만들어 네트워크 범위를 20% 연장하고 최대 10Gbps의 데이터 속도를 지원합니다.
결론HDI PCB는 기존 회로 기판에 대한 점진적인 개선이 아니라 전자 제품 설계의 패러다임 전환입니다. HDI 기술은 더 작고 빠르며 더 신뢰할 수 있는 장치를 가능하게 함으로써 소비자 전자 제품에서 항공 우주에 이르기까지 산업 전반에서 혁신을 주도하고 있습니다. 소형화에서 확장성에 이르기까지 여기에 설명된 10가지 장점은 HDI PCB가 가능한 것의 경계를 넓히는 것을 목표로 하는 엔지니어와 제조업체에게 최고의 선택이 된 이유를 강조합니다.
기술이 계속 발전함에 따라 - 6G, AI 및 유연한 전자 제품이 눈앞에 다가오면서 - HDI PCB는 더욱 중요한 역할을 할 것입니다. 마이크로비아 드릴링, 미세 피치 라우팅 및 대량 생산에 대한 전문 지식을 제공하는 LT CIRCUIT과 같은 숙련된 제조업체와 협력하면 이러한 이점을 활용하여 경쟁 시장에서 돋보이는 제품을 만들 수 있습니다.
PCB 임피던스를 지배하는 50, 90, 100옴의 이유: 제어 임피던스 뒤에 숨겨진 과학과 표준
인쇄 회로 보드 (PCB) 의 세계에서는 50, 90, 100 오름의 임피던스 값이 보편적입니다.산업 협업, 그리고 실제 세계 성능 테스트를 위해 고속 디지털 및 RF 디자인을 위해 올바른 임피던스를 선택하는 것이 중요합니다. 그것은 신호 반사를 방지하고 손실을 최소화합니다.그리고 커넥터와의 호환성을 보장합니다., 케이블 및 외부 장치.
이 가이드는 왜 50, 90, 100 오름이 PCB 임피던스의 황금 표준이 되었는지 설명합니다.그들의 실용적인 응용 (RF 트랜시버에서 USB 포트까지)5G 안테나나 USB-C 인터페이스를 설계하든, 이러한 임피던스 값을 이해하는 것은 신호 무결성을 최적화하는 데 도움이 될 것입니다.EMI를 줄이세요, 그리고 당신의 PCB가 다른 구성 요소와 원활하게 작동하는지 확인합니다.
주요 내용1.50 오프: 단발 RF 및 고속 디지털 추적, 평형 전력 처리, 신호 손실 및 전압 내성을위한 보편적 표준 5G, Wi-Fi 및 항공 우주 시스템에 중요합니다.2.90 오프: USB 디퍼셜 페어 (2.0/3.x) 를 위한 선택지, 소비자 전자제품에서 크로스 스톡을 최소화하고 데이터 속도를 극대화하기 위해 선택되었다.3.100 오프: 이더넷, HDMI 및 SATA 인터페이스를 지배하며, 더 긴 거리를 가로 질러 차차 신호에서 노이즈 면역을 위해 최적화되었습니다.4표준화 이점: 이러한 값을 사용하면 케이블, 커넥터 및 테스트 장비와 호환성을 보장하고 설계 복잡성과 제조 비용을 줄입니다.5임피던스 제어: 추적 기하학, 기판 재료 및 레이어 스택은 임피던스에 직접 영향을 미칩니다. 작은 오차도 신호 반사 및 데이터 오류를 유발할 수 있습니다.
PCB 저항 의 과학임피던스 (Z) 는 회로의 역류 (AC) 에 대한 저항을 측정하며 저항, 용량 및 인덕턴스를 결합합니다. PCB에서,제어된 임피던스는 신호가 왜곡없이 전파되도록 보장합니다., 특히 높은 주파수 (> 100MHz) 에서. 임피던스가 추적 경로에 따라 일관되면 신호 에너지는 소스에서 로드로 효율적으로 전송됩니다. 불일치로 인해 반사가 발생하여 데이터가 손상됩니다.EMI 증대, 그리고 범위를 줄여
PCB 흔적 저항 을 결정 하는 것 은 무엇 인가?임페던스는 5가지 주요 요소에 따라 달라지며, 이 모든 요소는 설계 및 제조 과정에서 엄격하게 통제되어야 합니다.
1트레스 너비: 더 넓은 트레스는 임피던스 (더 많은 용량) 를 줄이고, 좁은 트레스는 증가합니다.2흔적 두께: 두꺼운 구리 (예를 들어, 2oz) 는 더 얇은 구리 (0.5oz) 에 비해 impedance 를 낮춰줍니다.3.다일렉트릭 두께: 흔적과 가장 가까운 지상 평면 사이의 거리는 더 두꺼운 다일렉트릭이 임피던스를 증가시킵니다.4변전기 상수 (Dk): FR-4 (Dk = 4.0 ∼4.8) 와 같은 물질은 신호 전파를 느리게 한다. 낮은 Dk 물질 (예를 들어, 로저스 4350, Dk = 3.48) 는 임피던스를 증가시킨다.5트레이스 스피싱: 디퍼셜 짝의 경우 더 가까운 스피싱으로 인해 용량 결합이 증가하기 때문에 임피던스가 감소합니다.
엔지니어들은 이러한 변수를 계산하기 위해 필드 솔버 도구를 (예를 들어, 폴라 Si8000) 사용하며 고속 설계에 중요한 ±10% 허용량으로 목표 임피던스를 달성합니다.
왜 50 오름 이 단편적 인 흔적 에 대한 보편적 표준 이 됩니까?50 오름은 PCB에서 가장 널리 사용되는 임피던스이며, 특히 단단 RF 및 고속 디지털 신호에 사용됩니다. 그것의 지배력은 세 가지 중요한 성능 메트릭의 완벽한 균형에서 비롯됩니다.1전력, 손실 및 전압의 균형초기 RF 엔지니어들은 단일 임피던스 값이 세 가지 주요 매개 변수를 모두 최적화 할 수 없다는 것을 발견했습니다.
a.최저 신호 손실: ~77 오름 (마이크로 웨이브 링크와 같은 장거리 통신에 이상적입니다).b.최대 전력 처리: ~30오엄 (대전력 송신기에 사용되지만 전압 붕괴에 취약하다).c.최대전압 허용량: ~60오엄 (도망에 저항하지만 신호 손실이 더 높습니다.)
50 오름은 실용적인 타협으로 나타났고, 세 가지 범주 모두에서 수용 가능한 성능을 제공했습니다.대부분의 애플리케이션에서 5G 베이스 스테이션에서 Wi-Fi 라우터까지이 균형은 전문 구성 요소없이 신뢰할 수있는 작동을 보장합니다..
2케이블 및 커넥터와 호환성50 오름은 RF 시스템의 척추인 동축 케이블이 이 임피던스에서 가장 잘 작동하기 때문에 표준화되었습니다. 초기 동축 설계 (예를 들어,RG-58) 는 손실을 최소화하고 전력 전송을 극대화하기 위해 50 오흐프 임피던스를 사용했습니다.이 케이블에 PCB가 통합됨에 따라, 50 오름은 커넥터에서 임피던스 불일치를 피하기 위해 기본이되었습니다.
오늘날 거의 모든 RF 커넥터 (SMA, N 타입, BNC) 는 50오엄으로 등급되어 있으며, 무선 설계에서 이 표준을 피할 수 없습니다.50오흐미 PCB 추적 장치와 50오흐미 커넥터 및 케이블이 결합되어 5G 및 레이더 시스템에서 범위를 유지하는 데 중요한 10GHz) 설계에 이상적입니다 (Dk = 3.48 ± 0.05), 온도에서 안정적인 임피던스를 제공합니다.c.PTFE 기반 재료: 항공우주에서 사용되지만 비싸고 제조하기가 어렵습니다.
디ферен셜 짝 (90/100 오름) 에 대해서는 FR-4가 대부분의 소비자 전자제품에 충분하며, 로저스 재료는 10Gbps+ 설계에 예약되어 있습니다.
2. 추적 기하학을 최적화필드 풀러 도구를 사용하여 흔적 너비, 간격 및 다이 일렉트릭 두께를 계산하십시오.
a. 단발 (50 오름): 50 밀리 다이렉트릭을 가진 FR-4 (Dk = 4.5) 에 1 온스 구리 흔적은 13 밀리 폭이 필요합니다.b.USB (90 오프): 50 밀리 다이 일렉트릭 상에서 6 밀리 간격으로 8 밀리 너비의 두 개의 흔적이 90 오프를 달성합니다.c. 이더넷 (100 오프): 50 밀리 다이 일렉트릭 상에서 8 밀리 간격으로 10 밀리 너비의 두 개의 흔적이 100 오프에 도달합니다.
항상 트랙 바로 아래의 바닥 평면을 포함합니다. 이것은 임피던스를 안정시키고 EMI를 줄입니다.
3당신 의 제조업체 와 협력 하십시오제조업체는 임피던스에 영향을 미치는 독특한 능력을 가지고 있습니다.
a.어치 tolerances: 대부분의 가게는 ± 10%의 임피던스 제어, 그러나 고급 제조업체 (예를 들어, LT CIRCUIT) 는 중요한 설계에 ± 5%를 제공합니다.b.물질의 변동성: FR-4 또는 로저스 물질의 대량에 대한 Dk 테스트 데이터를 요청하십시오. Dk가 ± 0로 변할 수 있기 때문입니다.2.c. 스택업 검증: 다이 일렉트릭 두께와 구리 무게를 확인하기 위해 생산 전 스택업 보고서를 요청합니다.
4테스트 및 검증제조 후 임피던스를 확인합니다:
a. 시간 영역 반사학 (TDR): 경로를 따라 임피던스를 계산하기 위해 반사를 측정한다.b. 벡터 네트워크 분석기 (VNA): 주파수 (RF 설계에 중요한) 를 통해 임피던스를 테스트합니다.시그널 무결성 시뮬레이션: 키사이트 ADS와 같은 도구는 눈 다이어그램과 BER를 예측하여 USB 3.2 또는 이더넷과 같은 표준을 준수하도록합니다.
자주 묻는 질문: 일반적 인 막대기 신화 와 오해질문: RF 설계에 50오름 대신 75오름을 사용할 수 있나요?A: 75 오름 은 신호 손실 을 최소화 한다. (케이블 TV 를 위해 이상적 이다.) 그러나 대부분의 RF 커넥터, 증폭기, 시험 장비 는 50 오름 을 사용 한다.75 오함 PCB는 50 오함 부품에 연결되면 신호 반사 20% ~ 30%를 겪습니다., 범위를 줄이고 EMI를 증가시킵니다.
Q: USB와 이더넷은 왜 다른 이차 역량을 사용합니까?A: USB는 소형성 (단기 케이블, 더 긴 추적 간격) 을 우선시하며, 90 오임을 선호합니다. 이더넷은 장거리 전송 (100m+) 에 중점을두고 있으며, 100 오름은 멀티 페어 케이블에서 크로스 스톡을 감소시킵니다..이 값은 상호 운용성을 보장하기 위해 각각의 표준에 고정됩니다.
Q: 모든 PCB 레이어는 제어된 임피던스를 필요로 합니까?A: 고속 신호 (> 100Mbps) 만 제어 된 임피던스를 필요로하지 않습니다. 전력, 지상 및 저속 디지털 계층 (예: I2C, SPI) 은 제어되지 않은 임피던스를 사용할 수 있습니다.
질문: 임피던스 용도는 얼마나 긴해야 할까요?A: 대부분의 설계에서는 ±10%가 허용됩니다. 고속 인터페이스 (예: USB4, 100G 이더넷) 는 BER 요구 사항을 충족시키기 위해 ±5%가 필요합니다. 군사 / 항공 우주 설계는 극심한 신뢰성을 위해 ±3%를 지정 할 수 있습니다.
Q: 같은 PCB에서 임피던스 값을 혼합할 수 있나요?A: 네, 대부분의 PCB에는 50 오함 RF 추적, 90 오함 USB 페어 및 100 오함 이더넷 페어가 있습니다. 서로 다른 임피던스 도메인 간의 교차 소리를 방지하기 위해 고립 (지상 평면, 간격) 을 사용하십시오.
결론PCB 설계에서 50, 90, 100 오름의 지배성은 우연이 아닙니다.이 값은 성능, 호환성 및 제조성의 최적의 균형을 나타냅니다.50 오름은 단일 끝 RF 및 고속 디지털 시스템에서 우수합니다.이 표준을 준수함으로써, 이 표준은 USB, 이더넷, HDMI의 차이 신호의 필요에 맞게 조정됩니다.엔지니어들은 기존의 케이블과 손쉽게 작동하도록 설계합니다., 커넥터 및 테스트 장비는 위험, 비용 및 시장 진출 시간을 줄입니다.
이러한 임피던스 값을 무시하면 불필요한 복잡성을 도입합니다. 신호 반사, EMI 및 호환성 문제로 프로젝트를 탈선시킬 수 있습니다.5G 스마트폰이나 산업용 이더넷 스위치를 설계하든, 제어된 임피던스는 후반적인 것이 아닙니다. 그것은 성능과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 기본 설계 원칙입니다.
초고속 기술이 발전함에 따라 (예를 들어, 100G 이더넷, 6G 무선), 50, 90, 100 오름은 여전히 중요합니다.그들의 장수성은 새로운 재료와 더 높은 주파수들에 적응할 수 있는 능력에서 비롯되며 동시에 전자 산업을 움직이는 상호 운용성을 유지합니다..
엔지니어들은 이 표준을 수용하고, 임피던스 제어 검증을 위해 제조업체와 긴밀히 협력하고, 시뮬레이션 도구를 사용하여 설계를 검증합니다.당신은 일관성 있는 PCB를 만들 것입니다., 가장 까다로운 응용 프로그램에서도 신뢰할 수있는 성능.
다음 번에 PCB 레이아웃을 검토할 때, 기억하세요: 그 숫자는 50, 90, 100은 단지 저항 값이 아닙니다. 그들은 수십 년의 엔지니어링 지혜의 결과입니다.의사소통, 그리고 의도한대로 수행합니다.
PCB 구리 두께: 선택 및 최적 성능을위한 최상의 관행을위한 주요 요소
인쇄 회로 기판(PCB)의 구리 두께는 단순한 기술적 세부 사항을 훨씬 넘어선 것으로, 전류 전달 용량에서 열 관리, 제조 비용에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치는 중요한 설계 선택입니다. 고전력 산업용 컨트롤러를 설계하든 소형 웨어러블 장치를 설계하든, 적절한 구리 두께를 선택하면 실제 환경 조건에서 PCB가 안정적으로 작동합니다.
이 가이드는 PCB 구리 두께의 과학적 원리를 분석하여 전기적, 열적, 기계적 성능에 미치는 영향을 살펴봅니다. 표준 두께(0.5oz ~ 3oz+)를 비교하고, 특정 응용 분야에 대한 선택 기준을 설명하며, 일반적인 함정을 피하기 위한 실행 가능한 모범 사례를 제공합니다. 마지막으로, 소비재 전자 제품, 자동차 시스템 또는 산업 장비에 관계없이 성능, 비용 및 제조 가능성의 균형을 맞춘 구리 두께를 선택할 수 있게 됩니다.
주요 내용1. 구리 두께 기본 사항: 평방 피트당 온스(oz/ft²) 단위로 측정하며, 대부분의 응용 분야에서 1oz = 35μm(1.37mils)가 업계 표준입니다.2. 성능 트레이드 오프: 더 두꺼운 구리(2oz+)는 전류 용량과 열 발산을 개선하지만 비용을 증가시키고 유연성을 감소시킵니다. 더 얇은 구리(0.5oz)는 미세 피치 설계를 가능하게 하지만 전력 처리를 제한합니다.3. 응용 분야별 요구 사항: 고전력 장치(예: 모터 컨트롤러)는 2~3oz 구리가 필요하고, 웨어러블 및 스마트폰은 소형화를 위해 0.5~1oz를 사용합니다.4. 제조 가능성 중요: 더 두꺼운 구리는 더 엄격한 공차와 특수 에칭을 요구하여 생산 복잡성과 비용을 증가시킵니다.5. IPC 규정 준수: IPC-2221 표준을 따르면 트레이스 너비와 구리 두께가 안전 및 성능 요구 사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
PCB 구리 두께 이해구리는 PCB의 생명선으로, 전기 신호와 전력을 전달하는 전도성 트레이스, 패드 및 플레인을 형성합니다. 두께는 PCB가 스트레스, 열 및 전류 부하에서 얼마나 잘 작동하는지에 직접적인 영향을 미칩니다.
측정 단위 및 변환구리 두께는 일반적으로 평방 피트당 온스(oz/ft²) 단위로 지정되며, 이는 기판의 1평방 피트 위에 퍼진 구리의 무게를 나타내는 레거시 단위입니다. 이는 다음과 같이 변환됩니다.
구리 무게(oz/ft²)
마이크로미터 단위의 두께(μm)
밀 단위의 두께(1mil = 0.001in)
0.5
17.5
0.7
1
35
1.37
2
70
2.74
3
105
4.11
4
140
5.5
참고: IPC-4562는 구리 두께에 대해 ±10%의 공차를 지정합니다. 예를 들어, 1oz 구리는 31.5μm에서 38.5μm 사이로 측정할 수 있습니다.
표준 구리 vs. 헤비 구리a. 표준 구리: 0.5oz ~ 2oz, 소비재 전자 제품, IoT 장치 및 저전력 PCB의 90%에서 사용됩니다.b. 헤비 구리: 3oz 이상, 전류가 20A를 초과하는 고전력 응용 분야(예: 산업용 모터 드라이브, EV 충전기)에 사용됩니다. 헤비 구리는 균일한 두께를 얻기 위해 산성 구리 도금과 같은 특수 제조 공정이 필요합니다.
구리 두께가 PCB 성능에 미치는 영향신호 무결성에서 기계적 내구성에 이르기까지 PCB 기능의 모든 측면은 구리 두께에 따라 달라집니다. 다음은 그 영향에 대한 자세한 분석입니다.1. 전기적 성능: 전류 용량 및 저항구리의 주요 역할은 전기를 전도하는 것이며, 더 두꺼운 구리는 이를 더 효율적으로 수행합니다.
a. 전류 처리: 5mm 너비의 1oz 구리 트레이스는 10°C 온도 상승으로 ~20A를 전달할 수 있습니다. 동일한 너비의 2oz 구리 트레이스는 저항이 낮아 ~28A를 전달할 수 있습니다.b. 저항 감소: 더 두꺼운 구리는 트레이스 저항(인치당 옴)을 줄여 전력 공급 네트워크의 전압 강하를 최소화합니다. 예를 들어, 10인치 1oz 구리 트레이스(1mm 너비)는 ~0.25Ω의 저항을 갖는 반면, 동일한 치수의 2oz 트레이스는 ~0.12Ω의 저항을 갖습니다.c. 전력 손실: 저항이 낮다는 것은 I²R 손실로 인해 발생하는 열이 적다는 것을 의미하며, LED 드라이버 또는 배터리 관리 시스템(BMS)과 같은 고전력 설계에 중요합니다.
IPC-2221 지침: 이 표준은 구리 두께, 전류 및 허용 온도 상승을 기반으로 필요한 트레이스 너비를 계산하는 공식을 제공합니다. 10A 전류 및 10°C 상승의 경우:
a. 1oz 구리는 2.5mm 트레이스가 필요합니다.
b. 2oz 구리는 1.2mm 트레이스가 필요하며, 보드 공간을 50% 절약합니다.2. 열 관리: 열 확산 및 발산
두꺼운 구리는 내장형 방열판 역할을 하여 뜨거운 구성 요소(예: 마이크로프로세서, 전력 MOSFET)에서 열을 분산시킵니다.a. 열 분포: 2oz 구리 플레인은 1oz 플레인보다 30% 더 효과적으로 열을 분산시켜 고전력 설계에서 핫 스폿 온도를 15~20°C 낮춥니다.
b. 열 사이클링 저항: 더 두꺼운 구리는 반복적인 가열 및 냉각으로 인한 피로에 강하며, 이는 자동차 및 항공 우주 PCB에서 흔히 발생하는 문제입니다.c. LED 응용 분야: 2oz 구리 PCB에 장착된 고전력 LED(10W+)는 1oz 보드에 장착된 LED보다 10~15% 더 긴 수명을 유지하며, 열이 LED 접합부에 도달하기 전에 발산되기 때문입니다.3. 기계적 강도 및 내구성
구리 두께는 PCB가 물리적 스트레스를 견딜 수 있는 능력에 영향을 미칩니다.a. 굴곡 강도: 더 두꺼운 구리는 PCB의 강성을 높여 산업 환경에서 구부러지는 것에 더 강하게 만듭니다. 3oz 구리 PCB는 동일한 기판 두께의 1oz PCB보다 40% 더 강합니다.
b. 진동 저항: 자동차 또는 항공 우주 응용 분야에서 두꺼운 구리 트레이스는 진동(MIL-STD-883H 테스트 기준)에서 균열이 발생할 가능성이 적습니다.c. 커넥터 신뢰성: 2oz 구리가 있는 패드는 반복적인 커넥터 삽입으로 인한 마모에 더 강하여 소비재 장치의 PCB 수명을 연장합니다.4. 신호 무결성: 임피던스 제어
고주파 설계(500MHz+)의 경우 구리 두께는 임피던스에 영향을 미치며, 이는 신호 무결성에 중요합니다.a. 임피던스 매칭: 더 두꺼운 구리는 트레이스 저항을 줄이지만 트레이스의 단면적도 변경하여 특성 임피던스(Z₀)에 영향을 미칩니다. 설계자는 대상 임피던스(예: RF 트레이스의 경우 50Ω)를 유지하기 위해 트레이스 너비를 조정해야 합니다.
b. 스킨 효과 완화: 고주파수에서 전류는 트레이스 표면 근처에서 흐릅니다(스킨 효과). 더 두꺼운 구리는 더 큰 표면적을 제공하여 고주파수 저항을 줄입니다.c. 미세 피치 문제: 얇은 구리(0.5oz)는 0.4mm 피치 BGA(스마트폰)에 필수적인 좁은 트레이스(≤0.1mm)로 에칭하기가 더 쉽습니다. 더 두꺼운 구리는 에칭 언더컷을 유발하여 신호 경로를 저하시킬 수 있습니다.5. 비용 및 제조 가능성
구리 두께는 생산 비용과 복잡성에 직접적인 영향을 미칩니다.a. 재료 비용: 2oz 구리 PCB는 구리 사용량이 많아 1oz 보드보다 15~20% 더 비쌉니다. 헤비 구리(3oz+)는 비용을 50% 이상 증가시킬 수 있습니다.
b. 에칭 어려움: 더 두꺼운 구리는 에칭 시간이 더 오래 걸리므로 언더컷(에칭제가 트레이스 측면을 공격하는 경우)의 위험이 증가합니다. 이로 인해 미세 피치 기능(≤0.1mm 트레이스)을 생산하기가 더 어려워집니다.c. 라미네이션 문제: 레이어 전체에 구리 두께가 고르지 않으면 라미네이션 중에 PCB가 휘어질 수 있어 수율이 감소합니다.적절한 구리 두께를 선택하는 방법
구리 두께를 선택하려면 응용 분야의 요구 사항과 제조 제약 조건을 균형 있게 고려해야 합니다. 다음 의사 결정 프레임워크를 따르십시오.1. 전류 및 전력 요구 사항 정의
중요한 트레이스(예: 전원 레일, 모터 드라이버)에서 최대 전류를 계산하는 것으로 시작합니다. 다음과 같은 도구를 사용하십시오.a. IPC-2221 트레이스 너비 계산기: 필요한 트레이스 너비를 얻기 위해 전류, 온도 상승 및 구리 두께를 입력합니다.
b. 시뮬레이션 소프트웨어: Altium 또는 Cadence와 같은 도구는 전류 흐름 및 열 분포를 시뮬레이션하여 핫 스폿을 식별하는 데 도움이 됩니다.예: 50A 전류의 12V 자동차 BMS에는 다음이 필요합니다.
a. 1oz 구리: 10mm 트레이스 너비.
b. 2oz 구리: 5mm 트레이스 너비.c. 3oz 구리: 3.5mm 트레이스 너비.2. 열 요구 사항 평가
PCB에 고전력 구성 요소(≥5W)가 포함된 경우 더 두꺼운 구리를 우선시하십시오.a. LED 드라이버: 10~50W LED의 경우 2oz 구리, 50W+의 경우 3oz 구리.
b. 모터 컨트롤러: 스위칭 전류를 처리하기 위해 2~3oz 구리.c. 전원 공급 장치: >100W 설계의 입력/출력 레일에 대해 3oz+ 구리.3. 기계적 및 환경적 요인 고려
a. 견고한 산업용 PCB: 진동 저항을 위해 2~3oz 구리.b. 유연한 PCB(웨어러블): 유연성을 유지하기 위해 0.5~1oz 구리.c. 실외/자동차 PCB: 열 사이클링에 대한 저항을 위해 2oz 구리.4. 설계 복잡성 고려
a. 미세 피치 구성 요소(0.4mm BGA): 좁은 트레이스(≤0.1mm)를 가능하게 하기 위해 0.5~1oz 구리.b. 고밀도 상호 연결(HDI): 마이크로비아 및 좁은 간격을 위해 0.5oz 구리.c. 대형 전원 플레인: 보드 전체의 전압 강하를 최소화하기 위해 2~3oz 구리.5. 제조업체와 조기에 상담
제조업체는 구리 두께에 대한 특정 기능을 가지고 있습니다.a. 대부분은 문제 없이 0.5~2oz 구리를 안정적으로 생산할 수 있습니다.
b. 헤비 구리(3oz+)는 특수 도금 라인이 필요합니다. 가용성을 확인하십시오.c. 선택한 두께에 대한 최소 트레이스 너비(예: 1oz의 경우 0.1mm, 2oz의 경우 0.2mm)에 대해 문의하십시오.응용 분야별 구리 두께
다양한 산업 분야에서는 고유한 과제를 해결하기 위해 맞춤형 구리 두께가 필요합니다.1. 소비재 전자 제품a. 스마트폰/태블릿: 0.5~1oz 구리. 배터리(3~5A)에 대한 충분한 전류 처리와 소형화(미세 트레이스)의 균형을 맞춥니다.b. 노트북: 전력 공급의 경우 1oz 구리, 충전 회로의 경우 2oz(10~15A).c. LED TV: 백라이트 드라이버에서 1~2oz 구리, 5~10A 전류를 처리합니다.장치
구리 두께
주요 이유
iPhone/Samsung Galaxy
0.5oz
미세 피치 구성 요소(0.3mm BGA)
노트북 충전기 PCB
2oz
15~20A 충전 전류 처리
2. 자동차 전자 제품
a. ADAS 센서: 1~2oz 구리. 신호 무결성(레이더/LiDAR)과 적당한 전력 요구 사항의 균형을 맞춥니다.b. EV 배터리 관리: 고전류(50~100A) 전원 레일에 대해 3~4oz 구리.c. 인포테인먼트 시스템: 저전력(≤5A) 오디오/비디오 회로에 대해 1oz 구리.자동차 표준: IPC-2221/AM1은 -40°C ~ 125°C 온도를 견디기 위해 언더 후드 PCB에 대해 2oz 최소 구리를 지정합니다.
3. 산업 장비
a. 모터 드라이브: 20~100A 모터 전류를 처리하기 위해 3~4oz 구리.b. PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러): 강력한 전력 분배를 위해 2oz 구리.c. 태양광 인버터: 200~500A DC-AC 변환을 위해 4oz+ 구리.사례 연구: 3oz 구리를 사용하는 50A 산업용 모터 드라이브는 1oz 구리를 사용하는 동일한 설계보다 25% 낮은 작동 온도를 보여 구성 요소 수명을 3년 연장했습니다.
4. 의료 기기
a. 웨어러블 모니터: 유연성 및 소형화를 위해 0.5oz 구리.b. 이식형 장치: 저전력(≤1A) 및 신뢰성을 위해 1oz 구리(생체 적합성 도금).c. 영상 장비(MRI/CT): 고전압(1000V+) 구성 요소를 처리하기 위해 2oz 구리.구리 두께 선택을 위한 모범 사례
일반적인 실수를 방지하고 설계를 최적화하려면 다음 지침을 따르십시오.1. 가능한 경우 표준 두께 사용대부분의 응용 분야에서 0.5oz, 1oz 또는 2oz 구리를 고수하십시오. 이는 다음과 같습니다.a. 생산 비용이 저렴합니다(특수 공정 없음).
b. 제조업체에서 쉽게 조달할 수 있습니다.c. 휘어짐 또는 에칭 문제가 발생할 가능성이 적습니다.2. 레이어 전체에서 구리 두께의 균형 유지
불균형한 구리 분포(예: 상단 레이어에 3oz, 내부 레이어에 1oz)는 라미네이션 중에 PCB가 휘어지는 원인이 될 수 있습니다. 대칭 스택업을 목표로 하십시오.a. 4레이어 PCB의 경우: 모든 레이어에 1oz 또는 외부 레이어에 2oz, 내부 레이어에 1oz.
b. 헤비 구리 설계의 경우: 두꺼운 구리를 1~2개 레이어(전원 플레인)로 제한하여 비용과 휘어짐을 줄입니다.3. 프로토타입으로 검증
선택한 구리 두께로 5~10개의 프로토타입 PCB를 주문하여 테스트하십시오.a. 전류 처리(전원 공급 장치를 사용하여 최대 전류를 시뮬레이션하고 온도 상승을 측정합니다).
b. 신호 무결성(네트워크 분석기를 사용하여 임피던스를 확인합니다).c. 기계적 강도(유연한 설계를 위해 굽힘 테스트를 수행합니다).4. 요구 사항을 명확하게 문서화
제작 노트에 구리 두께를 포함하십시오.a. 레이어별 두께를 지정합니다(예: “상단: 2oz, 내부 1: 1oz, 내부 2: 1oz, 하단: 2oz”).
b. IPC 표준을 참조합니다(예: “구리 두께 공차에 대해 IPC-4562 Class B 충족”).c. 헤비 구리 영역을 기록합니다(예: “U1 전원 패드 영역에 3oz 구리”).피해야 할 일반적인 실수
1. 두께 과다 지정“안전을 위해” 3oz 구리를 사용하면 비용과 제조 복잡성이 증가합니다. 헤비 구리로 업그레이드하는 경우는 다음과 같습니다. a. 전류가 중요한 트레이스에서 20A를 초과합니다.
b. 열 시뮬레이션에서 표준 두께로 핫 스폿이 표시됩니다.2. 트레이스 너비 과소 평가
전류에 비해 너무 좁은 1oz 구리 트레이스는 과열됩니다. IPC-2221 계산을 사용하여 트레이스 너비가 두께와 일치하는지 확인하십시오. a. 실수: 1mm 너비로 10A를 전달하는 1oz 구리 트레이스는 주변 온도보다 40°C 상승하여 안전 한계를 훨씬 초과합니다.
b. 수정: 너비를 2mm 또는 2oz 구리로 늘립니다.3. 유연성 요구 사항 무시
두꺼운 구리(2oz+)는 유연한 PCB를 강성하게 만들고 구부러질 때 균열이 발생하기 쉽습니다. 웨어러블 또는 접이식 장치의 경우: a. 0.5oz 구리를 사용합니다.
b. 더 큰 굽힘 반경(≥10x PCB 두께)으로 설계합니다.4. 임피던스 제어 무시
더 두꺼운 구리는 트레이스 임피던스를 변경하여 고주파 설계에서 신호 반사를 유발합니다. 필드 솔버 도구를 사용하여 트레이스 너비를 조정합니다. a. 1oz 구리(FR-4 기판, 0.8mm 유전체)의 50Ω RF 트레이스의 경우: 0.25mm 너비.
b. 2oz 구리(동일한 기판)의 경우: 50Ω을 유지하기 위해 0.18mm 너비.FAQ
Q: 서로 다른 레이어가 서로 다른 구리 두께를 가질 수 있습니까?A: 예, 하지만 비대칭 스택업은 휘어짐 위험을 증가시킵니다. 대부분의 제조업체는 헤비 구리를 외부 레이어로 제한하고 내부 레이어에 1oz를 사용하는 것을 권장합니다.Q: 미세 피치 설계에 대한 최대 구리 두께는 얼마입니까?
A: 2oz 구리는 좁은 트레이스(≤0.1mm)로 에칭하기가 더 어렵기 때문에 0.4mm 피치 BGA에 1oz 구리가 이상적입니다.Q: 구리 두께는 PCB 무게에 어떤 영향을 미칩니까?
A: 1oz 구리가 있는 12”×18” PCB는 ~100g이고, 3oz 구리가 있는 동일한 보드는 ~300g입니다. 이는 항공 우주 또는 웨어러블 설계에 중요합니다.Q: 헤비 구리(3oz+)는 비용 대비 가치가 있습니까?
A: 고전력 응용 분야(≥50A)의 경우 예. 트레이스 너비를 50% 줄이고 열 성능을 개선하여 생산 비용 증가를 상쇄합니다.Q: 실외 PCB에 대한 최소 구리 두께는 얼마입니까?
A: 대부분의 실외 사용에는 1oz 구리가 충분하지만, 부식을 방지하기 위해 해안 지역(염수 분무)에는 2oz가 권장됩니다.결론
PCB 구리 두께는 전기적 성능, 열 관리 및 제조 비용에 영향을 미치는 기본적인 설계 선택입니다. IPC 표준을 따르고 제조업체와 조기에 상담하면서 응용 분야의 전류, 열 및 기계적 요구 사항에 두께를 맞추면 안정적이고 비용 효율적이며 의도된 용도에 최적화된 PCB를 만들 수 있습니다.0.5oz 구리 웨어러블을 설계하든 4oz 구리 산업용 모터 드라이브를 설계하든, 핵심은 성능 요구 사항과 실제 제조 한계를 균형 있게 맞추는 것입니다. 올바른 접근 방식을 통해 구리 두께는 PCB의 기능을 제한하는 것이 아니라 향상시키는 도구가 됩니다.
신뢰할 수 있는 PCB 성능을 위한 솔더링 배리어 코팅 선택
올바른 용접 장벽 코팅을 선택하는 것은 PCB의 신뢰성, 용접 가능성, 그리고 장기적인 성능에 영향을 미치는 중요한 결정입니다.코팅은 구리 패드를 산화로부터 보호합니다., 강력한 용접 결합을 보장하고 습기와 화학 물질과 같은 환경 위험으로부터 보호합니다. 비용 효율적인 HASL에서 고성능 ENEPIG에 이르기까지 다양한 옵션으로,선택은 운영 환경을 포함하여 귀하의 응용 프로그램의 고유 한 필요에 달려 있습니다, 부품 종류, 예산
이 안내서는 가장 일반적인 용접 장벽 코팅을 분해하고 주요 특성을 비교하고 프로젝트에 가장 좋은 옵션을 선택하기위한 실행 가능한 전략을 제공합니다.고주파 RF 보드를 디자인하든 비용에 민감한 소비자 장치를 디자인하든, 이 코팅을 이해하는 것은 습기가 떨어지거나 산화되거나 조기 고장나가는 것과 같은 일반적인 문제를 피하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1표면 마감 (예를 들어, ENIG, HASL) 은 구리 패드를 사전 조립으로 보호하고, 컨포럼 코팅 (예를 들어, 실리콘, 파릴렌) 은 조립 후 PCB를 보호합니다.2.ENIG 및 ENEPIG는 평면성, 용접성 및 내구성의 최상의 조합을 제공합니다.3비용에 민감한 프로젝트는 HASL 또는 OSP에서 이익을 얻지만 열악한 환경에서 유효기간과 성능을 희생합니다.4파릴렌과 실리콘과 같은 합성 코팅은 재처리 가능성에 대한 타협과 함께 극단적인 조건 (예: 항공, 의료) 에서 중요한 보호를 제공합니다.5규제 준수 (RoHS, IPC) 및 환경 요소 (온도, 습도) 는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 코팅 선택에 영향을 줄 것입니다.
용접 장벽 코팅의 종류용접 장벽 코팅은 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다.표면 마감 (황을 보호하고 용접을 돕기 위해 벗은 PCB에 적용) 및 적합 코팅 (환경 손상으로부터 보호하기 위해 조립 후 적용)각 유형은 고유 한 응용 프로그램과 성능 특성을 가지고 있습니다.
표면 가공: 용접 을 위한 구리 패드 보호표면 마감은 산화를 방지하고 용접성을 보장하고 신뢰할 수있는 부품 부착을 지원하기 위해 맨 PCB에 노출 된 구리 패드에 적용됩니다. 가장 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.1HASL (열기 용접수 레벨링)HASL는 특히 비용 민감한 응용 분야에서 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 표면 완공 중 하나입니다. 용액 용접 (연금 또는 비연) 이 PCB에 적용됩니다.그 다음 과잉은 뜨거운 공기로 날려서 패드에 용접 코팅을 남깁니다..
장점: 저렴한 비용, 우수한 용접성, 장수 기간 (12 개월), 대부분의 부품과 호환됩니다.단점: 불규칙한 표면 (연금 멘이스쿠스 때문에), 얇은 피치 ( 12 개월), RoHS 준수.단점: 더 높은 비용, 블랙 패드 (절절을 약화시키는 부서지기 쉬운 니켈 금 화합물), 복잡한 제조.가장 적합합니다: 높은 신뢰성 응용 프로그램 (의료기기, 항공우주), 얇은 피치 부품 및 고주파 PCB.
3. OSP (Organic Soldability Preservative) 는 유기 용접성 보존제입니다.OSP는 금속을 첨가하지 않고 산화로부터 구리를 보호하는 얇은 유기 필름 (0.1 ∼ 0.3μm) 이다. 용접 과정에서 녹아, 결합을 위해 깨끗한 구리를 노출시킨다.
장점: 매우 저렴한 비용, 평평한 표면, RoHS 준수, 고 주파수 설계에 이상적입니다 (금속 손실이 없습니다).단점: 짧은 유통기 (6개월), 취급과 습도에 민감하며 여러 번 재흐름 주기에 적합하지 않습니다.가장 적합합니다: 비용에 민감한 소비자 전자제품 (스마트폰, TV) 및 고주파 RF 보드.
4몰입 은 (ImAg)몰입 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은 은
장점: 우수한 용접성, 평면, ENIG에 비해 저렴한 비용, RoHS 준수.단점: 습한 환경에서는 훼손 (산화) 에 취약하며, 유통 기간이 짧으며 (6개월) 신중한 보관이 필요합니다.가장 적합합니다: RF 회로, 와이어 결합 응용 프로그램 및 중급 소비자 전자제품.
5ENEPIG (전체 없는 니켈 전체 없는 팔라디움 몰입 금)ENEPIG는 니켈과 금 사이에 팔라디움 층 (0.1 ∼ 0.2μm) 을 추가하여 ENIG보다 신뢰성을 향상시킵니다. 팔라디움은 니켈 산화를 방지하고 블랙 패드 위험을 제거합니다.
장점: 우수한 내구성, 와이어 접착 및 용접에 우수, 장수 기간 (> 12 개월), RoHS 준수.단점: 일반적인 마무리 제품 중 가장 높은 비용, 더 긴 제조 수명.최선: 미션 크리티컬 애플리케이션 (항공, 의료 임플란트) 및 용접 및 와이어 결합이 필요한 보드.
6침수 틴 (ImSn)몰입 틴은 얇은 틴 층 (0.8~1.2μm) 을 구리 위에 적용하여 평평한 표면을 제공하고 좋은 용접성을 제공합니다.
장점: 저렴한 비용, 얇은 피치 부품의 평평한 표면, RoHS 준수.단점: 틴 머스크 (단한 셔츠를 유발하는 작은 전도성 필라멘트) 의 위험, 짧은 보관 기간 (6 개월).가장 적합합니다: 압축 연결 장치 및 저비용 자동차 부품 (안전 비 중요).
합성 코팅: PCB를 보호컨포멀 코팅은 습기, 먼지, 화학 물질 및 기계적 스트레스로부터 보호하기 위해 완전히 조립 된 PCB에 적용 된 얇은 폴리머 필름입니다.그들은 용접에 도움이 되지 않지만 열악한 환경에서 PCB의 수명을 연장합니다..
1아크릴아크릴 코팅은 방온에서 빠르게 고칠 수 있는 용매 또는 물 기반의 폴리머입니다.
장점: 적용 하기 쉽다, 비용 이 낮다, 재작업 가능성도 뛰어나다 (용매 를 사용 하여 제거 한다), 습기에 잘 견딜 수 있다.단점: 화학물질 및 가열 저항성이 떨어지고 온도 내성이 제한되어 있습니다 (125°C까지).가장 적합함: 소비자 전자제품 ( 착용용품, 가전제품) 및 낮은 스트레스 환경.
2실리콘실리콘 코팅은 융통성 있고 열에 내성이 강한 폴리머로 극심한 온도 변동을 견딜 수 있습니다.
장점: 탁월 한 열 충격 저항성 (-65°C ~ 200°C), 유연성 (진동 흡수), 좋은 습도 보호.단점: 마찰 저항성이 떨어지고, 재작업이 어렵고, 아크릴보다 비용이 더 높습니다.최선: 자동차 하위 부품, 항공 우주 전자제품, 외부 센서.
3폴리유레탄폴리유레탄 코팅은 강력한 화학적 저항과 가려움증 저항을 제공하여 산업 환경에 이상적입니다.
장점: 기름, 연료, 화학물질 에 대한 탁월 한 저항력, 가려질 수 있는 환경 에서 오래 지속 됩니다.단점: 높은 온도 (> 125°C) 에서 부서지기 쉽고 재작업하기 어렵고, 고화 시간이 길다 (24~48시간).가장 적합합니다: 산업용 기계, 석유/가스 장비 및 자동차 연료 시스템.
4파리렌파리렌은 증기 퇴적 폴리머로 균일한 커버링으로 얇고 핀홀이 없는 필름을 형성합니다.
장점: 비교할 수 없는 균일성 (작은 틈과 구성 요소를 포함), 뛰어난 화학 저항성, 생물 호환성 (FDA 승인)단점: 매우 비싸고, 재조리하기가 어렵고, 특수 증기 퇴적 장비가 필요합니다.가장 적합합니다. 의료용 임플란트, 항공기 전자제품, 그리고 높은 신뢰성 센서.
5에포시에포시 코팅은 열이나 자외선으로 가열된 단단하고 딱딱한 필름입니다.
장점: 화학물질 및 가려질 수 있는 저항성, 높은 온도 내성 (최고 150°C)단점: 부서지기 쉬운 (진동으로 인해 균열되기 쉬운), 재작업하기 어려운, 치료 시간이 길다.가장 적합합니다: 화학적으로 혹독한 환경 (예를 들어 공장) 에서 무거운 산업 장비 및 PCB.
비교 표: 표면 완성품
표면 마감
비용 (비례적)
용접 가능성
표면 평면성
유효기간
RoHS 준수
가장 좋은 방법
HASL (연료 없는)
1x
훌륭해요
가난한 사람
12개월
네
일반용, 비용에 민감한 PCB
ENIG
3x
훌륭해요
훌륭해요
24개월 이상
네
얇은 음향, 높은 신뢰성 (의료)
OSP
0.8x
좋아
좋아
6개월
네
고주파, 소비자 전자제품
이마그
2x
훌륭해요
좋아
6개월
네
RF 회로, 와이어 결합
ENEPIG
4x
훌륭해요
훌륭해요
24개월 이상
네
항공우주, 의료용 임플란트
임Sn
1.5x
좋아
좋아
6개월
네
저비용 자동차용 압축식 연결 장치
비교 표: 양형 코팅
코팅 유형
비용 (비례적)
온도 범위
수분 저항성
화학물질 저항성
재처리 가능성
가장 좋은 방법
아크릴
1x
-40°C ~ 125°C
좋아
가난한 사람
가볍게
소비자 전자제품, 낮은 스트레스 환경
실리콘
2x
-65°C ~ 200°C
훌륭해요
중간
어렵네요
자동차, 항공우주, 진동 유도
폴리유레탄
2.5x
-40°C ~ 125°C
훌륭해요
훌륭해요
어렵네요
화학물질에 노출된 산업 환경
파리렌
5x
-65°C ~ 150°C
훌륭해요
훌륭해요
아주 어렵네요
의료용 임플란트, 항공 우주
에포시
2x
-40°C ~ 150°C
좋아
훌륭해요
어렵네요
중공업 장비
코팅 을 선택 하는 핵심 요인올바른 용접 장벽 코팅을 선택하는 것은 환경 조건에서 제조 제약에 이르기까지 여러 요인을 균형 잡는 것을 요구합니다.
1운영 환경습도: 습도가 높은 환경 (예: 욕실, 야외 센서) 은 강한 습도 저항성을 가진 코팅 (ENIG, 파릴렌, 실리콘) 을 요구합니다.b.온도 극한: 자동차 하부 (125°C+) 또는 항공우주 (-55°C ~ 150°C) 응용 분야에는 고온 코팅 (ENEPIG, 실리콘, 파릴렌) 이 필요합니다.화학물질/유: 산업용 또는 자동차 연료 시스템은 화학물질 (폴리우레탄, 에포시) 에 대한 저항을 필요로 합니다.
2부품 유형 및 PCB 설계a. 얇은 피치 구성 요소 (
자동차 전자 시스템: 전기 차량의 전력 및 에너지 시스템
메타 설명: 전기 차량 (EV) 전력 시스템에 대한 중요한 PCB 설계 및 제조 요구 사항을 탐구합니다. 고전압 처리, 열 관리,그리고 자동차 표준을 준수두꺼운 구리 PCB, 단열 프로토콜, 그리고 첨단 재료가 어떻게 EV의 신뢰성 높은 성능을 가능하게 하는지 알아보세요.
소개전기차 (EV) 의 전력 및 에너지 시스템은 성능, 안전 및 효율성의 척추입니다.탑재 충전기 (OBC), DC-DC 변환기, 트렉션 인버터 및 고전압 연결 상자는 극한 조건에서 작동합니다: 400V에서 800V까지의 전압 (그리고 최대 1,400V까지)차세대 모델에서 200V) 및 500A를 초과하는 전류· 이 시스템 이 안정적 으로 작동 하기 위해서는, 그것 들 을 가동 하는 인쇄 회로 보드 (PCB) 는 엄격 한 설계, 재료, 제조 표준 을 충족 해야 합니다.
이 가이드에서는 EV 전력 시스템에서 PCB에 대한 전문 요구 사항을 분해합니다.높은 전압과 전류를 처리하는 것부터 열 안정성 및 세계 안전 표준을 준수하는 것까지우리는 또한 광대역 반도체와 첨단 냉각 솔루션으로의 전환과 같은 제조업 과제와 신흥 트렌드를 탐구할 것입니다.자동차 PCB 디자인의 미래를 형성하고 있습니다..
EV 전력 및 에너지 시스템의 주요 구성 요소EV 전력 시스템은 서로 연결된 모듈에 의존하며, 각각의 PCB는 고유한 PCB 요구사항을 갖는다. 효과적인 PCB를 설계하기 위해서는 그 역할에 대한 이해가 중요합니다.
1배터리 팩 & BMS: 배터리 팩은 에너지를 저장하고, BMS는 셀 전압, 온도 및 충전 균형을 조절합니다.여기 PCB는 낮은 전압 감지 (전지 모니터링) 및 높은 전류 경로를 지원해야합니다 (충전 / 방하).2탑재 충전기 (On-Board Charger, OBC): 배터리 충전을 위해 AC 네트워크 전력을 DC로 변환합니다. OBC의 PCB는 변환 손실을 처리하기 위해 효율적인 열 관리가 필요합니다.3.DC-DC 변환기: 보조 시스템 (광, 인포테인먼트) 을 위해 높은 전압 (400V) 을 낮은 전압 (12V/48V) 으로 줄입니다. PCB는 간섭을 방지하기 위해 높은 전압과 낮은 전압을 격리해야합니다.4.트랙션 인버터: 전기 모터를 위해 배터리에서 DC를 AC로 변환합니다. 이것은 가장 까다로운 부품이며 300~600A를 처리하고 극한 열에 견딜 수있는 PCB가 필요합니다.5고전압 연결 상자: 강력한 단열을 통해 활과 단회로를 방지하기 위해 설계된 PCB를 통해 차량 전체에 전력을 분배합니다.6재생 브레이킹 시스템: 브레이킹 도중 운동 에너지를 캡처 합니다. 여기 PCB는 에너지 회수 효율을 극대화 하기 위해 낮은 저항이 필요합니다.
EV 전력 시스템에 대한 중요한 PCB 설계 요구 사항EV 전력 시스템 PCB는 높은 전압, 큰 전류 및 혹독한 운영 환경으로 인해 독특한 도전에 직면합니다. 아래는 핵심 설계 요구 사항입니다:
1고전압 처리 및 전류 용량EV 전력 시스템은 과열이나 전압 하락 없이 400V~800V 및 최대 600A 전류를 관리할 수 있는 PCB를 요구한다. 주요 설계 특징은 다음과 같다:
a. 두꺼운 구리 층: 구리의 두께는 저항을 줄이기 위해 2oz에서 6oz (1oz = 35μm) 까지 다양합니다. 가장 높은 전류를 처리하는 견인 인버터,종종 4 ̊6oz 구리 또는 금속 코어 PCB (MCPCB) 를 사용하여 전도성을 향상시킵니다..b. 넓은 흔적 및 버스 바: 확장 된 흔적 너비 (≥ 5mm 300A) 및 내장 된 구리 버스 바는 전력 손실을 최소화합니다. 예를 들어,4온스 구리 10mm 폭의 흔적은 안전 온도 한계를 초과하지 않고 80°C에서 300A를 운반할 수 있습니다.c. 낮은 인덕턴스 레이아웃: 인버터 (특히 SiC / GaN 반도체) 의 고 주파수 전환은 소음을 발생시킵니다. PCB는 인덕턴스를 줄이기 위해 짧고 직접적인 흔적과 지상 평면을 사용합니다.전압 스파이크를 방지합니다..
EV 부품
전압 범위
현재 범위
요구되는 구리 두께
추적 너비 (4온스 구리)
배터리 팩/BMS
400~800V
200~500A
2~4온스
6~10mm
탑재 충전기 (OBC)
230V AC → 400V DC
10·40A
2~3온스
2~4mm
DC-DC 변환기
400V → 12/48V
50~150A
2~4온스
4~6mm
트랙션 인버터
400~800V DC
300~600A
4~6oz 또는 MCPCB
8~12mm
2단열 및 안전 준수높은 전압은 활, 단전 및 전기 충격의 위험을 초래합니다. PCB는 안전을 보장하기 위해 엄격한 단열 표준을 준수해야합니다.
a.크리프장과 클리어런스: 이것은 활을 방지하기 위해 전도 경로 사이에 필요한 최소 거리입니다. 400V 시스템에서는 크리프장 (표면을 따라 거리) 은 ≥4mm입니다.공중 간격 (공기 간격) 이 ≥3mm800V 시스템에서는 이러한 거리가 ≥6mm (크리프) 및 ≥5mm (클리어런스) 로 증가합니다 (IEC 60664에 따라).b. 단열 재료: 높은 변압력 (≥ 20kV/mm) 을 가진 기판, 예를 들어 높은 Tg FR4 (≥ 170°C) 또는 세라믹 복합재료가 사용됩니다. 자외선 저항과 화학 용도 (예를 들어,냉각 액체에) 2차 단열 층을 추가합니다..c.세계 표준의 준수: PCB는 다음을 포함한 자동차 특정 인증에 따라야 합니다.
표준
핵심 요구 사항
전기차에 적용
IEC 60664
고전압 시스템에서 스크립지/클리어먼스를 정의합니다.
인버터, OBC, 고전압 연결 상자
UL 796
고전압 장치의 PCB에 대한 안전 인증
배터리 팩, BMS 모듈
IPC-2221
PCB 간격 및 재료에 대한 일반 설계 규칙
모든 EV 전력 시스템 PCB
ISO 26262 (ASIL B-D)
자동차 전자기기의 기능 안전
트랙션 인버터, BMS (안전비판)
3열 관리열은 EV 전력 시스템의 주요 적입니다. 높은 전류와 스위치 손실은 상당한 열을 발생시켜 구성 요소를 손상시키고 효율을 줄일 수 있습니다.PCB 설계는 열 방출을 우선시해야 합니다.:
a.열성 비아 및 구리 평면: 구리로 가득 찬 비아 (0,3~0,5mm 지름) 의 배열은 뜨거운 구성 요소 (예를 들어, MOSFET, IGBT) 로부터 내부 또는 외부 구리 평면으로 열을 전달합니다.10x10 열 통로 격자 부품 온도를 20°C로 줄일 수 있습니다..b. 금속 코어 PCB (MCPCB): 트랙션 인버터는 종종 알루미늄 또는 구리 코어가 표준 FR4 (0.25 W/m·K) 를 훨씬 넘는 열 전도성을 (2 ∼4 W/m·K) 제공하는 MCPCB를 사용합니다.c. 고 Tg 및 낮은 CTE 소재: 유리 전환 온도 (Tg) ≥170 °C의 laminates는 열 아래 부드럽게 저항, 낮은 열 팽창 계수 (CTE) 소재 (예를 들어,세라믹으로 채워진 FR4) 는 열순환 (-40°C ~ 125°C) 에서 변형을 최소화합니다..
소재
Tg (°C)
열전도 (W/m·K)
CTE (ppm/°C)
가장 좋은 방법
표준 FR4
130
0.25
16~20
저전력 BMS 센서
높은 TG FR4
170~180
0.25'03
13~16
OBC, DC-DC 변환기
세라믹으로 채워진 FR4
180~200
00.8 ∼1.0
10~12
인버터 제어판
금속 코어 PCB (Al)
>200
20.04.0
18~22
트랙션 인버터 전력 단계
로저스 RO4350B
280
0.62
14~16
고주파 인버터 게이트 드라이버
4다층 및 하이브리드 디자인EV 전력 시스템에는 전력, 지상 및 신호 계층을 분리하는 복잡한 PCB가 필요하며 간섭을 줄입니다.
a. 레이어 스택업: 전압을 안정화하기 위해 전력 평면 (24oz 구리) 및 지상 평면이 전용되어 있는 6~12 레이어 디자인이 일반적입니다. 예를 들어, 견인 인버터 PCB는 다음과 같은 스택업을 사용할 수 있습니다.신호 → 지상 → 전력 → 전력 → 지상 → 신호.b. 하이브리드 재료: FR4를 고성능 기판과 결합하면 비용과 성능을 최적화합니다. 예를 들어,DC-DC 변환기는 전력 계층에 FR4와 고주파 신호 경로에 Rogers RO4350B (소 손실 촉수) 를 사용할 수 있습니다., EMI를 줄입니다.c. 내장된 부품: 비동기 부품 (항रोध기, 콘덴서) 은 PCB 층 내에 내장되어 공간을 절약하고 BMS 모듈과 같은 컴팩트 설계에 중요한 기생충 인덕턴스를 줄입니다.
EV 전력 시스템 PCB의 제조 과제전기전기 전원 시스템에 PCB를 생산하는 것은 기술적으로 까다롭고 몇 가지 주요 과제를 가지고 있습니다.
1두꺼운 구리 가공구리층 ≥4oz (140μm) 은 부각 (부각자가 흔적 면에서 과도한 구리를 제거하는 경우) 와 같은 모순 불일치로 예민합니다. 이것은 흔적 정확도를 감소시키고 단회로로 이어질 수 있습니다.해결책은:
a. 제어된 에칭: 정확한 온도 (45~50°C) 와 스프레이 압력으로 산 구리 황산을 사용하여 ±10% 내의 흔적 너비 허용을 유지하여 에칭 속도를 느리게합니다.b. 플래팅 최적화: 펄스 전자기 는 견인 인버터 의 6 온스 층 에 있어서 매우 중요한 균일 한 구리 퇴적 을 보장 합니다.
2소형화와 단열의 균형을 맞추기전기차는 컴팩트한 전원 모듈을 요구하지만, 고전압은 크리페이지/클리어스 거리가 커야 하며, 설계 갈등을 야기한다. 제조업체는 다음과 같이 해결한다.
a.3D PCB 디자인: 수직 통합 (예를 들어, 블라인드 비아에 의해 연결 된 쌓인 PCB) 는 단열 거리를 유지하면서 발자국을 줄입니다.b. 단열 장벽: 고전압 흔적들 사이에 다이 일렉트릭 간격자를 (예를 들어 폴리아미드 필름) 통합하면 안전성을 손상시키지 않고 더 가까운 간격을 허용합니다.
3하이브리드 재료 라미네이션라미네이션 과정에서 서로 다른 재료 (예: FR4 및 세라믹) 를 결합하면 종종 CTE가 일치하지 않아 인해 탈라미네이션이 발생합니다. 완화 전략에는 다음이 포함됩니다.
a.차별 lamination: 두 기판 사이의 CTE 값을 가진 중간 재료를 사용 (예를 들어, 유리 섬유와 prepregs) 을 사용하여 스트레스를 줄이십시오.b. 제어 된 압력/온도 사이클: 2°C/min의 램프 속도와 300~400 psi의 유지 압력은 변형없이 적절한 접착을 보장합니다.
4엄격한 테스트EV PCB는 가혹한 환경에서 성능을 보장하기 위해 극심한 신뢰성 테스트를 통과해야합니다.
a. 열 사이클: 계절 온도 변화를 시뮬레이션하기 위해 -40°C에서 125°C 사이의 1,000+ 사이클.진동 테스트: 도로 조건을 모방하기 위해 20~2,000Hz 시누소이드 진동 (ISO 16750 기준)c.고전압 다이전트릭 테스트: 단열 결함을 탐지하기 위해 2배의 작동 전압 (예: 800V 시스템 1,600V) 에서 100% 테스트.
EV 전력 PCB 설계의 미래 트렌드EV 기술이 발전함에 따라 PCB 디자인은 효율성, 소형화 및 차세대 반도체로 인해 새로운 요구를 충족시키기 위해 진화하고 있습니다.
1광대역 간격 (WBG) 반도체실리콘 카바이드 (SiC) 및 갈륨 나이트라이드 (GaN) 장치들은 전통적인 실리콘보다 더 높은 주파수 (100kHz+) 와 온도 (150°C+) 에서 작동하며, 다음의 PCB를 필요로 한다.
a. 낮은 인덕턴스: 스위치하는 동안 전압 스파이크를 최소화하기 위해 짧고 직접적인 흔적과 통합 버스 바.b. 향상된 열 경로: 200W/cm2 열 부하를 처리하기 위해 MCPCB 또는 액체 냉각 기판 (예를 들어 PCB 뒷면에 결합된 냉각 판)
2. 임베디드 전력 전자전력 구성 요소 (예를 들어, 콘덴서, 퓨즈) 를 직접 PCB 계층에 통합하면 모듈 크기가 30% 감소하고 신뢰성이 향상됩니다. 예를 들어:
a. 내장된 버스바: 층 사이에 내장된 두꺼운 구리 (6온스) 버스바는 와이어 해운을 제거하여 저항을 50% 감소시킵니다.b.3D 선도자의 인쇄: 첨가 제조 기술은 복잡한 기하학으로 구리 흔적을 저장하여 전류 흐름을 최적화합니다.
3센서가 있는 스마트 PCB미래의 PCB에는 다음을 모니터링 할 수있는 통합 센서가 포함됩니다.
a.온도: 핫스팟을 방지하기 위해 실시간 열 지도.b.전압/전류: 과도한 전류 보호를 위한 직선 전류 센서 (예를 들어, 홀 효과).c. 단열 저항: 고장이 발생하기 전에 퇴화를 탐지하기 위한 지속적인 모니터링.
4지속가능성 및 순환형 디자인자동차 제조업체는 환경 친화적인 PCB를 추진하고 있습니다.
a. 재활용 가능한 재료: 납 없는 용매, 하로겐 없는 라미네이트, 재활용 가능한 구리.b.모듈적 설계: 수명을 연장하고 폐기물을 줄이기 위해 교체 가능한 섹션을 가진 PCB.
EV 전력 시스템 PCB에 대한 FAQQ: 왜 견인 인버터에는 BMS PCB보다 더 두꺼운 구리가 필요한가?A: 트랙션 인버터는 BMS 시스템 (200 500A 정점) 보다 훨씬 더 많은 300 ′′ 600A를 처리합니다. 두꺼운 구리 (4 ′′ 6 온스) 는 저항과 열 축적을 줄여 열 도출을 방지합니다.
Q: 고전압 PCB에서 미끄러짐과 클리어런스의 차이점은 무엇입니까?A: 크리피지는 PCB 표면을 따라 전도기 사이의 가장 짧은 경로이며, 클리어런스는 가장 짧은 공기 격차입니다. 둘 다 전압과 함께 증가하는 값으로 활을 방지합니다.800V 시스템에는 ≥6mm의 스크립이 필요합니다.).
Q: 금속 핵 PCB는 어떻게 EV 인버터 성능을 향상시키나요?A: MCPCB는 높은 열전도 (2 ∼4 W/m·K) 를 가진 금속 코어 (알루미늄 / 구리) 를 사용하여 표준 FR4보다 5 ∼10 배 더 빨리 IGBT / SiC에서 열을 분산하여 더 높은 전력 밀도를 가능하게합니다.
Q: EV 전력 PCB는 어떤 기준을 충족해야 합니까?A: 주요 표준에는 IEC 60664 (열대), UL 796 (고압 안전), ISO 26262 (기능 안전), IPC-2221 (설계 규칙) 등이 있습니다.
Q: SiC 반도체는 PCB 설계에 어떤 영향을 미칠까요?A: SiC 장치는 더 빨리 전환 (100kHz+), 짧은 흔적과 통합 버스바를 가진 낮은 인덕턴스 PCB가 필요합니다. 그들은 또한 더 높은 온도에서 작동하여 액체 냉각 기판에 대한 수요를 증가시킵니다.
결론PCB는 고전압 부품의 안전하고 효율적인 작동을 가능하게 하는 EV 전력 시스템의 알려지지 않은 영웅입니다.두꺼운 구리 층과 엄격한 단열 표준에서 첨단 열 관리 및 하이브리드 재료까지, 전기차의 독특한 요구에 최적화 된 설계의 모든 측면.
전기차가 800V 아키텍처, SiC 반도체, 자율주행으로 발전함에 따라 PCB 요구 사항은 더욱 엄격해질 것입니다.안전성전기 모빌리티의 도입을 가속화하는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다.
엔지니어와 제조업체의 경우, 앞서가는 것은 내장 부품, 액체 냉각, 스마트 센싱과 같은 혁신을 수용하는 것을 의미하며, 동시에 신뢰성을 보장하는 글로벌 표준을 준수합니다.올바른 PCB 디자인으로, 차세대 전기차는 더 안전하고 효율적이며 교통을 변화시킬 준비가 될 것입니다.
2+N+2 HDI PCB 스택업 은 무엇 인가? 구조, 이점, 디자인 가이드
고객-산로화 된 이미지
내용물1. 키 테이크 아웃 : 2+N+2 HDI PCB 스택 업 필수품2. 2+N+2 HDI PCB 스택 업 구조를 깨뜨립니다3. 2+N+2 디자인을위한 미세 로비아 기술 및 순차적 라미네이션4. 2+N+2 HDI PCB 스택 업의 코어 이점5. 2+N+2 HDI PCB에 대한 응용 프로그램6. 비판적 설계 및 제조 팁7. FAQ : 2+N+2 HDI 스택 업에 대한 일반적인 질문
고밀도 상호 연결 (HDI) PCB의 세계에서 2+N+2 스택 업은 성능, 소형화 및 비용의 균형을 맞추기위한 해결책으로 등장했습니다. 전자 장치가 작아지면서 슬림 한 스마트 폰, 소형 의료 기기 및 공간 제한 자동차 센서 등이 디자이너는 신호 무결성 또는 신뢰성을 희생하지 않고 더 많은 연결을 포장하는 PCB 아키텍처가 필요합니다. 2+N+2 스택 업은 공간을 최적화하고 신호 손실을 줄이며 복잡한 라우팅을 지원하는 계층 구조를 사용하여 정확히 전달됩니다.
그러나 정확히 2+n+2 스택 업은 무엇입니까? 구조는 어떻게 작동하며, 다른 HDI 구성을 통해 언제 선택해야합니까? 이 안내서는 레이어 정의 및 미세한 유형에서 실제 응용 프로그램 및 디자인 모범 사례에 이르기까지 알아야 할 모든 것을 세분화하여 다음 프로젝트를 위해이 스택 업을 활용할 수 있도록 실행 가능한 통찰력을 제공합니다.
1. 키 테이크 아웃 : 2+N+2 HDI PCB 스택 업 필수품세부 사항으로 다이빙하기 전에 2+N+2 HDI PCB 스택 업을 정의하는 핵심 원칙부터 시작하겠습니다.
A.Layer 구성 : "2+N+2"레이블은 상단 바깥쪽에 2 개의 빌드 업 레이어, 하단 외부의 2 개의 빌드 업 레이어, 중앙의 "N"코어 레이어 (설계 요구에 따라 N = 2, 4, 6 이상)를 의미합니다.B.Microvia 의존성 : 작은 레이저-흡착 미세 소비아 (0.1mm만큼 작음) 연결 레이어를 연결하여 큰 통로 vias의 필요성을 제거하고 중요한 공간을 절약합니다.C. 순차적 라미네이션 : Stackup은 단계적으로 내장되어 있으며 (한 번에 모두 아님) Microvias 및 층 정렬을 정확하게 제어 할 수 있습니다.D. 균형 잡힌 성능 : 밀도 (더 많은 연결), 신호 무결성 (빠르고 선명한 신호) 및 비용 (완전 커스텀 HDI 설계보다 레이어가 적음) 사이의 달콤한 지점을칩니다.E.Versatility : 5G 라우터에서 이식 가능한 의료 도구에 이르기까지 고속의 우주 제약 장치에 이상적입니다.
2. 2+N+2 HDI PCB 스택 업 구조를 분해합니다2+N+2 스택 업을 이해하려면 먼저 세 가지 핵심 구성 요소, 즉 외부 빌드 업 레이어, 내부 핵심 레이어 및 함께 고정하는 재료를 풀어야합니다. 아래는 계층 함수, 두께 및 재료 옵션을 포함한 자세한 고장입니다.
2.1“2+n+2”가 실제로 의미하는 바이름 지정 컨벤션은 간단하지만 각 숫자는 중요한 목적을 제공합니다.
요소
정의
기능
첫 "2"
2 개의 바깥쪽에있는 2 개의 축적 레이어
SMDS (Surface-Mounted Components), 고속 신호를 라우팅하고 Microvias를 통해 내부 층에 연결합니다.
"N"
n 코어 레이어 (내부 층)
구조적 강성, 주택 전력/지상 비행기를 제공하고 내부 신호에 대한 복잡한 라우팅을 지원합니다. n은 2 (기본 설계)에서 8+ (항공 우주와 같은 고급 응용 프로그램) 범위입니다.
마지막 "2"
2 개의 바깥쪽에있는 2 개의 축적 레이어
상단 빌드 업 레이어 (더 많은 구성 요소, 신호 경로 확장 및 밀도 향상을 미러링하십시오.
예를 들어, 10 층 2+6+2 HDI PCB (모델 : S10E178198A0, 일반적인 산업 설계)에는 다음이 포함됩니다.
A.2 상단 빌드 업 레이어 → 6 코어 레이어 → 2 바닥 빌드 업 레이어B. 사용자 TG170 Shengyi FR-4 재료 (고성능 앱의 열 저항성)C. 부식 저항에 대한 침지 금 (2μm) 표면 마감D. Supports 412,200 평방 미터당 홀 및 최소 미세한 지름 0.2mm
2.2 층 두께 및 구리 중량일관된 두께는 PCB 휘출 (불균형 스택 업의 일반적인 문제)을 방지하고 신뢰할 수있는 성능을 보장하는 데 중요합니다. 아래 표는 2+n+2 스택 업에 대한 일반적인 사양을 윤곽을 그립니다.
레이어 유형
두께 범위 (MILS)
두께 (Microns, µm)
전형적인 구리 중량
핵심 목적
빌드 업 레이어 (외부)
2 ~ 4 마일
50–100 µm
0.5–1 온스 (17.5–35 µm)
구성 요소 장착 및 미세 비아 연결을위한 얇고 유연한 층; 구리 중량이 낮 으면 신호 손실이 줄어 듭니다.
코어 레이어 (내부)
4-8 밀
100–200 µm
1–2 온스 (35–70 µm)
전력/지상 비행기를위한 더 두껍고 단단한 층; 구리 중량이 높을수록 전류 운반 및 열 소산이 향상됩니다.
이것이 중요한 이유 : 2+N+2 Stackup의 균형 된 두께 (상단 및 하단의 동일 층)는 라미네이션 및 납땜 중 응력을 최소화합니다. 예를 들어, 3mil 빌드 업 레이어와 6mil 코어 레이어를 갖는 2+4+2 스택 업 (8 개의 총 레이어)은 동일한 상단/하단 두께 (측면 당 6mil)를 가지며, 비 균형 잡힌 3+4+1 설계에 비해 Warpage 위험을 70% 감소시킵니다.
2.3 재료 선택 2+N+2 스택 업2+N+2 HDI PCB에 사용되는 재료는 특히 고속 또는 고온 응용에 성능에 직접 영향을 미칩니다. 올바른 코어, 빌드 업 및 Prepreg 재료를 선택하는 것은 협상 할 수 없습니다.
재료 유형
일반적인 옵션
주요 속성
가장 좋습니다
핵심 재료
FR-4 (Shengyi TG170), Rogers 4350B, Isola I-Tera MT40
FR-4 : 비용 효율적이고 우수한 열 안정성; Rogers/Isola : 저 유전 손실 (DK), 고주파 성능.
FR-4 : 소비자 전자 장치 (전화, 태블릿); Rogers/Isola : 5G, 항공 우주, 의료 영상.
빌드 업 재료
수지 코팅 구리 (RCC), 아지노 모토 ABF, 폴리이 미드 캐스트
RCC : Microvias의 레이저 드릴이 쉬운; ABF : 고속 신호의 초 저 손실; 폴리이 미드 : 유연성, 열 저항성.
RCC : 일반 HDI; ABF : 데이터 센터, 5G; 폴리이 미드 : 웨어러블, 유연한 전자 제품.
준비
FR-4 PREPREG (TG 150–180 ° C), High-TG Prepreg (TG> 180 ° C)
결합 층과 함께; 전기 절연을 제공합니다. TG (유리 전이 온도)는 내열성을 결정합니다.
High-TG Prepreg : 자동차, 산업 통제 (극단 온도에 노출 됨).
예 : 5G 기지국의 2+N+2 스택 업은 Rogers 4350B 코어 층 (낮은 DK = 3.48)과 ABF 빌드 업 레이어를 사용하여 28GHz 주파수에서 신호 손실을 최소화합니다. 대조적으로 소비자 태블릿은 비용 효율적인 FR-4 코어 및 RCC 빌드 업 레이어를 사용합니다.
3. 2+N+2 디자인을위한 Microvia 기술 및 순차적 라미네이션2+N+2 Stackup의 성능은 Microvia 드릴링 및 순차적 라미네이션의 두 가지 중요한 제조 공정에 달려 있습니다. 이것들이 없다면, 스택 업은 시그니처 밀도와 신호 무결성을 달성 할 수 없었습니다.
3.1 Microvia 유형 : 어느 것을 사용할 수 있습니까?Microvias는 인접한 층을 연결하는 작은 구멍 (0.1–0.2mm 직경)으로 공간을 낭비하는 부피가 큰 홀 빅아를 대체합니다. 2+N+2 Stackups의 경우 4 개의 Microvia 유형이 가장 일반적입니다.
Microvia 유형
설명
장점
사용 사례 예제
블라인드 미세 비비아
외부 빌드 업 레이어를 하나 이상의 내부 코어 레이어에 연결하십시오 (그러나 PCB를 통해 끝날 수는 없습니다).
공간을 절약합니다. 신호 경로를 단축합니다. 환경 손상으로부터 내부 층을 보호합니다.
스마트 폰 PCB의 상단 빌드 업 레이어 (구성 요소 측)를 코어 파워 평면에 연결합니다.
매장 된 미세
내부 코어 레이어 만 연결하십시오 (외부 표면에 노출되지 않은 PCB 내부에 완전히 숨겨져 있음).
표면 혼란을 제거합니다. EMI를 감소시킨다 (전자기 간섭); 내부 신호 라우팅에 이상적입니다.
의료 기기에서 두 개의 핵심 신호 레이어를 연결합니다 (외부 공간이 센서 용으로 예약되어 있음).
쌓인 마이크로 비아
다수의 미세 소포는 수직으로 쌓여 (예 : 상단 빌드 업 → 코어 층 1 → 코어 층 2) 구리로 채워졌다.
통로를 사용하지 않고 부적절한 레이어를 연결하십시오. 라우팅 밀도를 최대화합니다.
고밀도 BGA (Ball Grid Array) 구성 요소 (예 : 랩톱의 1,000 핀 프로세서).
비틀 거리는 미세 비아
겹치는 것을 피하기 위해 지그재그 패턴 (직접 쌓이지 않음)에 배치 된 Microvias.
층 응력을 줄입니다 (단일 약점 없음). 기계적 신뢰성을 향상시킵니다. 쌓인 VIA보다 제조하기 쉽습니다.
자동차 PCB (진동 및 온도 사이클에 노출 됨).
비교 테이블 : 스태킹 vs. 비틀 거리는 마이크로 비아
요인
쌓인 마이크로 비아
비틀 거리는 미세 비아
공간 효율
더 높은 (수직 공간 사용)
낮은 (수평 공간 사용)
제조 난이도
더 어려워 (정확한 정렬 필요)
더 쉽게 (정렬이 적음)
비용
더 비쌉니다
더 비용 효율적입니다
신뢰할 수 있음
박리 위험 (제대로 채워지지 않은 경우)
높은 (스트레스 스프레드)
Pro Tip : 대부분의 2+N+2 디자인의 경우, 비틀 거리는 Microvias는 균형 밀도와 비용으로 달콤한 지점입니다. 쌓인 마이크로 비아는 매우 밀집된 응용 분야 (예 : 12 계층 항공 우주 PCB)에만 필요합니다.
3.2 순차적 라미네이션 : 스택 업 구축 단계별기존 PCB (한 번에 모든 층을 라미네이트)와 달리 2+N+2 Stackups는 순차적 인 라미네이션을 사용합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
1 단계 : 라미네이트 코어 층 : 먼저, N 코어 층은 prepreg와 함께 결합하고 열 (180-220 ° C) 및 압력 (200-400 psi) 하에서 경화됩니다. 이것은 단단한 내부“코어 블록”을 형성합니다.2 단계 : 빌드 업 레이어 추가 : 하나의 빌드 업 레이어가 코어 블록의 상단과 하단에 추가 된 다음 Microvias를 위해 레이저로 연결됩니다. Microvias는 전기 연결을 가능하게하기 위해 구리 플랜트입니다.3 단계 : 두 번째 빌드 업 레이어에 대해 반복 : 두 번째 빌드 업 레이어가 양쪽에 추가되어 드릴링되고 도금됩니다. 이것은 "2+n+2"구조를 완료합니다.4 단계 : 최종 경화 및 마감 : 전체 스택 업이 다시 경화되어 접착력을 보장하고 표면으로 결합 (예 : 몰입 금)을 보장하고 테스트합니다.
왜 순차적 인 라미네이션인가?
A.Enables는 전통적인 라미네이션에 비해 작은 미세 미세 (미세 미세 미세) (0.05mm까지).B. Microvia 오정렬의 위험을 감소시킵니다 (쌓인 VIA에 중요).C. 레이어 사이의 "디자인 조정"에 대한 계 배상 (예 : 신호 무결성을위한 트레이스 간격 조정).
예:LT 회로는 순차적 라미네이션을 사용하여 0.15mm 스택 마이크로 비아를 갖춘 2+6+2 (10 계층) HDI PCB를 생성하여 99.8% 정렬 정확도를 산업 평균 95%보다 훨씬 높습니다.
4. 2+N+2 HDI PCB 스택 업의 핵심 이점2+N+2 Stackup의 인기는 현대 전자 제품 (소형화, 신호 속도 및 비용)의 주요 과제를 해결하는 능력에서 비롯됩니다. 다음은 가장 영향력있는 이점입니다.
혜택
상해
프로젝트에 미치는 영향
성분 밀도가 높습니다
Microvias 및 듀얼 빌드 업 레이어를 사용하면 구성 요소를 더 가깝게 배치 할 수 있습니다 (예 : 표준 PCB의 경우 0.5mm 피치 BGA 대 1mm 피치).
웨어러블, 스마트 폰 및 IoT 센서의 경우 PCB 크기를 30-50%줄입니다.
향상된 신호 무결성
짧은 Microvia Paths (2-4 mils)는 신호 지연 (SKEW) 및 손실 (감쇠)을 줄입니다. 신호 레이어에 인접한 지상 비행기는 EMI를 최소화합니다.
5G, 데이터 센터 및 의료 영상의 경우 고속 신호 (최대 100Gbps)를 지원합니다.
열 성능 향상
1-2oz 구리가있는 두꺼운 코어 층은 방열판 역할을하는 반면, 마이크로 비아는 뜨거운 부품 (예 : 프로세서)에서 열을 소산합니다.
자동차 ECU (엔진 제어 장치) 및 산업용 전원 공급 장치에서 과열을 방지합니다.
비용 효율성
완전히 사용자 정의 HDI 스택 업보다 적은 층이 필요합니다 (예 : 2+4+2 vs. 4+4+4). 순차적 라미네이션은 또한 재료 폐기물을 감소시킵니다.
Untra-dense HDI 설계에 비해 단위당 비용을 15-25%로 낮 춥니 다. 대량 생산 (예 : 소비자 전자 제품).
기계적 신뢰성
균형 층 구조 (동일한 상단/하단 두께)는 납땜 및 작동 중에 warpage를 줄입니다. 비틀 거리는 마이크로 비아는 스트레스 포인트를 최소화합니다.
가혹한 환경에서 PCB 수명을 2 ~ 3 배 연장합니다 (예 : Automotive Unhood, 산업 공장).
유연한 디자인 적응성
"N"코어 레이어를 요구에 맞게 조정할 수 있습니다 (2 → 6 → 8). 경미한 변경을 위해 전체 스택 업을 재 설계 할 필요가 없습니다.
시간 절약 : 기본 IoT 센서의 2+2+2 설계는 고성능 버전의 경우 2+6+2로 스케일링 할 수 있습니다.
실제 예 :스마트 폰 제조업체는 4 층 표준 PCB에서 2+2+2 HDI 스택 업으로 전환했습니다. 결과 : PCB 크기는 40%감소하고 5G의 신호 속도는 20%증가했으며 생산 비용은 18%감소한 반면 30%더 많은 구성 요소를 지원했습니다.
5. 2+N+2 HDI PCB에 대한 최상위 응용 프로그램2+N+2 스택 업은 공간, 속도 및 신뢰성이 협상 할 수없는 응용 분야에서 탁월합니다. 다음은 특정 예제와 함께 가장 일반적인 용도입니다.
5.1 소비자 전자 장치A.SMARTPHONES & TABLETS : 5G 모뎀, 다중 카메라 및 빠른 충전기가있는 소형 마더 보드를 지원합니다. 예 : 플래그십 폰 용 2+4+2 스택 업은 스택 된 미세 소비아를 사용하여 프로세서를 5G 칩에 연결합니다.B. wearables : 작은 형태 요인 (예 : 스마트 워치, 피트니스 추적기)에 적합합니다. 폴리이 미드 빌드 업 레이어가 장착 된 2+2+2 스택 업은 손목이 낡은 장치의 유연성을 가능하게합니다.
5.2 자동차 전자 제품A.adas (고급 드라이버 지원 시스템) : 전원 레이더, LIDAR 및 카메라 모듈. High-TG FR-4 코어 층을 갖는 2+6+2 스택 업은 기온 (-40 ° C ~ 125 ° C)에 저항합니다.B. Infotainment Systems : 터치 스크린 및 내비게이션에 대한 고속 데이터를 처리합니다. 비틀 거리는 마이크로 비아는 진동 관련 실패를 방지합니다.
5.3 의료 기기A. Implantable 도구 : (예 : Pacemakers, 포도당 모니터). 생체 적합성 마감재 (예 : Electroless Nickel Immersion Gold, Enig) 및 매장 된 Microvias가있는 2+2+2 Stackup은 크기와 EMI를 줄입니다.B. 진단 장비 : (예 : 초음파 기계). 2+4+2 Stackup의 저소도 Rogers 코어 레이어는 이미징에 대한 명확한 신호 전송을 보장합니다.
5.4 산업 및 항공 우주A. 산업 제어 : (예 : PLC, 센서). 두꺼운 구리 코어 레이어가있는 2+6+2 스택 업은 높은 전류와 가혹한 공장 환경을 처리합니다.B. Aerospace Electronics : (예 : 위성 구성 요소). 스택 된 microvias가있는 2+8+2 스택 업은 밀도를 극대화하면서 MIL-STD-883H 신뢰성 표준을 충족시킵니다.
6. 중요한 설계 및 제조 팁2+N+2 HDI Stackup을 최대한 활용하려면 이러한 모범 사례를 따르십시오. 신호 손실 또는 제조 지연과 같은 일반적인 함정을 피하고 성능을 최적화하는 데 도움이됩니다.
6.1 디자인 팁1. 스택 업을 조기에 계획하십시오. 라우팅 전에 레이어 함수 (신호, 전원, 접지)를 정의하십시오. 예를 들어:A. EMI를 최소화하기 위해 지상 평면에 인접한 고속 신호 층 (예 : 5G).B. Stackup의 중앙 근처에있는 전원 평면을 입력하여 두께 균형을 유지합니다.2. Microvia 배치 최적화 :스트레스가 많은 지역 (예 : PCB 가장자리)에서 A.Avoid 스태킹 미세 혈증. 대신 비틀 거리는 비아를 사용하십시오.B. 도금 문제를 방지하기 위해 1 : 1 (예 : 0.15mm 직경 → 최대 깊이 0.15mm) 미만의 미세한 직경 대 깊이 비율을 유지합니다.3. 유스 케이스를위한 재료를 채우기 :A. 과도하게 지정하지 마십시오 : Rogers 대신 소비자 앱 (비용 효율적)에 FR-4를 사용하십시오 (불필요한 비용).B. 고온 앱 (Automotive)의 경우 TG> 180 ° C로 핵심 재료를 선택하십시오.4. DFM (제조 가능성 설계) 규칙 :a. 빌드 업 레이어를 위해 최소 트레이스 너비/2mil/2mil의 간격을 유지합니다 (에칭 문제를 피하기 위해).BGA가 공간을 절약 할 수 있도록 BGA의 VIP (Via-in-PAD) 기술을 사용하십시오. 그러나 vias에 솔더 마스크 또는 구리로 제대로 채워져 솔더 위킹을 방지하십시오.
6.2 제조 협업 팁1. HDI 특정 제조업체가있는 파트너 : 모든 PCB 상점에 2+N+2 Stackups (예 : 레이저 드릴, 순차적 라미네이션 프레스) 용 장비가있는 것은 아닙니다. LT 회로와 같은 제조업체를 찾으십시오.A.IPC-6012 클래스 3 인증 (고 신뢰성 HDI).B. 응용 프로그램에 대한 경험 (예 : 의료, 자동차).C. 하우스 테스트 기능 (AOI, X-ray, Flying Probe)은 미세한 품질을 확인합니다.
2. 생산 전 DFM 검토를 요청 : 좋은 제조업체는 다음과 같은 문제에 대한 설계를 감사합니다.A.Microvia 깊이는 재료 두께를 초과합니다.B. 균형 잡힌 층 스택 (warpage 위험).C. 임피던스 요구 사항을 위반하는 트레이스 라우팅.LT 회로는 24 시간 이내에 무료 DFM 리뷰를 제공하여 문제를 표시하고 수정 사항을 제공합니다 (예 : 미세 소량 크기를 0.1mm ~ 0.15mm 조정하여 더 쉬운 도금).
3. 재료 추적 성을 정화하십시오 : 규제 산업 (의료, 항공 우주)의 경우, 재료 로트 번호 및 준수 인증서 (ROHS, Reach)를 요청하십시오. 이를 통해 2+N+2 Stackup은 업계 표준을 충족하고 필요한 경우 리콜을 단순화 할 수 있습니다.
4. 라미네이션 품질 검색 : 생산 후 X-ray 보고서를 요청하여 다음을 확인하십시오.a.microvia 정렬 (공차는 ± 0.02mm이어야 함).B. prepreg의 공동 (신호 손실 또는 박리를 유발할 수 있음).C. 코퍼 도금 두께 (안정적인 연결을위한 최소 20μm).
6.3 테스트 및 검증 팁1. 전기 테스트 : 플라잉 프로브 테스트를 사용하여 Microvia 연속성 (오픈/단락) 및 임피던스 제어 (고속 신호에 중요)를 확인하십시오. 5G 설계의 경우 TMD (Time-Domain Reflectometry) 테스트를 추가하여 신호 손실을 측정하십시오.2. 테마 테스트 : 전력 밀집 응용 (예 : 자동차 ECU)의 경우 열이 스택 업을 가로 질러 열이 균등하게 소산되도록 열 영상화를 수행합니다. 잘 설계된 2+N+2 스택 업에는 전반적으로 10 ° C
프로젝트 성공을 위한 신뢰할 수 있는 3단계 HDI PCB 제조업체 선택 방법
내용물1. 신뢰할 수있는 3 단계 HDI PCB 제조업체의 키 특성2. 3 단계 HDI PCB 제조업체 선택에 대한 단계별 안내서3. 3 단계 HDI PCB를 소싱 할 때 피할 수있는 함정4. LT 서킷이 주요 3 단계 HDI PCB 파트너로 두드러진 이유5. FAQ : 3 단계 HDI PCB 제조업체에 대한 귀하의 질문이 답변되었습니다
고밀도 상호 연결 (HDI) PCB (특히 3 단계 HDI 설계)와 관련하여 올바른 제조업체를 구입하는 것은 구매 결정이 아닙니다. 제품의 신뢰성, 성능 및 대 시장에 대한 전략적 투자입니다. 3 단계 HDI PCB는 현대 전자 장치의 중추로 스마트 폰 및 의료 기기에서 항공 우주 시스템에 이르기까지 모든 것을 전원으로 제공하며 정밀성과 내구성은 협상 할 수 없습니다. 하위 제조업체는 비용이 많이 드는 지연, 실패한 프로토 타입 또는 제품 리콜로 이어질 수 있습니다. 따라서 신뢰성이 최우선 과제가되어야합니다.
신뢰할 수있는 3 단계 HDI PCB 제조업체는 프로덕션 기능 이상의 것 이상을 제공합니다. 입증 된 경험, 기술적 숙달 및 프로젝트 목표와 일치하는 품질에 대한 약속을 가져옵니다. 컴팩트 한 웨어러블 또는 고주파 산업 센서를 설계하든 올바른 파트너는 도전 과제를 예상하고 제조 가능성을 위해 설계를 최적화하며 일관된 결과를 제공합니다. 이 안내서에서는 인증에서 고객 피드백에 이르기까지 해당 파트너를 식별하는 방법과 제조업체 선택에서 코너를 자르면 가장 잘 계획된 프로젝트조차 탈선 할 수 있습니다.
1. 신뢰할 수있는 3 단계 HDI PCB 제조업체의 주요 특성모든 3 단계 HDI PCB 제조업체가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 가장 신뢰할 수있는 파트너는 품질 인증에 대한 엄격한 준수, Microvia에 대한 깊은 전문 지식 및 미세 추적 생산, 고객 만족도의 실적 및 투명한 프로세스 등 핵심 특성을 공유합니다. 아래에서는 잠재적 인 제조업체를 평가하기위한 실행 가능한 기준으로 각 특성을 자세히 살펴 보겠습니다.
1.1 인증 및 품질 표준 : 협상 불가능한 벤치 마크인증은 웹 사이트의 로고 이상입니다. 제조업체가 품질, 안전 및 지속 가능성에 대한 전 세계적으로 인정 된 규칙을 따른다는 증거입니다. 3 단계 HDI PCB (마이크로 레벨에서 정밀도가 필요한)의 경우이 인증은 일관성을 보장하고 결함의 위험을 줄입니다.
인증 유형
3 단계 HDI PCB의 목적
프로젝트에 중요한 이유
ISO 9001 : 2015
일관된 생산을위한 품질 관리 시스템 (QMS)
제조업체는 오류를 최소화하고 성공적인 결과를 반복하며 문제를 신속하게 해결하기위한 프로세스를 보장합니다.
IPC-6012 클래스 3
PCB 성능 및 신뢰성에 대한 가장 엄격한 표준
PCB가 고장없이 극한의 조건 (온도, 진동)을 견딜 수 있어야하는 의료 기기 또는 항공 우주와 같은 응용 프로그램에 필수.
UL 94 V-0
PCB 재료에 대한 화재 안전 인증
밀폐 된 전자 장치 (예 : 랩톱, IoT 장치)에서 불꽃이 퍼지는 것을 방지하여 책임을 줄이고 규제 요구 사항을 충족시킵니다.
ISO 14001
환경 관리 시스템
제조업체가 글로벌 지속 가능성 목표 및 브랜드 가치와 일치하는 지속 가능한 관행 (예 : 폐기물 감소, 무독성 재료)을 사용하도록합니다.
Pro Tip : 웹 사이트에 언급 한 것이 아니라 항상 현재 인증 문서를 요청하십시오. 평판이 좋은 제조업체는 준수를 증명하기 위해 감사 보고서 또는 타사 검증을 쉽게 공유합니다. 예를 들어, LT Circuit은 고객에게 연간 감사 요약과 함께 ISO 9001 및 IPC-6012 인증의 디지털 사본을 제공합니다.
1.2 기술 전문 지식 : Microvias, 미세한 흔적 및 고주파 성능3 단계 HDI PCB는 복잡성에 의해 정의됩니다. microvias (0.15mm의 작은 구멍), 미세 트레이스 (2-5 mils) 및 다중 레이어 (종종 8-12 층)를 사용하여 더 많은 기능성을 작은 공간으로 포장합니다. 이러한 복잡성은 전문 기술 기술을 요구합니다. PCB는 신호 손실, 크로스 토크 또는 구조적 실패로 어려움을 겪을 수 있습니다.
확인하는 중요한 기술 기능1. Microvia 드릴링 정밀도 : 3 단계 HDI는 일관된 구멍 크기 및 배치를 달성하기 위해서는 레이저 구동 마이크로 비아 (기계식 드릴이 아님)가 필요합니다. 제조업체에게 레이저 장비 (예 : UV 대 CO2 레이저) 및 드릴 정확도 (예 : ± 0.02mm 공차)에 대해 문의하십시오.2. 추적 제어 : 2 밀 (0.05mm)만큼 좁은 흔적은 파손이나 단락을 피하기 위해 엄격한 프로세스 제어가 필요합니다. 5 마이크론 해상도와 함께 자동화 된 광학 검사 (AOI)를 사용하여 추적 결함을 감지하는 제조업체를 찾으십시오.3. 서명적 무결성 관리 : 고밀도 설계는 크로스 토크의 위험 (흔적 사이의 신호 간섭)과 임피던스 불일치의 위험을 증가시킵니다. 숙련 된 제조업체는 시뮬레이션 도구 (예 : ANSYS SIWAVE)를 사용하여 주파수 요구에 대한 추적 간격 및 레이어 스택 업을 최적화합니다 (예 : 5G, IoT 센서).
예 : LT 회로의 기술 기능LT 회로는 다음과 같은 3 단계 HDI PCB를 전문으로합니다.
1. 최소 미세한 직경 : 0.15mm2. 추적 폭/간격 : 2mil/2mil3. Layer Count 지원 : 최대 12 개의 계층 (예 : 모델 S12U198129A0, 12 층 2 차 HDI PCB)4. 수면 마감 : 부식 저항 및 안정적인 연결성을위한 몰입 금 (1μm) + 금도금 손가락 (3μm).
1.3 경험 및 평판 : 실적은 클레임보다 더 크게 말합니다.제조업체의 역사는 압력을받는 방식을 보여줍니다. 3 단계 HDI PCB (작은 실수조차도 비용이 많이 드는 경우 비슷한 프로젝트에 대한 경험이 필수적입니다.
평판 지표
무엇을 찾아야하는지
피하는 붉은 깃발
업계 경험
HDI 전문 5 년 이상 (표준 PCB가 아님); 부문에 대한 사례 연구 (예 : 의료, 자동차).
HDI에서 2 년 미만; HDI 특정 예제없이“우리는 모든 유형의 PCB를 만듭니다”와 같은 모호한 주장.
고객 피드백
LinkedIn, TrustPilot 또는 업계 포럼 (예 : PCB Talk)과 같은 플랫폼에 대한 긍정적 인 리뷰. 정시 전달 및 결함없는 프로토 타입에 대한 언급을 찾으십시오.
지연된 선적, 응답하지 않은 지원 또는 전기 테스트 실패에 대한 일관된 불만.
품질 관리 (QC) 프로세스
상세한 QC 체크 포인트 (예 : 모든 층 후 AOI, 묻힌 VIA에 대한 X- 레이, 전기 연속성을위한 비행 프로브 테스트).
문서화 된 QC 단계가 없습니다. “우리는 끝에서 테스트합니다”(결함은 늦은 비용이 더 많은 비용을 고치는 데 더 많은 비용이 들었습니다).
평판 검증 방법 :
1. 귀하의 업계 고객의 참고 문헌. 예를 들어 의료 기기를 구축하는 경우 제조업체의 과거 의료용 PCB 고객에게 연락처 정보를 요청하십시오.2. 특정 메트릭이 포함 된 사례 연구 : "DFM (제조 가능성 설계) 점검을 통해 고객의 프로토 타입 실패율을 40% 줄였습니다."3. 업계 상 또는 파트너십을 확인하십시오 (예 : HDI 테스트를위한 Intel 또는 Qualcomm과 같은 반도체 회사와의 협력).
2. 3 단계 HDI PCB 제조업체 선택에 대한 단계별 안내서제조업체를 선택하는 것이 압도적 일 필요는 없습니다. 옵션을 좁히고 정보에 입각 한 결정을 내리려면이 구조화 된 프로세스를 따라 가십시오.
1 단계 : 프로젝트 요구 사항을 명확하게 정의하십시오제조업체에 연락하기 전에 PCB의 기술 사양 및 프로젝트 목표를 문서화하십시오. 이는 잘못된 의사 소통을 피하고 제조업체가 정확한 견적을 제공하는 데 도움이됩니다. 포함 할 주요 세부 사항 :
1. Layer Count (예 : 8 층, 12 층)2. Microvia 유형 (맹인, 매장 또는 통과 구멍)3. 최소 추적 폭/간격 (예 : 3mil/3mil)4. 수면 마감재 (예 : 몰입 금, Enig)5. 응용 프로그램 (예 : 의료, 자동차) 및 환경 요구 사항 (예 : -40 ° C ~ 85 ° C 작동 온도)6. 생산량 (프로토 타입 : 1–100 단위; 대량 생산 : 10,000+ 단위)7. 정제 시간 (예 : 프로토 타입의 5 일 퀵 투성)
예 : 웨어러블 기술 회사는 다음과 같이 지정할 수 있습니다.
2 단계 : 품질 관리 및 테스트 프로토콜 평가품질 관리 (QC)는 신뢰할 수있는 3 단계 HDI PCB의 백본입니다. 테스트시 코너를 자르는 제조업체는 결함이있는 보드를 제공하여 시간과 돈을 흡입합니다. 아래 표를 사용하여 QC 프로세스를 비교하십시오.
테스트 방법
3 단계 HDI PCB의 목적
최고 제조업체가 제공하는 것
자동 광학 검사 (AOI)
표면 결함을 감지합니다 (예 : 미량 파손, 솔더 브리지)
모든 층 후 5- 미크론 해상도 AOI; 프로토 타입에 대한 100% 검사.
X- 선 검사
내부 기능을 확인합니다 (예 : 매장 된 vias, 레이어 정렬)
복잡한 층 스택을위한 3D X- 레이; 필 및 공극을 통해보고합니다.
비행 프로브 테스트
전기 연속성 검증 (개방/단락 없음)
모든 그물을 테스트합니다. 결함 위치가있는 Pass/Fail 보고서를 제공합니다.
화상 테스트
장기 신뢰성을 보장합니다 (1,000 시간 이상 사용)
프로토 타입의 선택 사항; 고출성 응용 프로그램에 대한 필수 (예 : 항공 우주).
기능 테스트
실제 조건에서 PCB 성능을 검증합니다
맞춤형 기능 테스트 (예 : 신호 속도, 전력 소비)는 애플리케이션에 맞게 조정됩니다.
액션 아이템 : 제조업체에게 샘플 QC 보고서를 공유하도록 요청하십시오. 평판이 좋은 파트너 (LT 회로)는 결함 수, 테스트 결과 및 수정 조치를 포함한 자세한 문서를 제공합니다.
3 단계 : 사용자 정의 및 지원 기능 검토3 단계 HDI PCB에는 고유 한 레이어 스택 업, 특수 자료 (예 : 고주파 로저스 재료) 또는 사용자 정의 마감이든 사용자 정의가 필요합니다. 최고의 제조업체는 설계를 최적화하기위한 유연성과 전문가 지침을 제공합니다.
사용자 정의에 대해 물어볼 사항 :A. 비표준 재료 (예 : 유연한 HDI PCB 용 폴리이 미드)를 지원하십니까?B. 제조 디자인 (DFM) 리뷰를 제공하여 생산 전 문제를 해결하기 위해 리뷰를 제공하십니까?C. 긴급 프로젝트의 처리 시간을 조정할 수 있습니다 (예 : 프로토 타입의 3 일 퀵 투성)?
기대치 지원 :AA 전용 계정 관리자 (일반적인 지원 티켓 시스템이 아님).B. 복잡한 디자인에 도움을주기위한 엔지니어링 지원 (예 : 신호 무결성을위한 배치 최적화).C. Transparent Communication : 생산 상태에 대한 정기적 인 업데이트 (예 :“PCB는 X- 선 검사에 있습니다. 예상 배송 날짜 : 9/10”).
LT 회로의 지원 차이 :LT 회로는 모든 프로젝트에 전용 HDI 엔지니어를 할당합니다. 예를 들어, 클라이언트의 디자인에 크로스 토크를 위험에 빠뜨릴 수있는 트레이스 간격이 빡빡하면 엔지니어는 조정 (예 : 4mil로 간격 증가)을 제안하고 24 시간 이내에 수정 된 DFM 보고서를 제공합니다.
4 단계 : 비용 및 가치 비교 (가격이 아닌)가장 저렴한 제조업체를 선택하려는 유혹이지만 3 단계 HDI PCB는 상품이 아닙니다. 가격이 저렴하다는 것은 종종 재료 (예 : 저급 구리 사용) 또는 테스트 (예 : X- 선 검사를 건너 뛰기)의 모서리를 절단하는 것을 의미합니다.
대신 가치를 비교하십시오 : 품질, 서비스 및 가격의 균형. 이 프레임 워크 사용 :
요인
저비용 제조업체
고 부가가치 제조업체 (예 : LT 회로)
재료 품질
일반 FR-4를 사용합니다 (IPC 표준을 충족하지 못할 수 있음)
추적 가능한 로트 번호가있는 고급 재료 (예 : Isola FR408HR).
테스트
최소 테스트 (시각적 검사 만)
100% AOI, X- 레이 및 플라잉 프로브 테스트; 테스트 보고서를 제공합니다.
처리 시간
신뢰할 수없는 (지연)
정시 배송 보증 (Quickturn 프로젝트의 98%이상 성공률).
지원하다
엔지니어링 도움이 없습니다. 느린 응답
24/7 엔지니어링 지원; DFM 리뷰가 포함되어 있습니다.
총 소유 비용
높은 (재 작업, 지연, 실패 프로젝트)
낮은 결함 (적은 결함, 마켓 시간).
예 : 저비용 제조업체는 50 개의 프로토 타입 PCB에 대해 $ 500를 인용 할 수 있지만, 20%가 전기 테스트에 실패하면 재 작업에 추가로 200 달러를 소비하고 일주일을 잃을 것입니다. LT Circuit과 같은 고 부가가치 제조업체는 650 달러를 인용 할 수 있지만 정시에 100% 결함이없는 보드를 제공하여 돈을 구하고 프로젝트를 추적합니다.
5 단계 : 환경 책임을 확인하십시오지속 가능성은 더 이상 "좋은"것이 아닙니다. 많은 산업 (예 : 자동차, 소비자 전자 제품) 및 글로벌 규정 (예 : EU ROH)의 요구 사항입니다. 책임있는 3 단계 HDI PCB 제조업체는 다음과 같습니다.
A. 실력이없는 솔더 및 ROHS 호환 재료를 사용하십시오.B. 폐기물 감소 공정 (예 : 구리 스크랩 재활용, 화학 폐기물 처리).C. ISO 14001 인증 (환경 관리 시스템).
중요한 이유 : 지속 가능한 제조업체를 선택하면 탄소 발자국이 줄어들고 규제 요구 사항을 충족하며 브랜드 명성을 향상시킵니다. 예를 들어, LT Circuit의 제조 시설은 산업 평균보다 30% 적은 에너지를 사용하고 생산 폐기물의 90%를 재활용합니다.
3. 3 단계 HDI PCB를 소싱 할 때 피할 수있는 일반적인 함정신중한 계획에도 불구하고 프로젝트를 탈선시키는 함정에 빠지기 쉽습니다. 아래는 가장 일반적인 함정이며 피하는 방법입니다.
함정
왜 위험한 지
그것을 피하는 방법
DFM 검토 무시
제대로 설계되지 않은 PCB (예 : 직경 대 깊이 비율을 통한 잘못된)는 제조 지연 또는 고장으로 이어집니다.
제조업체는 생산 전에 DFM 보고서를 제공하도록 요구합니다. LT 회로에는 모든 따옴표가 포함 된 무료 DFM 리뷰가 포함되어 있습니다.
HDI 전문 지식이없는 제조업체 선택
일반 PCB 제조업체에는 장비 (예 : 레이저 드릴)와 3 단계 HDI의 복잡성을 처리하는 기술이 부족합니다.
HDI 특정 사례 연구를 요청하고 전용 HDI 생산 라인이 있는지 확인하십시오.
재료 호환성을 간과합니다
잘못된 재료 (예 : 고주파 응용 프로그램의 표준 FR-4)를 사용하면 성능이 저하됩니다.
제조업체 엔지니어와 협력하여 응용 프로그램과 일치하는 재료 (예 : 5G PCB 용 Rogers 4350B)를 선택하십시오.
처리 용어를 명확히하지 않습니다
모호한 "Quickturn"약속 (예 : "7 일 배송")은 테스트 또는 배송 시간을 제외 할 수 있습니다.
디자인 검토, 제작, 테스트 및 배송이 포함 된 서면 타임 라인을 받으십시오. LT 회로는 모든 주문마다 상세한 프로젝트 일정을 제공합니다.
참조 점검을 건너 뛰십시오
제조업체의 웹 사이트는 전문적으로 보일 수 있지만 실제 성능은 좋지 않을 수 있습니다.
2 ~ 3 명의 고객 참조를 요청하고 다음과 같이 전화하십시오.“그들은 제 시간에 전달 했습니까? PCBS는 결함이 없습니까? 응답이 어떻게 지원 되었습니까?”
4. LT 회로가 주요 3 단계 HDI PCB 파트너로 두드러지는 이유LT 회로는 또 다른 PCB 제조업체가 아니라 신뢰성, 정밀도 및 속도를 요구하는 회사의 신뢰할 수있는 파트너입니다. 다음은 산업 (의료, 자동차, 항공 우주)의 고객이 3 단계 HDI 프로젝트를 위해 LT 회로를 선택하는 이유입니다.4.1 입증 된 HDI 전문 지식A. 특성화 : 10 년 이상 HDI PCB (표준 PCB 방해 없음)에만 초점을 맞춘 10 년 이상.B. 기술 기능 : 최대 12 층 3 단계 HDI 디자인, 0.15mm Microvias, 2mil/2mil 트레이스 및 사용자 정의 마감 (Immersion Gold, Enig, Gold Fingers)의 지원을 지원합니다.C. 인증 : ISO 9001, IPC-6012 클래스 3, UL 94 V-0 및 ISO 14001-모든 감사 문서.
4.2 고객 중심 지원A.Dedicated Engineers : 모든 프로젝트는 DFM 지침을 제공하고 기술적 질문에 답변하며 문제를 신속하게 해결하는 전용 HDI 엔지니어를 얻습니다.B. Transparent Communication : 실시간 제작 추적 (클라이언트 포털을 통해) 및 긴급 프로젝트에 대한 일일 업데이트.C. QuickTurn 서비스 : 프로토 타입의 3-7 일 처리; 대량 생산을위한 2 ~ 3 주 리드 타임-정시 전달 보장과 함께.
4.3 타협하지 않는 품질A.QC 프로세스 : 모든 순서에 대한 100% AOI, X- 선, 비행 프로브 및 기능 테스트.B. 마수성 추적 성 : 모든 재료 (구리, FR-4, 솔더 마스크)에는 로트 번호 및 규정 준수 인증서 (ROH, REACH)가 제공됩니다.C. 방어율 : 3 단계 HDI PCB의
세라믹 PCB 응용 분야 및 2025년 산업 동향: 차세대 첨단 장치 구동
세라믹 PCB — 뛰어난 열 전도성, 고온 저항, 신호 무결성으로 오랫동안 가치를 인정받아온 세라믹 PCB는 더 이상 항공우주 또는 군사용으로 제한된 틈새 부품이 아닙니다. EV 파워트레인부터 6G 안테나에 이르기까지 첨단 장치가 성능의 한계를 뛰어넘으면서 세라믹 PCB는 가장 까다로운 환경에서 기존 FR-4 및 알루미늄 MCPCB보다 뛰어난 성능을 발휘하며 중요한 역할을 하고 있습니다. 업계 분석가에 따르면 2025년까지 글로벌 세라믹 PCB 시장은 자동차, 통신, 의료 부문의 수요 급증에 힘입어 32억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
이 가이드는 2025년 세라믹 PCB의 혁신적인 역할을 살펴보고, 산업 전반에 걸친 주요 응용 분야, 새로운 트렌드(예: 3D 세라믹 구조, AI 기반 설계) 및 대체 PCB 재료와의 비교를 자세히 설명합니다. EV 배터리 관리 시스템(BMS), 6G 기지국 또는 차세대 의료용 임플란트를 설계하든, 세라믹 PCB 기능과 2025년 트렌드를 이해하면 미래의 성능 표준을 충족하는 장치를 구축하는 데 도움이 됩니다. 또한 LT CIRCUIT과 같은 파트너가 세라믹 PCB 혁신을 주도하여 첨단 장치 제조업체를 위한 맞춤형 솔루션을 제공하는 이유도 강조합니다.
주요 내용1. 2025년 시장 동인: EV 채택(2030년까지 신차의 50%가 전기차), 6G 출시(28~100GHz 주파수) 및 소형 의료 기기가 세라믹 PCB의 연평균 성장률(CAGR)을 18%로 견인할 것입니다.2. 재료 지배력: 알루미늄 질화물(AlN) 세라믹 PCB는 180~220 W/m·K의 열 전도성으로 인해 성장을 주도할 것입니다. 이는 FR-4보다 10배 더 우수합니다(2025년 시장 점유율의 45%).3. 새로운 트렌드: 소형 EV 모듈용 3D 세라믹 PCB, 6G용 AI 최적화 설계, 이식형 장치용 생체 적합성 세라믹이 혁신을 정의할 것입니다.4. 산업 집중: 자동차(2025년 수요의 40%)는 EV 인버터에 세라믹 PCB를 사용하고, 통신(25%)은 6G 안테나에, 의료(20%)는 이식형 장치에 사용할 것입니다.5. 비용 변화: 대량 생산은 2025년까지 AlN PCB 비용을 25% 절감하여 중급 응용 분야(예: 소비자 웨어러블)에 적합하게 만들 것입니다.
세라믹 PCB란 무엇인가?2025년 트렌드를 살펴보기 전에 세라믹 PCB와 고유한 특성을 정의하는 것이 중요합니다. 이는 첨단 장치에서 세라믹 PCB의 채택이 증가하는 이유를 설명하는 맥락입니다.
세라믹 PCB는 기존 FR-4 또는 알루미늄 기판을 세라믹 코어(예: 산화 알루미늄, 질화 알루미늄 또는 탄화 규소)로 대체하는 회로 기판입니다. 세 가지 획기적인 특성으로 정의됩니다.
1. 뛰어난 열 전도성: FR-4(0.2~0.4 W/m·K)보다 10~100배 우수하여 고전력 부품(예: 200W EV IGBT)의 효율적인 방열을 가능하게 합니다.2. 고온 저항: 200~1,600°C에서 안정적으로 작동(FR-4의 130~170°C 대비)하여 EV 엔진룸 또는 산업용 용광로와 같은 가혹한 환경에 이상적입니다.3. 낮은 유전 손실: 밀리미터파 주파수(28~100GHz)에서 신호 무결성을 유지하며 6G 및 항공우주 레이더에 중요합니다.
일반적인 세라믹 PCB 재료(2025년 초점)모든 세라믹이 동일한 것은 아닙니다. 재료 선택은 응용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다. 2025년까지 세 가지 유형이 지배적일 것입니다.
세라믹 재료
열 전도성(W/m·K)
최대 작동 온도(°C)
유전 손실(Df @ 10GHz)
글로벌 PCB 시장의 12%
최적의 용도
질화 알루미늄(AlN)
180~220
1,900
0.02(사용 불가)
45%
EV 파워트레인, 6G 안테나, 고전력 LED
산화 알루미늄(Al₂O₃)
20~30
2,072
0.0015
35%
의료 기기, 산업용 센서
탄화 규소(SiC)
270~490
2,700
0.0005
3%
항공우주 레이더, 핵 센서
2025년 변화: AlN은 더 높은 열 전도성과 더 낮은 신호 손실에 대한 EV 및 6G 수요에 힘입어 Al₂O₃를 제치고 최고의 세라믹 PCB 재료가 될 것입니다.
2025년 세라믹 PCB 응용 분야: 산업별 분석2025년까지 세라믹 PCB는 네 가지 주요 부문에 필수적인 요소가 될 것이며, 각 부문은 고유한 특성을 활용하여 차세대 장치 문제를 해결할 것입니다.
1. 자동차: 2025년 최대 시장(수요의 40%)전기 자동차(EV)로의 글로벌 전환은 세라믹 PCB 성장의 가장 큰 단일 동인입니다. 2025년까지 모든 EV는 중요한 시스템에 5~10개의 세라믹 PCB를 사용할 것입니다.
a. EV 파워트레인(인버터, BMS)필요 사항: EV 인버터는 DC 배터리 전원을 모터용 AC로 변환하여 100~300W의 열을 발생시킵니다. FR-4 PCB는 과열됩니다. 세라믹 PCB는 구성 요소(IGBT, MOSFET)를 120°C 미만으로 유지합니다.2025년 트렌드: 2oz 구리 트레이스가 있는 AlN 세라믹 PCB는 800V EV 아키텍처(예: Tesla Cybertruck, Porsche Taycan)에서 표준이 되어 더 빠른 충전과 더 긴 주행 거리를 가능하게 합니다.데이터 포인트: IHS Markit의 2025년 연구에 따르면 인버터에 AlN PCB를 사용하는 EV는 알루미늄 MCPCB를 사용하는 EV보다 배터리 수명이 15% 더 길고 충전 속도가 20% 더 빠릅니다.
b. ADAS(LiDAR, 레이더, 카메라)필요 사항: 77GHz 자동차 레이더는 신호 무결성을 유지하기 위해 낮은 유전 손실이 필요합니다. 세라믹 PCB(AlN, Df=0.0008)는 이러한 주파수에서 Rogers 재료(Df=0.002)보다 뛰어난 성능을 발휘합니다.2025년 트렌드: 3D 세라믹 PCB는 LiDAR, 레이더 및 카메라 모듈을 단일 소형 장치에 통합하여 현재의 다중 보드 설계에 비해 EV 무게를 5~10% 줄입니다.
c. 열 관리 시스템필요 사항: EV 배터리 팩은 급속 충전 중에 열을 발생시킵니다. 임베디드 열 방출 구멍이 있는 세라믹 PCB는 셀 전체에 열을 균등하게 분산시킵니다.LT CIRCUIT 혁신: EV BMS용 통합 방열판이 있는 맞춤형 AlN PCB로 팩 크기를 15% 줄이고 열 효율을 25% 향상시킵니다.
2. 통신: 6G 및 차세대 네트워크(2025년 수요의 25%)2025~2030년 6G(28~100GHz 주파수)의 출시는 최소한의 손실로 초고속 신호를 처리하기 위해 세라믹 PCB가 필요합니다.a. 6G 기지국 및 소형 셀필요 사항: 6G 신호(60GHz+)는 유전 손실에 매우 민감합니다. AlN 세라믹 PCB(Df=0.0008)는 Rogers 4350(Df=0.0027)에 비해 신호 감쇠를 30% 줄입니다.2025년 트렌드: 대규모 MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output) 6G 안테나는 8~12층 AlN PCB를 사용하여 각 PCB가 소형 풋프린트에서 16개 이상의 안테나 요소를 지원합니다.예: AlN PCB를 사용하는 6G 소형 셀은 Rogers 기반 설계의 300m에 비해 500m를 커버하여 전력 소비를 줄이면서 네트워크 범위를 확장합니다.
b. 위성 통신(SatCom)필요 사항: SatCom 시스템은 극한 온도(-55°C~125°C)에서 작동하며 방사선 저항이 필요합니다. SiC 세라믹 PCB(270~490 W/m·K)는 이러한 요구 사항을 충족합니다.2025년 트렌드: 저궤도(LEO) 위성 군집(예: Starlink Gen 3)은 SiC PCB를 트랜시버에 사용하여 99.99%의 신뢰도로 10Gbps+ 데이터 링크를 가능하게 합니다.
3. 의료 기기: 소형화 및 생체 적합성(2025년 수요의 20%)2025년까지 의료 기기는 더 작고, 더 강력하며, 더 통합될 것입니다. 이러한 트렌드는 세라믹 PCB에 의존합니다.a. 이식형 장치(심박 조율기, 신경 자극기)필요 사항: 임플란트는 체액(pH 7.4)을 견디고 염증을 피하는 생체 적합성 재료가 필요합니다. Al₂O₃ 세라믹 PCB는 장기간 이식을 위해 FDA 승인을 받았습니다.2025년 트렌드: 소형화된 “무연” 심박 조율기는 2층 Al₂O₃ PCB(0.5mm 두께)를 사용하여 현재 모델에 비해 장치 크기를 40% 줄이고 수술 리드 위험을 제거합니다.
b. 진단 장비(MRI, 초음파)필요 사항: MRI 기기는 강한 자기장을 생성합니다. 비금속 세라믹 PCB는 간섭을 방지합니다. AlN PCB는 또한 고전력 이미징 구성 요소의 열을 발산합니다.2025년 트렌드: 휴대용 초음파 프로브는 유연한 세라믹 PCB(폴리이미드 층이 있는 Al₂O₃)를 사용하여 접근하기 어려운 부위(예: 소아 환자)의 3D 이미징을 가능하게 합니다.
4. 항공우주 및 방위: 극한 환경 신뢰성(2025년 수요의 15%)항공우주 시스템(레이더, 항공 전자 공학)은 가혹한 조건에서 작동합니다. 세라믹 PCB는 유일한 실행 가능한 솔루션입니다.a. 군용 레이더(항공, 해군)필요 사항: 100GHz+ 레이더는 낮은 유전 손실과 방사선 저항이 필요합니다. SiC 세라믹 PCB(Df=0.0005)는 전투 환경에서 신호 무결성을 제공합니다.2025년 트렌드: 스텔스 항공기 레이더 시스템은 16층 SiC PCB를 사용하여 금속 코어 대안에 비해 레이더 단면적(RCS)을 20% 줄입니다.
b. 항공 전자 공학(비행 제어, 통신)필요 사항: 항공 전자 공학은 -55°C~125°C 열 사이클과 50G 진동을 견뎌야 합니다. 강화된 구리 트레이스가 있는 AlN PCB는 MIL-STD-883 표준을 충족합니다.LT CIRCUIT 장점: MIL-STD-883H에 따라 테스트된 세라믹 PCB로 1,000회 이상의 열 사이클과 2,000시간의 진동 테스트를 거쳤습니다. 이는 항공우주 신뢰성에 중요합니다.
2025년 세라믹 PCB 트렌드: 첨단 장치의 미래를 형성세 가지 주요 트렌드는 2025년 세라믹 PCB 혁신을 정의하여 현재의 한계(비용, 복잡성)를 해결하고 새로운 응용 분야를 열어갈 것입니다.1. 3D 세라믹 PCB: 소형, 통합 설계기존의 평면 세라믹 PCB는 패키징 밀도를 제한합니다. 3D 세라믹 PCB는 복잡하고 접히거나 쌓인 아키텍처를 가능하게 하여 이 문제를 해결합니다.
a. 작동 방식: 세라믹 기판은 레이저로 절단되어 3D 모양(예: L자형, 원통형)으로 소결된 후 구리 트레이스가 적용됩니다. 이를 통해 여러 평면 PCB 간의 커넥터가 필요하지 않습니다. b. 2025년 응용 분야: EV 배터리 모듈(3D 세라믹 PCB가 배터리 셀을 감쌈), 6G 소형 셀(적층 층이 풋프린트를 30% 줄임), 이식형 장치(원통형 PCB가 혈관에 맞음). c. 이점: 3D 설계는 구성 요소 수를 40% 줄이고 열 효율을 25% 향상시킵니다. 열은 커넥터 병목 현상 없이 세라믹 코어를 통해 직접 흐르기 때문입니다.
2. AI 기반 설계 및 제조인공 지능은 세라믹 PCB 설계 및 생산을 간소화하여 두 가지 주요 문제점인 긴 리드 타임과 높은 비용을 해결할 것입니다.
a. AI 설계 최적화: Ansys Sherlock(AI 지원)과 같은 도구는 세라믹 PCB의 트레이스 라우팅, 비아 배치 및 재료 선택을 자동으로 최적화합니다. 예를 들어, AI 시스템은 AlN PCB의 열 저항을 1시간 만에 15% 줄일 수 있습니다. 이는 수동 설계의 경우 1주가 걸립니다. b. AI 제조 품질 관리: 컴퓨터 비전(100만 개 이상의 세라믹 PCB 결함에 대해 훈련됨)은 PCB를 실시간으로 검사하여 결함률을 3%에서
고주파 응용 분야를 위한 특수 Rogers HDI PCB: 특징, 장점 및 성능
고객에 의해 인적화된 이미지
5G mmWave 기지 스테이션에서 자동차 레이더 시스템에 이르기까지 고주파 전자계의 세계에서 표준 FR4 PCB는 부족합니다.이 장치들은 28GHz 이상에서 신호의 무결성을 유지하는 기체를 요구합니다., 열 스트레스에 저항하고 소형화를 가능하게 합니다. 특별한 로저스 HDI PCB를 입력: 로저스 고성능 라미네이트와 HDI (고밀도 인터 커넥트) 기술로 설계,그들은 비교할 수 없는 전기적 안정성을 제공합니다., 낮은 신호 손실, 그리고 컴팩트한 디자인.
글로벌 로저스 PCB 시장은 5G 확산, EV 레이더 채택 및 항공 우주 / 방위 수요로 인해 2030년까지 7.2% CAGR로 성장할 것으로 예측됩니다.엔지니어와 제조업체, 로저스 HDI PCB의 독특한 특성을 이해하는 것은 엄격한 고주파 요구 사항을 충족하는 제품을 만드는 데 중요합니다. 이 가이드는 주요 특징을 분해합니다.전통적인 FR4 PCB와 비교합니다., LT CIRCUIT의 로저스 HDI 솔루션이 데이터 기반 통찰력과 실제 응용 사례로 돋보이는 이유를 강조합니다. 28GHz 5G 센서나 77GHz 자동차 레이더를 설계하든,이 통찰력은 최고 성능을 발휘하는 데 도움이 될 것입니다..
주요 내용1로저스 HDI PCB는 2.2 ∼3.8 (FR4 ∼4.8 대 FR4 ∼4.8) 의 변압 변수 (Dk) 와 0.0009만큼 낮은 손실 접착 (Df) 을 제공하며 28GHz에서 60%의 신호 손실을 절단합니다.2.HDI 통합 (마이크로비어, 미세한 흔적) 은 소형 5G 및 웨어러블 장치에 매우 중요한 표준 로저스 PCB보다 2배 높은 부품 밀도 (1,800 부품 / 평방 인) 를 가능하게합니다.3로저 라미네이트의 열 전도성 (0.69 ⋅1.7 W/m·K) 은 FR4 (0.1 ⋅0.3 W/m·K) 보다 3배 높으며 EV BMS와 같은 고전력 애플리케이션에서 과열을 방지합니다.4전통적인 FR4 HDI와 비교하면 로저스 HDI PCB는 10Gbps 디지털 디자인에서 BER (비트 오류율) 를 50% 감소시키고 mmWave 성능에 대한 3GPP 5G NR 표준을 충족합니다.5LT CIRCUIT의 로저 HDI 솔루션은 맞춤형 스택업, 레이저 뚫린 마이크로 비아 (4 밀리) 및 엄격한 품질 통제를 포함합니다. 고용량 생산에 대한 99.5%의 첫 통과 수익을 보장합니다.
특별 로저 HDI PCB 는 무엇 입니까?스페셜 로저스 HDI PCB는 두 가지 중요한 기술을 결합합니다.
1로저스 고성능 라미네이트: 고주파 안정성, 낮은 신호 손실 및 열 탄력성 (예: 로저스 4350B, 4003C, 6010) 을 위해 설계되었습니다.2.HDI 제조: 레이저 뚫린 마이크로 비아 (46 밀리), 얇은 라인 에치 (2,5 밀리 트레스/공간), 그리고 연속 라미네이션은 콤팩트하고 밀도가 높은 디자인을 가능하게 한다.
표준 로저스 PCB와 달리 (rough-hole vias 및 더 큰 흔적을 사용합니다), 로저스 HDI PCB는 소형화 된 고주파 장치에 최적화되었습니다.그들은 신호 손실의 모든 dB가 중요하고 공간이 프리미엄에 있는 응용 프로그램에서 우수한.
HDI PCB를 위한 코어 로저스 라미네이트 시리즈로저스는 특정 고주파 필요에 맞춘 여러 라미네이트 가족을 제공합니다. 아래 표는 HDI 설계에 대한 가장 일반적인 옵션을 강조합니다.
로저스 라미네이트 시리즈
다이렉트릭 상수 (Dk @ 1GHz)
손실 대수 (Df @ 1GHz)
열전도 (W/m·K)
최대 주파수
가장 좋은 방법
4003C
30.38 ± 0.05
0.0027
0.69
6GHz
저비용 고주파 (예를 들어, WiFi 6E, RFID)
4350B
30.48 ± 0.05
0.0037
0.6
28GHz
5G mmWave, 작은 셀 기지국
6010
30.55 ± 0.05
0.0022
1.7
40GHz
자동차 레이더 (77GHz), 항공우주
3003
20.94 ± 0.05
0.0012
0.7
100GHz
위성 통신, 마이크로 웨브 연결
핵심 통찰력: 5G mmWave (28GHz) 를 위해 로저스 4350B는 성능과 비용을 균형있게 유지하며 낮은 Df (0.0037) 는 FR4의 2.5dB/인치에 비해 0.8dB/인치 신호 손실을 보장합니다.
스페셜 로저스 HDI PCB의 주요 특징로저스 HDI PCB는 3가지의 비상대화 가능한 특징으로 돋보인다. 우수한 변압성 성질, 첨단 열관리, 극심한 소형화.이러한 특성은 그들을 고주파 설계의 황금 표준으로 만듭니다..1다이 일렉트릭 특성: 28GHz 이상에서 안정적인 신호다이 일렉트릭 상수 (Dk) 와 손실 접착 (Df) 는 기판의 신호 무결성 (SI) 에 직접 영향을 미칩니다. 로저 라미네이트는 둘 다 최소화하도록 설계되었습니다.일관성 있는 성과를 보장합니다.:
a. 낮은, 안정적인 Dk: 로저 물질은 온도 (-40°C ~ 125°C) 와 주파수에서 Dk를 ± 5% 내에 유지합니다. 예를 들어 로저 4350B 즈의 Dk 이동은 0.02 25°C에서 125°C까지 가열되면 자동차 및 항공우주용용에 중요합니다. b.Ultra-Low Df: 0.0009 (Rogers 3003) 이하의 Df는 최소한의 신호 저하를 의미합니다. 28GHz에서 이것은 FR4보다 60% 적은 손실을 나타냅니다 (Df = 0.02 ∼ 0.04).
기판 종류
Dk @ 1GHz
Df @ 1GHz
신호 손실 @ 28GHz (dB/인치)
SI 마진
로저스 4350B HDI
3.48
0.0037
0.8
95%
로저스 6010 HDI
3.55
0.0022
0.6
98%
FR4 HDI
4.5
0.025
2.5
75%
실제 세계적 영향: 로저스 4350B HDI PCB를 사용하는 5G 소형 셀은 28GHz에서 95% SI 마진을 유지하여 4Gbps 데이터 속도를 가능케했으며 FR4 HDI의 경우 2.5Gbps입니다.
2. 열 관리: 고 전력 설계에서 과열을 방지고주파 부품 (예를 들어, 5G PA, 레이더 송수신기) 는 상당한 열을 발생시킨다. 로저스 HDI PCB는 FR4보다 3배 더 빨리 열을 분산한다.
a.고온전도성: 로저스 6010은 2W PA 즈의 온도를 FR4에 비해 20°C로 줄이는 데 충분한 1.7 W/m·K ̊를 제공합니다.b. 열 비아와 구리 플레인: HDI의 레이저 뚫린 열 비아 (46 밀리) 와 2 온스 구리 전력 플레인은 내부 층으로 효율적인 열 경로를 만듭니다. c. 습성 저항성: 로저 라미네이트는 습한 환경에서 열 분해를 방지하여 2dB/인치)
5G NR 운영을 가능하게 합니다.
비용 (비례적)
3x
1x
더 높은 초기 비용, 하지만 50% 더 낮은 재작업
중요한 단점: 6GHz 이상 설계의 경우 FR4 HDI는 실행 불가능하며 높은 Df와 신호 손실로 5G 또는 레이더 표준을 충족 할 수 없습니다. 로저스 HDI는 유일한 실용적인 솔루션입니다.
LT 회로 로저 HDI PCB의 장점LT CIRCUIT의 로저스 HDI 솔루션은 원자재 성능을 넘어 정확성 제조, 맞춤형 디자인 지원, 엄격한 품질 통제를 결합하여 신뢰할 수 있고 고수출 판을 제공합니다.1신호 무결성 최적화LT CIRCUIT의 엔지니어링 팀은 SI를 위해 로저 HDI 디자인을 최적화합니다.
a. 임피던스 제어: 28GHz mmWave에 대해 ±5%의 허용도와 함께 50Ω (단단 끝) 및 100Ω (분차) 임피던스를 유지하기 위해 3D 필드 솔저를 사용합니다.b. 레이어 스택업 디자인: 디퍼셜 쌍에서 교차 음성을 40% 감소시키기 위해 '시그널-그라운드-시그널' (S-G-S) 하위 스택을 권장합니다.c.Via Stub 최소화: 28GHz에서 신호 반사를 제거하여 맹인 비아 (스터브가 없습니다) 및 후부 구멍을 사용합니다.
테스트 결과: 5G용 LT CIRCUIT Rogers 4350B HDI PCB는 28GHz에서 0.7dB/inch 신호 손실을 달성하여 고객의 0.9dB/inch 목표를 달성했습니다.
2복잡한 HDI를 위한 제조 전문 기술로저스 래미네이트는 FR4 롯데 회로보다 처리하기가 더 어렵습니다 FR4 롯데 회로의 전문 장비와 프로세스는 일관성을 보장합니다:
a. 레이저 뚫기: 유라 레이저 (355nm) 를 사용하여 ±1μm의 정확도로 4 밀리 미크로 비아를 ±3%로 줄이는 공허함.b. 순차 라미네이션: 2 3 단계로 8 16 레이어 스택을 구축하여 ± 3μm 레이어 정렬을 보장합니다 (경쟁자에게 ± 10μm). c. 플래팅: 마이크로 비아에 20μm의 전해질 구리를 적용하여 전류 운반 용량에 중요한 95% 충전율을 달성합니다.
제조 단계
LT 회로 용량
산업의 평균 용량
생산성 향상
미크로비아 정확성
±1μm
±5μm
15%
레이어 정렬
±3μm
±10μm
20%
충전율을 통해
95%
85%
12%
3목표 애플리케이션에 맞춤화LT CIRCUIT는 특정 고주파 요구에 맞게 끝에서 끝까지 사용자 정의를 제공합니다.
a. 라미네이트 선택: 올바른 로저스 시리즈 (예를 들어, 5G에 대한 4350B, 자동차 레이더에 대한 6010) 로 고객을 안내합니다.b. 표면 마감: 5G 기지 스테이션에 ENIG (18개월의 유효기간), 소비자 기기에 대한 몰입 은 (비용 효과적) c. 테스트: 28GHz+ SI를 위한 VNA (벡터 네트워크 분석기) 테스트, 품질을 위한 X선 테스트, 신뢰성을 위한 열 사이클링 테스트를 포함한다.
사용자 정의 옵션
설명
적용 용량
라미네이트
로저스 4350B, 6010, 3003
5G, 자동차, 항공우주
표면 마감
ENIG, 몰입 은, OSP
높은 신뢰성 (ENIG), 비용 민감성 (은)
계층 수
4~16층
다전압 시스템, 밀집 부품
테스트
VNA, 엑스레이, 열 사이클
5G, 자동차, 의료
4품질 관리 및 인증LT CIRCUIT의 다단계 품질보장은 모든 로저스 HDI PCB가 세계 표준을 충족하도록 보장합니다.
a. 직선 AOI: 생산 중에 99%의 표면 결함을 감지합니다 (예를 들어, 미흡한 흔적, 용접 브리지).b. 비행 탐사 시험: 고밀도 설계에 중요한 네트워크의 100%의 전기 연속성을 확인합니다.c.인증: ISO 9001, IATF 16949 (자동차), UL 94 V-0 (화염 retardance) 5G, 자동차 및 항공 우주 요구 사항을 충족합니다.
로저스 HDI PCB의 실제 응용로저스 HDI PCB는 고주파 성능과 소형화가 협상이 불가능한 산업에 필수적입니다. 다음은 주요 사용 사례입니다.15G mmWave (28GHz/39GHz)필요: 낮은 신호 손실, 소형 셀, 스마트폰, IoT 센서에 대한 컴팩트한 디자인로저스 솔루션 8층 로저스 4350B HDI 2.5밀리 미터와 4밀리 미크로비아결과: LT CIRCUITs 로저스 HDI PCB를 사용하는 5G 소형 셀은 4Gbps 데이터 속도와 FR4 HDI보다 20% 더 넓은 커버리지를 달성했습니다.
2자동차 레이더 (77GHz)필요: 열 안정성 (-40°C ~ 125°C), 낮은 Df 및 ADAS의 작은 형태 요인.로저스 솔루션: 12층 로저스 6010 HDI 2온스 구리 전력 플랜결과: EV 레이더 모듈은 ISO 26262 ASIL-B 표준을 충족하는 성능 저하없이 1,000 열 주기를 통과했습니다.
3항공우주 및 국방 (100GHz)필요: 방사능 저항성, 극저한 Df, 위성 통신 및 군사 레이더에 대한 높은 신뢰성.로저스 솔루션: 16층 로저스 3003 HDI 금 표면 마무리 (ENIG), 3 밀리 미터, 5 밀리 매장 마이크로 비아.결과: LT CIRCUITs 로저스 HDI PCB를 사용하는 위성 송신기는 100GHz에서 98%의 신호 무결성 간격을 유지하며 100kRad의 이온화 방사선 (MIL-STD-883H 준수) 을 생존했습니다.디자인은 또한 50mm × 50mm 차체에 적합이전 표준 로저스 PCB보다 30% 작습니다.
4의료 영상 촬영 (60GHz)필요: 초음파 및 MRI 장치에 대한 낮은 EMI, 생물 호환성 및 고속 데이터 전송.로저스 솔루션: 8층 로저스 4350B HDI, 폴리마이드 용접 마스크 (생명 호환성) 및 4 밀리 블라인드 비아스.결과: 이 PCB를 사용하는 초음파 탐사선은 0.1mm 해상도를 제공했으며 ISO 13485 의료 표준을 충족했습니다. 12Gbps의 데이터 전송 속도는 실시간 이미지 처리를 보장했습니다.
비용 이점 분석: 로저스 HDI PCB가 왜 프리미엄을 정당화 하는가로저스 HDI PCB는 FR4 HDI보다 3배 더 비싸지만 고주파 설계자들은 지속적으로 선택합니다.아래는 10k 단위/년 5G 소형전지 프로젝트의 비용 분산입니다.
비용 범주
로저스 HDI PCB (LT CIRCUIT)
FR4 HDI PCB
로저스 의 연간 저축
단위별 제조업
35달러
12달러
-$230k (초기 비용 더 높습니다)
재작업 및 폐기물
$2/유닛 ($20k 총)
$8/유닛 ($80k 총)
6만 달러
현장 고장 보증
$1/유닛 ($10k 총)
$5/유닛 ($50k 총)
4만 달러
성과 관련 수익
+$50k (20% 더 나은 커버)
0달러
5만 달러
연평균 효과
∙
∙
20만 달러
주요 통찰력: 대용량 프로젝트 (100k + 단위 / 년) 에서 순 절감액은 연간 $ 200k +로 증가합니다.FR4 HDI 실패 위험과 비교하면 비용 프리미엄이 중요하지 않습니다 (e예를 들어, 1백만 달러의 위성 임무가 50만 달러의 로저스 PCB에 대합니다.
로저스 HDI PCB에 대한 일반적인 설계 고려 사항로저스 HDI PCB의 성능을 극대화하기 위해, 1,000+개의 고주파 프로젝트에서 LT CIRCUIT의 경험에서 개발된 다음의 최선 사례를 따르십시오:1라미네이트 선택: 주파수와 파워에 맞춰a.
2-4 레이어 알루미늄 MCPCB: 고열, 고전력 응용 분야를 위한 최고의 솔루션
LED 조명에서 산업 인버터에 이르기까지 고출력 전자 제품은 성능을 무너 뜨리고 수명을 단축 할 수있는 강한 열을 중단합니다. 전통적인 FR-4 PCBS 및 단일 계층 금속 코어 PCB (MCPCBS)는 종종 부족하여 까다로운 환경에서 열을 효율적으로 소비하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS : 견고한 알루미늄 코어 및 다층 회로로 설계된이 보드는 FR-4보다 3-5 배 더 우수한 열전도율을 제공하므로 열 관리가 필요하지 않은 응용 분야에 필수 불가능합니다.
이 안내서는 2-4 층 알루미늄 MCPCBS, 구조, 열 장점, 실제 응용 프로그램 및 기타 PCB 유형을 능가하는 방법에 대해 알아야 할 모든 것을 분류합니다. 100W LED 고층 조명 또는 산업 전력 모듈을 설계하든이 보드를 이해하면 안정적인 오래 지속되는 전자 제품을 구축하는 데 도움이됩니다. 또한 LT 회로와 같은 전문가와의 파트너 관계가 MCPCBS가 엄격한 성능과 품질 표준을 충족하도록하는 이유를 강조합니다.
주요 테이크 아웃1. 제어 우월성 : 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 100–250 w/m · K 열전도율을 제공합니다.2. 디자인 유연성 : 다층 구조는 복잡한 회로 (예 : 통합 드라이버, 센서 어레이)를 지원하는 동시에 자동차 조명과 같은 공간 제한된 응용 분야를위한 소형 발자국을 유지하는 동시에 복잡한 회로를 지원합니다.3. 기계적 내구성 : 알루미늄 코어는 FR-4보다 2 ~ 3 배 더 나은 강성을 제공하여 산업 또는 자동차 환경에서 휘파람과 진동에 저항합니다.4. 비용 효율성 : 균형 성능 및 예산-2 층 MCPCBS 소송 중급 (10–50W) 프로젝트, 4 층 디자인은 세라믹 PCB의 비용없이 고전력 (50-200W) 시스템을 처리합니다.5. 산업국 초점 : LED 조명, 자동차 전자 제품 및 산업 전력 시스템의 지배적 인 MCPCBS의 열 및 기계적 강점을 활용하는 부문.
2-4 층 알루미늄 MCPCB는 무엇입니까?혜택으로 뛰어 들기 전에 2-4 층 알루미늄 MCPCBS를 다른 PCB 유형과 구분하는 내용을 정의하는 것이 중요합니다. 이 보드는 핵심에서 열차 시청 알루미늄 기판을 다층 회로와 결합하여 열 성능 및 회로 밀도의 균형을 맞추는 하이브리드 솔루션을 만듭니다.
2-4 층 알루미늄 MCPCB의 핵심 구조단일 계층 MCPCBS (하나의 회로 층이있는)와 달리 2-4 층 설계는 내부 신호, 전력 또는 접지 레이어를 추가하여 알루미늄 코어의 열차를 유지하면서 더 복잡한 회로를 활성화시킵니다. 구조에는 일반적으로 네 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다.
레이어 구성 요소
목적
2-4 층 설계에 대한 사양
1. 알루미늄 코어
1 차 열차 지정 층; 회로에서 공기까지 열을 끌어냅니다.
두께 : 0.8–3.8mm (사용자 정의 가능); 학년 : 6061 (가장 일반적)
2. 절연 층
알루미늄 코어를 구리 회로에서 분리합니다. 전기 반바지를 방지합니다.
물질 : 에폭시 또는 폴리이 미드; 두께 : 25–75μm; 열전도율 : 1–3 w/m · k
3. 구리 회로 층
신호, 전력 및 접지를위한 전도성 경로.
2-4 층; 구리 두께 : 1–3oz (35–105μm)
4. 솔더 마스크
구리를 산화로부터 보호합니다. 납땜 가능한 지역을 정의합니다.
물질 : LPI 에폭시 (실내) 또는 UV- 내성 폴리이 미드 (실외); 두께 : 25–50μm
계층 구성 : 2 층 대 4 층 MCPCBS층의 수는 회로 복잡성과 열 성능에 직접 영향을 미칩니다. 응용 프로그램의 전력 및 공간 요구에 따라 선택하십시오.
구성
레이어 스택 업
가장 좋습니다
열전도율
비용 (상대)
2 층 알루미늄 MCPCB
상단 구리 회로 → 절연 층 → 알루미늄 코어 → (선택 사항) 하단 구리 층
중급 응용 프로그램 (10–50W) : LED 다운 라이트, 자동차 내부 조명, 소형 전원 공급 장치
100–150 w/m · k
낮음 (100%)
4 층 알루미늄 MCPCB
상단 구리 → 절연 층 → 내부 신호 층 → 절연 층 → 알루미늄 코어 → 하단 구리
고전력 응용 분야 (50–200W) : 산업 인버터, LED 고축등, EV 충전 모듈
180–250 w/m · k
높은 (200–250%)
예제 레이어 수에 의한 사용 사례2 층 : 30W LED 패널 조명은 2 층 MCPCB (LED 추적 용 층 층, 접지의 바닥 층)를 사용합니다.4 층 : 150W 산업 전력 인버터는 4 개의 레이어를 사용합니다. 전력 추적 용은 2, 신호 경로 용 1 개, 접지 용 1 개는 2 층 보드보다 3 배 더 빠른 MOSFETS에서 열을 제거합니다.
왜 2-4 층 알루미늄 MCPCBS가 고열 애플리케이션에서 뛰어납니다이 보드의 가치는 열 축적 및 회로 복잡성이라는 고출력 전자 제품에 대한 두 가지 중요한 통증 지점을 해결할 수있는 능력에 있습니다. 다음은 가장 영향력있는 세 가지 이점입니다.1. 우수한 열 관리 : 압력 하에서 구성 요소를 식히십시오열은 고출력 전자 제품에서 조기 고장의 원인입니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS이 세 가지 열 이점 으로이 문제를 해결합니다.
에이. 알루미늄 코어 : 내장 방열판견고한 알루미늄 코어 (일반적으로 6061 등급)는 직접 열 경로 역할을하여 구성 요소 (예 : LED, IC)에서 열을 빼내고 보드 표면에 퍼집니다. 이로 인해 성능 저하가 저하되는 핫스팟 (FR-4 PCB의 공통)이 제거됩니다.
열전도율 비교 :
PCB 유형
열전도율 (w/m · k)
50W LED (25 ° C 주변)에 대한 TJ
4 층 알루미늄 MCPCB
200
75 ° C
2 층 알루미늄 MCPCB
120
88 ° C
단일 계층 MCPCB
80
102 ° C
FR-4 PCB
0.3
145 ° C (임계 실패)
비. 다층 열 분포4 층 MCPCBS의 내부 층은 열 비아 또는 구리 평면 전용으로 전용 될 수 있으며, 열 확산이 더욱 향상됩니다. 예를 들어:
100W LED의 4 층 MCPCB는 각 LED에서 열 바이아스 (0.3mm 직경)에 연결된 내부 구리 평면 (2oz 두께)을 사용하여 TJ를 15 ° C vs. 2 계층 설계를 감소시킵니다.
기음. 절연 층 효율절연 층 (에폭시 또는 폴리이 미드)은 두 가지 요구 사항을 균형을 유지합니다. 전기 단열 (구리와 알루미늄 사이의 반바지를 방지하기 위해)과 열전도율 (열 전도도). 고성능 MCPCBS는 2-3 w/m · K 열전도율로 에폭시를 사용합니다.
2. 타협없이 높은 성분 밀도고출력 응용 프로그램은 종종 여러 구성 요소 (드라이버, 커패시터, 센서)를 작은 공간 (단일 계층 MCPCBS 또는 FR-4 투쟁으로 포장해야합니다. 2-4 레이어 MCPCBS는 다음을 해결합니다.
A. 신호 및 전력 계층 분리 : 내부 레이어는 고전류 전력 트레이스 (예 : 산업 인버터의 경우 10A)를 처리하는 반면 외부 레이어는 저전압 신호 (예 : 센서의 경우 I2C)를 관리합니다.B. 복잡한 회로 지원 : 4 층 디자인은 드라이버를 MCPCB에 직접 통합합니다 (예 : 50W LED의 4 층 보드는 내장 디밍 드라이버가 포함되어 있음) 외부 모듈의 필요성을 제거하고 공간을 절약 할 수 있습니다.C. 조밀 한 영역의 정체 vias : 열전 비아 (구성 요소 밀도 영역에 2-3mm마다 배치) 내부 층에서 알루미늄 코어로 열을 전달합니다.
실제 예 : 4 층 MCPCB를 사용하는 자동차 헤드 라이트는 12 개의 고출력 LED, 드라이버 및 온도 센서를 100mm × 50mm 풋 프린트로 포장하여 단일 계층 보드에서는 불가능합니다.
3. 가혹한 환경의 기계적 내구성고출력 전자 제품은 종종 진동 (산업 기계), 온도 사이클 (자동차 언더 호드) 또는 습도 (실외 조명)와 같은 어려운 조건에서 작동합니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 여기에서 탁월합니다.
A.RIGIDITY : 알루미늄 코어는 FR-4보다 2-3 배 더 우수한 굽힘 강도를 제공하며, 반사석 납땜 또는 열 사이클링 (-40 ° C ~ 125 ° C) 동안의 펀에 저항합니다.B.corrosion 저항성 : 6061 또는 5052와 같은 알루미늄 등급 (실외 MCPCBS에서 사용)은 UV- 내성 솔더 마스크 (IP67 등급)와 쌍을 이룰 때 녹과 수분에 저항합니다.C. 진동 공차 : 알루미늄 코어의 질량 댐퍼 진동-FR-4 보드가 종종 솔더 조인트에서 깨진 산업 센서 또는 자동차 전자 제품의 비판적 진동.
테스트 데이터 : 2 층 알루미늄 MCPCB는 MIL-STD-883 당 1,000 시간의 진동 테스트 (20G, 10-2,000Hz)에서 살아 남았으며, FR-4 보드는 미량 균열로 인해 300 시간 후에 실패했습니다.
2-4 층 알루미늄 MCPCBS 대 기타 PCB 유형이 보드가 고열 애플리케이션을위한 최고의 선택 인 이유를 이해하려면 FR-4, 단일 계층 MCPCB 및 세라믹 PCB와 같은 일반적인 대안과 비교하십시오.
메트릭
2-4 층 알루미늄 MCPCB
FR-4 PCB
단일 계층 MCPCB
세라믹 PCB (ALN)
열전도율
100–250 w/m · k
0.2–0.4 w/m · k
60–100 w/m · k
180–220 w/m · k
최대 전원 처리
10-200W
10W 응용 분야의 경우 Avoid FR-4 : 과열 및 조기 고장을 유발합니다.C. CERAMIN PCB는> 200W 초고속 전력에 대해서만 사용합니다. 알루미늄 MCPCB보다 3-5 배 더 비쌉니다.
2-4 층 알루미늄 MCPCBS의 실제 응용 프로그램이 보드는 세 가지 주요 산업에서 지배적이며 각각은 고유 한 강점을 활용합니다.1. LED 조명 : #1 유스 케이스LED는 백열 전구에 비해 "냉각"하더라도 열을 생성합니다. 100W LED의 경우 70-80%의 에너지가 열로 손실됩니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 표준입니다.
A.2 계층 MCPCBS : 주거용 LED 전구 (10–30W) 및 상업용 다운 라이트 (30–50W)에 사용됩니다. 상단 레이어는 LED 어레이를 보유하고, 하단 층은 접지를 제공합니다.B.4 층 MCPCBS : 하이 베이 조명 (50–200W) 및 경기장 조명에 이상적입니다. 내부 레이어는 디밍 드라이버와 열 센서를 통합하여 고정물의 전체 크기를 단일 계층 설계 대 30% 감소시킵니다.
산업 영향 : 4 층 MCPCB를 사용하는 100W LED 고층 광선은 50,000 시간 후에 90% 밝기를 유지하여 FR-4 기반 고정물의 수명을 부여합니다.
2. 자동차 전자 장치 : 부하 및 조명현대 자동차는 ADAS 센서, EV 충전 모듈 및 LED 헤드 라이트와 같은 고전력 전자 장치에 의존합니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 열 및 기계적 내구성으로 인해 여기에서 뛰어납니다.
A.2 계층 MCPCBS : 자동차 내부 조명 (10–20W) 및 ADAS 카메라 (20–30W)에 사용됩니다. 소형 크기는 단단한 공간에 맞는 반면, 알루미늄 코어는 아래쪽 온도 (-40 ° C ~ 85 ° C)를 처리합니다.B.4 계층 MCPCBS : EV 전원 모듈 (50–150W) 및 LED 헤드 라이트 (30–60W)에 배포되었습니다. 내부 레이어는 고전류 트레이스 (예 : 헤드 라이트 LED의 경우 15A)를 관리하는 반면 알루미늄 코어는 MOSFET에서 열을 소산합니다.
기음OMPLIANCE NOTE : 모든 자동차 MCPCBS는 AEC-Q200 (구성 요소 신뢰성) 및 IEC 60068 (환경 테스트) 표준 (안전 크리티컬 시스템에 대한 비판을 충족합니다.
3. 산업 전력 전자 장치 : 인버터 및 드라이브산업용 기계 (예 : CNC 라우터, 모터 드라이브)는 강력한 열을 생성하는 고출력 인버터와 컨버터를 사용합니다. 2-4 층 알루미늄 MCPCBS 이러한 시스템이 안정적으로 실행되도록합니다.
A.2 계층 MCPCBS : 소형 인버터 (10–50W) 및 센서 모듈 (10–20W)에 사용됩니다. 그들의 강성은 공장 진동에 저항하는 반면 열전기율은 IGBT를 시원하게 유지합니다.B.4 계층 MCPCBS : 대형 드라이브 (50–200W) 및 전원 공급 장치 용. 내부 층은 고전압 (480V)과 저전압 (5V) 회로를 분리하여 아크를 방지하고 안전성을 향상시킵니다.
사례 연구 : 모터 드라이브에서 4 층 MCPCBS를 사용하는 공장은 다운 타임을 40%줄였습니다.이 보드는 과열없이 2,000 시간의 지속적인 작동에서 살아 남았습니다.
LT 회로가 고품질 2-4 층 알루미늄 MCPCB를 제공하는 방법2-4 층 알루미늄 MCPCB는 분명한 이점을 제공하지만 제조에는 전문화 된 전문 지식이 필요합니다. LT Circuit의 MCPCB 생산에 중점을 두어 보드가 엄격한 성능 표준을 충족시킵니다.1. 고급 제조 공정A. Precision Lamination : LT 회로는 ± 1 ° C 온도 제어를 갖는 진공 프레스를 사용하여 구리 층, 절연 재료 및 알루미늄 코어를 전반적으로 균일 한 열전도율을 확보합니다.B. LASER DRILLING : 내부 층 연결을위한 Microvias (0.1–0.3mm)는 알루미늄 코어를 분해하는 기계적 응력을 피하기 위해 UV 레이저로 시추됩니다.C. 정체 테스트 : 모든 MCPCB는 열 영상 (FLIR 카메라)을 겪고 열 소산을 확인합니다.
2. 품질 인증LT 회로는 신뢰성을 보장하기 위해 글로벌 표준을 준수합니다.
A.IPC-6012 클래스 3 : PCB의 최고 품질 표준으로 중요한 응용 분야에서 기계 및 전기 성능을 보장합니다.B.UL 94 V-0 : 실내 또는 밀폐 된 전자 제품에 중요한 솔더 마스크의 화재 안전 인증.C.ROHS/REACH 준수 : 모든 재료에는 유해 물질 (리드, 수은)이 없으며 글로벌 환경 규정을 충족합니다.
3. 응용 프로그램 사용자 정의LT Circuit은 프로젝트의 요구에 맞는 맞춤형 솔루션을 제공합니다.
A. 알루미늄 등급 선택 : 6061 (전도도 및 강도의 균형) 대부분의 응용 분야; 야외 조명을위한 5052 (부식 방지).B. 층 사용자 정의 : 파워 평면, 신호 경로 또는 열 VIA의 내부 레이어를 추가합니다.c.surface 마감 : 실외/자동차 사용을위한 Enig (Electroless Nickel Immersion Gold) (부식 저항); 비용에 민감한 실내 프로젝트를위한 Hasl (Hot Air Solder Leving).
FAQQ : 2-4 층 MCPCBS의 알루미늄 코어의 최소 및 최대 두께는 얼마입니까?A : LT 회로는 0.8mm (자동차 내부 조명과 같은 소형 응용 프로그램)에서 3.8mm (고출력 산업 드라이브)에서 알루미늄 코어 두께를 제공합니다. 두꺼운 코어는 더 나은 열 질량을 제공하지만 무게를 증가시킵니다. 공간과 중량 제약을 기반으로 코즈.
Q : 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 무연 납땜과 함께 사용할 수 있습니까?A : 예-모든 재료 (알루미늄 코어, 절연 층, 솔더 마스크)는 리더 프리 리플 로우 프로파일 (240–260 ° C)과 호환됩니다.
Q : 프로젝트에 필요한 알루미늄 코어 두께를 어떻게 계산합니까?A :이 공식을 시작점으로 사용하십시오.코어 두께 (mm) = (LED 파워 (W) × 0.02) + 0.8예를 들어, 50W LED는 0.02 × 50 + 0.8 = 1.8mm 코어가 필요합니다. 밀폐 된 비품 (0.2mm 추가) 또는 실외 사용 (0.4mm 추가)을 조정하여 열 소산 감소를 설명합니다.
Q : 4 층 알루미늄 MCPCBS는 BGA 또는 QFPS와 같은 SMT 구성 요소와 호환됩니까?A : 물론. LT Circuit의 4 층 MCPCBS는 정확한 패드 정렬 (± 5μm)으로 미세 피치 SMT 구성 요소 (0.4mm BGA 피치까지)를 지원합니다. 알루미늄 코어의 강성으로 인해 융통성있는 PCB와 같은 리플 로우 납땜 중 성분 오정렬이 날아갈 수 있습니다.
Q : LT 회로에서 2-4 층 알루미늄 MCPCB의 리드 타임은 무엇입니까?A : 프로토 타입 (5-10 단위)은 7-10 일이 걸립니다. 대량 생산량 (1,000 개 이상)은 2-3 주가 걸립니다. 긴급 산업 수리 또는 자동차 런칭 마감일과 같은 긴급 프로젝트에는 Rush Options (프로토 타입의 경우 3-5 일)를 사용할 수 있습니다.
2-4 층 알루미늄 MCPCBS로 피하는 일반적인 디자인 실수올바른 재료를 사용하더라도 디자인이 열악하면 성능이 저하 될 수 있습니다. 다음은 다음을 피하는 최고의 함정입니다.
1. 열 비아를 중개합니다A.Mistake : 고출력 구성 요소 (예 : 50W LED)에 0.1mm VIAS를 사용하면 알루미늄 코어로의 열 흐름을 제한합니다.B.Solution : 열 생성 구성 요소에서 2-3mm마다 간격을두고 0.3–0.5mm 열 VIA를 사용하십시오. 100W LED 어레이의 경우 LED 당 8-10 열 VIA를 추가하여 열 분포를 균일하게 보장하십시오.
2. 단열 층 열전도율을 높이십시오A.Mistake : 저렴한 절연 층 (1 w/m · k)을 선택하면 구리 층과 알루미늄 코어 사이에 열 병목 현상이 생성됩니다.B.Solution : 4 층 MCPCBS의 고성능 에폭시 또는 폴리이 미드 절연 층 (2–3 W/M · K)을 지정합니다. 이는 고출력 구성 요소의 경우 TJ를 10-15 ° C로 줄입니다.
3. 실외 사용을위한 탑승 한 솔더 마스크A.Mistake : 실외 조명에 표준 에폭시 솔더 마스크를 사용하면 2-3 년 안에 UV 분해 및 부식이 발생합니다.B.Solution : 실외 MCPCBS의 UV 저항성 폴리이 미드 솔더 마스크 (IP67 등급)를 선택합니다. 5-10 년 동안 햇빛, 비 및 온도주기를 견딜 수 있습니다.
4. 2 층이 작동 할 때 4 층과 복잡하게 복잡합니다A.Mistake : 30W LED 다운 라이트에 4 층 MCPCB를 지정하면 성능 이점이없는 불필요한 비용 (2 층보다 50%)이 추가됩니다.B.Solution : 10-50W 애플리케이션에는 2 층 MCPCBS를 사용합니다. > 50W 시스템 또는 통합 드라이버/센서가 필요한 4 층 설계를 예약하십시오.
5. 부족 구성 요소 배치A.Mistake : 열 감지 구성 요소 (예 : 센서)를 고출력 LED (5mm 이내)에 너무 가깝게 배치하면 열로 인해 부정확 한 판독 값이 발생합니다.B.Solution : 열원과 민감한 구성 요소 사이에 10-15mm 간격을 유지하십시오. 4 층 MCPCBS의 경우 내부 층의 센서 신호를 노선하여 열에서 보호합니다.
결론2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 FR-4, 단일 계층 MCPCB 및 세라믹 PCB조차도 해결할 수없는 열 및 설계 문제를 해결하는 현대식 고급 전자 장치의 중추입니다. 열전도율 (100–250 w/m · k), 다층 회로 밀도 및 기계적 내구성의 독특한 조합은 LED 조명, 자동차 전자 제품 및 산업용 전력 시스템에 필수 불가결합니다.
MCPCB를 선택할 때 세 가지 주요 요소에 중점을 둡니다. 레이어 수 (중간 전원의 2 계층, 고전력의 4 층), 알루미늄 등급 (대부분의 응용 분야의 경우 6061) 및 절연 층 열전도율 (최적의 열 전달의 경우 2–3 w/m · K). 소형 열 비아와 같은 일반적인 디자인 실수를 피하거나 잘못된 솔더 마스크를 사용하고 LT 회로와 같은 전문가와 파트너 관계를 맺으면 MCPCB가 수년간 신뢰할 수있는 성능을 제공 할 수 있습니다.
고전력 전자 장치가 계속 발전함에 따라 (예 : 200W+ EV 충전 모듈, 차세대 LED 경기장 조명), 2-4 층 알루미늄 MCPCBS는 골드 표준으로 유지됩니다.
당신의 조명 프로젝트에 올바른 알루미늄 LED PCB 램프 플레이트를 선택하는 방법: 완전한 가이드
LED 조명은 에너지 효율성, 긴 수명, 다용도로 업계를 혁신했지만, 그 성능은 중요한 구성 요소인 PCB 램프 플레이트에 달려 있습니다. 기존 FR-4 PCB는 고출력 LED(10W+)에서 발생하는 열을 처리하는 데 어려움을 겪어 조기 고장, 루멘 감소, 신뢰성 저하로 이어집니다. 알루미늄 LED PCB 램프 플레이트(금속 코어 PCB 또는 MCPCB라고도 함)를 사용하십시오. FR-4보다 5~10배 더 빠르게 열을 발산하도록 설계된 이 보드는 가로등에서 상업용 다운라이트에 이르기까지 고성능 조명 시스템의 중추입니다.
올바른 알루미늄 LED PCB를 선택하는 것은 단순히 '내열성' 보드를 고르는 것이 아니라 프로젝트의 고유한 요구 사항(예: LED 전력, 환경, 폼 팩터)에 맞게 PCB의 열적, 기계적, 전기적 특성을 일치시키는 것입니다. 이 가이드는 알루미늄 PCB 유형 이해부터 재료 비교, 열 요구 사항 계산, 일반적인 실수 방지에 이르기까지 선택 프로세스의 모든 단계를 안내합니다. 주거용 LED 전구를 설계하든 대규모 산업용 조명 시스템을 설계하든 이 가이드는 내구성이 뛰어나고 효율적이며 비용 효율적인 LED 조명을 구축하는 데 도움이 됩니다.
주요 내용1. 알루미늄 LED PCB는 고출력 LED에 필수적입니다. 5W 초과 LED의 경우 알루미늄 PCB는 FR-4에 비해 접합부 온도를 25~40°C 낮춰 수명을 50,000시간에서 100,000시간 이상으로 연장합니다.2. 모든 알루미늄 PCB가 동일한 것은 아닙니다. 단층 MCPCB는 저전력 조명(예: 3W 전구)에 적합하며, 고전력 시스템(예: 100W 가로등)에는 다층 설계가 필요합니다.3. 열 전도성이 중요합니다. 6061(155 W/m·K)과 같은 알루미늄 등급은 열 발산에서 1050(209 W/m·K)과 같은 저렴한 옵션보다 성능이 뛰어나 야외 또는 산업용 조명에 중요합니다.4. 비용 대비 성능이 중요합니다. 세라믹 PCB는 알루미늄보다 더 나은 열 관리를 제공하지만 비용이 3~5배 더 비쌉니다. 알루미늄은 조명 프로젝트의 90%에 이상적인 균형을 이룹니다.5. 환경적 요인이 설계를 주도합니다. 야외 조명에는 UV 저항성 솔더 마스크가 있는 방수 알루미늄 PCB가 필요하며, 실내 설계는 크기와 비용을 우선시합니다.
알루미늄 LED PCB 램프 플레이트란 무엇입니까?선택하기 전에 알루미늄 LED PCB를 특별하게 만드는 요소와 조명에 대한 기존 옵션보다 우수한 이유를 이해하는 것이 중요합니다.알루미늄 LED PCB 램프 플레이트는 비전도성 FR-4 기판을 얇은 알루미늄 코어로 대체하는 특수 회로 기판입니다. 이 코어는 방열판 역할을 하여 LED 칩에서 열을 빼내 공기 중으로 발산합니다. 구조는 일반적으로 세 개의 레이어로 구성됩니다. 1. 상단 레이어(회로 레이어): LED, 저항기 및 드라이버를 연결하는 구리 트레이스(1~3oz 두께) - 단락을 방지하기 위해 솔더 마스크로 인쇄됩니다. 2. 절연 레이어(열 인터페이스): 구리 회로를 알루미늄 코어에서 분리하는 얇은 열 전도성 폴리머(예: 에폭시 수지). 절연(전기적 단락 방지)과 열 전도성(열 전달)의 균형을 맞춰야 합니다. 3. 알루미늄 코어: 열을 발산하는 기본 레이어(0.8~3.2mm 두께). 알루미늄은 저렴한 비용, 가벼운 무게, 우수한 열 전도성(100~250 W/m·K)으로 선호됩니다(FR-4의 경우 0.2~0.4 W/m·K).
알루미늄 PCB가 LED에 대해 FR-4보다 성능이 뛰어난 이유LED는 백열 전구에 비해 '차가운' 편이지만 열을 발생시킵니다. 10W LED의 경우 에너지의 70~80%가 열로 손실됩니다. 이 열이 발산되지 않으면 LED의 접합부 온도(Tj)가 상승합니다.a. FR-4 PCB: 열을 가두어 Tj가 120°C(대부분의 LED에 대한 최대 안전 제한)를 초과하게 합니다. 이렇게 하면 10,000시간 후에 밝기가 30% 감소하고 수명이 절반으로 줄어듭니다.b. 알루미늄 PCB: LED에서 열을 빼내 Tj를 80°C 미만으로 유지합니다. 이렇게 하면 50,000시간 후에 밝기가 90% 유지되고 LED가 정격 수명에 도달합니다.
알루미늄 LED PCB 램프 플레이트 유형알루미늄 LED PCB는 세 가지 주요 구성으로 제공되며, 각 구성은 특정 조명 응용 분야에 적합합니다. 올바른 유형을 선택하는 것은 LED 전력, 회로 복잡성 및 공간 제약에 따라 달라집니다.
PCB 유형
구조
열 전도성
최적의 용도
비용(상대적)
단층 알루미늄 PCB
구리 1개 층 + 알루미늄 코어
100~150 W/m·K
저전력 조명(3W 전구, 스트립 조명)
낮음(100%)
이중층 알루미늄 PCB
구리 2개 층 + 알루미늄 코어
120~180 W/m·K
중전력 조명(10~30W 다운라이트)
중간(150%)
다층 알루미늄 PCB
구리 4개 이상 층 + 알루미늄 코어
150~250 W/m·K
고전력 조명(50~200W 가로등, 산업용 설비)
높음(200~300%)
1. 단층 알루미늄 PCB설계: 알루미늄 코어 위에 단일 구리 층(1oz)이 있고 그 사이에 절연 층이 있습니다. 단순하고, 로우 프로파일이며, 제조가 용이합니다.사용 사례: LED 스트립 조명, 주거용 전구 모듈(3~5W) 및 캐비닛 아래 조명. 얇은 프로파일(0.8~1.2mm)은 소형 설비에 적합합니다.제한 사항: 단일 구리 층으로 인해 복잡한 회로(예: 여러 LED 드라이버 또는 센서)를 지원할 수 없습니다.
2. 이중층 알루미늄 PCB설계: 알루미늄 코어를 사이에 두고 두 개의 구리 층(각각 1~2oz)을 샌드위치합니다. 하나는 신호 트레이스용이고 다른 하나는 접지 또는 전원 평면용입니다. 절연 층은 코어의 양쪽에 적용됩니다.사용 사례: 상업용 다운라이트(10~30W), 패널 조명 및 자동차 실내 조명. 두 번째 구리 층을 사용하면 더 많은 구성 요소와 더 나은 열 분배가 가능합니다.장점: 복잡성과 비용의 균형을 이룹니다. 더 많은 기능(예: 디밍 제어)이 필요하지만 다층 보드의 비용은 감당할 수 없는 조명에 이상적입니다.
3. 다층 알루미늄 PCB설계: 알루미늄 코어를 중앙 열 발산 층으로 사용하는 4~8개의 구리 층. 내부 신호 층, 전원 평면 및 접지 평면을 포함하며, 모두 절연 층으로 분리됩니다.사용 사례: 고출력 가로등(50~200W), 경기장 조명 및 산업용 하이 베이 설비. 여러 층은 복잡한 회로(예: 개별 드라이버가 있는 LED 어레이)를 처리하고 코어 전체에 열을 균등하게 분배합니다.장점: 최고 열 성능 및 회로 밀도 - 연중무휴로 작동하고(예: 고속도로 가로등) 최대 신뢰성이 필요한 조명 시스템에 중요합니다.
조명용 알루미늄 LED PCB vs. 기타 PCB 유형알루미늄이 LED 조명에 대한 유일한 옵션은 아닙니다. 세라믹 및 FR-4 PCB도 사용되지만 다른 시나리오에서 뛰어납니다. 아래 표는 이러한 재료를 비교하여 적합한 재료를 선택하는 데 도움이 됩니다.
측정 항목
알루미늄 LED PCB
세라믹 PCB(AlN/Al₂O₃)
FR-4 PCB
열 전도성
100~250 W/m·K
20~220 W/m·K(AlN: 180~220)
0.2~0.4 W/m·K
최대 작동 온도
150~200°C
1600~2200°C(Al₂O₃: 1600)
130~170°C
무게(100mm×100mm)
15~30g
25~40g(Al₂O₃)
8~12g
비용(인치당)
(1.50~ )3.00
(5.00~ )10.00(AlN)
(0.50~ )1.00
유연성
강성(약간 구부릴 수 있음)
취성(유연성 없음)
강성
최적의 용도
5~200W LED 조명(프로젝트의 90%)
>200W 초고출력(예: 산업용 레이저)
200W LED(예: 대형 경기장 조명)를 사용하거나 극한 온도(>200°C)에서 작동하는 경우 세라믹(특히 AlN)을 사용하는 것이 좋습니다.c. 고출력 LED에는 FR-4를 사용하지 마십시오. 열이 문제가 되지 않는 저전력 표시등 또는 장식 조명에만 적합합니다.
올바른 알루미늄 LED PCB를 선택하기 위한 6가지 중요한 요소올바른 알루미늄 LED PCB를 선택하려면 단순히 유형이나 재료를 선택하는 것 이상이 필요합니다. 보드의 사양을 프로젝트의 고유한 요구 사항에 일치시키는 것을 의미합니다. 다음은 고려해야 할 6가지 가장 중요한 요소입니다.1. 열 전도성: LED 전력에 맞추기열 전도성(W/m·K 단위로 측정)은 PCB가 열을 얼마나 빨리 발산하는지 결정합니다. LED의 경우 전력이 높을수록 열 전도성이 높아야 합니다.
LED 전력 범위
최소 필요 열 전도성
권장 알루미늄 PCB 유형
100W
200 W/m·K
다층(7075 알루미늄)
a. 알루미늄 등급이 중요합니다. LED PCB에 대한 일반적인 등급은 다음과 같습니다. 1050 알루미늄: 209 W/m·K(높은 전도성, 저렴한 비용 - 100W)의 경우 PCB에 부착된 추가 외부 방열판(예: 핀이 있는 알루미늄 블록)이 필요할 수 있습니다. PCB는 열을 외부 방열판으로 전달하여 공기 중으로 발산합니다.
Q: LED 프로젝트에 필요한 열 전도성을 어떻게 계산합니까?A: 이 간단한 공식을 사용하십시오. 필요한 열 전도성(W/m·K) = LED 전력(W) × 10 예를 들어, 20W LED에는 최소 200 W/m·K의 열 전도성을 가진 PCB가 필요합니다. 야외 사용(20% 추가) 또는 밀폐된 설비(30% 추가)의 경우 조정하십시오. 이러한 설비는 더 많은 열을 가두기 때문입니다.
Q: 알루미늄 LED PCB를 직접 설계할 수 있습니까, 아니면 제조업체와 협력해야 합니까?A: 간단한 설계(예: 5W 전구)의 경우 무료 PCB 설계 소프트웨어(KiCad, Eagle)를 사용하여 Gerber 파일을 생성하고 제조업체에 보낼 수 있습니다. 복잡한 설계(예: 100W 가로등)의 경우 LT CIRCUIT과 같은 전문가와 협력하십시오. DFM(제조 가능성 설계) 피드백을 제공하여 오류를 방지합니다.
Q: 알루미늄 LED PCB의 일반적인 리드 타임은 얼마입니까?A: 프로토타입은 7~10일이 걸리고, 대량 생산(1000개 이상)은 2~3주가 걸립니다. 긴급 프로젝트의 경우 긴급 옵션(프로토타입의 경우 3~5일)을 사용할 수 있습니다.
결론올바른 알루미늄 LED PCB 램프 플레이트를 선택하는 것은 조명 프로젝트에서 가장 중요한 단일 결정입니다. LED의 수명, 밝기 및 신뢰성을 결정합니다. 열 전도성(LED 전력에 맞춤), 재료 등급(대부분의 프로젝트의 경우 6061), 표면 마감(야외 사용의 경우 ENIG) 및 환경 저항에 집중하면 성능 기대를 초과하는 조명 시스템을 구축할 수 있습니다.
기억하십시오. 알루미늄 PCB는 LED 프로젝트의 90%에 대해 비용과 성능의 완벽한 균형을 이룹니다. 세라믹 PCB는 초고출력 응용 분야에만 필요하며, FR-4는 저전력 표시기에 제한해야 합니다. 일반적인 실수(트레이스 크기 부족, 야외 내구성 무시)를 피하고 프로토타입을 테스트하면 조명 프로젝트가 효율적이고 내구성이 뛰어나며 비용 효율적입니다.
최상의 결과를 얻으려면 알루미늄 LED PCB를 전문으로 하는 LT CIRCUIT과 같은 제조업체와 협력하십시오. 설계를 최적화하고, 올바른 재료를 선택하고, 프로젝트의 요구 사항을 충족하는 고품질 보드를 제공할 수 있습니다.
블라인드 및 매장 된 비아와 함께 32 계층 다층 PCB: 기술, 제조 및 고급 응용 프로그램
전자제품이 극한의 소형화와 고성능으로 나아갈 때 100Gbps 데이터센터 트랜시버, 위성 통신 시스템,그리고 800V EV 인버터 전통적인 12층 또는 20층 PCB는 한계에 도달하고 있습니다이 첨단 장치들은 더 많은 구성 요소를 포장하고 더 빠른 신호를 지원하고 가혹한 환경에서 안정적으로 작동하는 PCB를 요구합니다.20층 보드보다 40% 더 높은 구성 요소 밀도를 제공하며 신호 손실과 기생충 간섭을 최소화하는 전문 솔루션.
장막 및 장막 비아스는 32층 PCB 성능의 비결입니다. 구멍 뚫린 비아스와 달리 (모든 층을 뚫고 공간을 낭비하고 소음을 추가합니다.)그리고 묻혀있는 비아스는 내부 층을 연결합니다.이 디자인은 불필요한 금속을 제거하고 신호 경로 길이를 30% 줄이고 차세대 전자제품에 필수적인 초밀 레이아웃을 가능하게 합니다.
이 가이드는 시각장애인/장장된 비아와 함께 32층 PCB의 기술, 제조 과정, 주요 장점, 그리고 그것들을 의존하는 고급 산업에 대해 자세히 설명합니다.항공우주 하드웨어 또는 데이터 센터 인프라를 설계하든이 PCB를 이해하는 것은 새로운 수준의 성능과 밀도를 확보하는 데 도움이 될 것입니다.
주요 내용1.32층 PCB와 블라인드 / 장사 비아스는 1 제곱 인치 당 1,680 개의 구성 요소를 달성합니다. 20층 PCB보다 40% 더 높은 밀도입니다. 위성 및 의료 기기에 대한 소형화를 가능하게합니다.2.블라인드 비아 (45~100μm 지름) 및 묻힌 비아 (60~150μm 지름) 는 100Gbps+ 신호 무결성을 위해 중요한 구멍 비아에 비해 기생충 인덕턴스를 60% 감소시킵니다.3.32층 PCB를 제조하려면 순차적인 라미네이션과 레이저 뚫림 (± 5μm 정확도) 이 필요하며, 단전 회로를 피하기 위해 레이어 정렬 허용량은 ± 3μm에 달합니다.4주요 과제는 레이어 오작동 (원형 실패의 25%를 일으킨다) 과 채식 (공허가 전도성을 20% 감소) 을 통해 광학 정렬 및 구리 전자기 등으로 해결됩니다.5하이엔드 애플리케이션 (항공우주, 의료, 데이터센터) 은 100Gbps 신호, 800V 전력 및 극한 온도 (-55°C ~ 150°C) 를 처리 할 수있는 능력으로 32층 PCB에 의존합니다.
핵심 개념: 32층 PCB 및 실명/장인 비아제조 또는 응용을 탐구하기 전에 기본 용어를 정의하고 32층 PCB가 왜 맹인 및 묻힌 비아에 의존하는지 설명하는 것이 중요합니다.
32층 다층 PCB 는 무엇 입니까?32층 PCB는 32개의 선도적 구리 (신호, 전력, 토양) 와 절연적 다이전트릭 (중판, 프리프레그) 의 교대 층으로 구성된 고밀도 회로판이다.하층 PCB와 달리 (12~20층), 32층 디자인:
1순차 래미네이션 (그대판을 2~4층의 하위 스택으로 만들어서 결합) 을 일단계 래미네이션 대신 사용하여 층 정렬에 대한 더 엄격한 통제를 가능하게 한다.2전압을 안정시키고 소음을 줄이기 위해 전력 / 지상 비행 (일반적으로 8 ~ 10 비행) 을 통합합니다. 고 전력 (800V EV) 및 고속 (100Gbps) 시스템에 중요합니다.3고도의 구멍을 뚫어야 합니다 (블라인드 비아에 레이저, 묻힌 비아에 정밀 기계) 밀도를 희생하지 않고 층을 연결하기 위해.
32층 PCB는 모든 애플리케이션을 위해 과다하지 않습니다. 그들은 밀도, 속도 및 신뢰성이 협상이 불가능한 설계에 예약됩니다. 예를 들어,인공위성 통신 모듈은 60개 이상의 부품 (트랜시버) 을 갖기 위해 32개의 계층이 필요합니다., 필터, 증폭기) 는 교과서보다 크지 않은 공간에 있습니다.
눈먼 & 묻힌 비아: 왜 32층 PCB가 그것 없이 살 수 없는가Through-hole vias (which pass through all 32 layers) are impractical for high-density designs—they occupy 3x more space than blind/buried vias and introduce parasitic inductance that degrades high-speed signals뚜렷하고 숨겨진 비아스가 어떻게 문제를 해결하는지 설명합니다.
타입을 통해
정의
지름 범위
신호 경로 영향
가장 좋은 방법
실종
1~4개의 내부층으로 외부층을 연결합니다 (보드 전체를 뚫지 않습니다)
45μ100μm
경로 길이를 40% 줄입니다.
외부 구성 요소 (예를 들어, 0.4mm pitch BGA) 를 내부 신호 계층과 연결하는 것
매장된 곳
2~6개의 내부층을 연결합니다 (외부층에 노출되지 않습니다)
60μ150μm
외부층의 간섭을 제거합니다.
고속 내층 신호 (예를 들어, 100Gbps의 디퍼셜 짝)
뚫린 구멍
모든 계층을 연결 (전반 보드를 뚫고)
200μ500μm
1nH 기생충 인덕턴스를 추가합니다.
저밀도, 저속 설계 (≤25Gbps)
중요한 장점: 블라인드 / 장사 비아스를 사용하는 32층 PCB는 구멍 비아스를 가진 PCB보다 40% 더 많은 구성 요소를 탑재 할 수 있습니다. 예를 들어, 100mm × 100mm 32층 보드는 ~ 1,680 구성 요소 대 1,200개, 구멍이 있는.
왜 32 층 을 가지고 있습니까?32층은 밀도, 성능 및 제조 가능성 사이의 균형을 이루고 있습니다. 더 적은 층 (20개 이상) 은 100Gbps/800V 시스템에 필요한 전력 평면이나 신호 경로를 지원할 수 없습니다.더 많은 계층 (40+) 이 너무 비싸지고 라미네이션 실패에 취약합니다.
계층 수
컴포넌트 밀도 (컴포넌트/in2)
최대 신호 속도
열 저항 (°C/W)
상대적 비용
제조업 생산량
12층
800
25Gbps
1.2
1x
98%
20층
1200
50Gbps
0.8
2.2x
95%
32층
1680
100Gbps
0.5
3.5x
90%
40층
2000
120Gbps
0.4
5x
82%
데이터 포인트: IPC 데이터에 따르면32층 PCB는 데이터 센터와 항공우주로부터의 수요로 인해 2020년 5%에서 높은 밀도 PCB 출하량의 12%를 차지합니다..
실명 및 묻힌 비아와 함께 32 층 PCB의 제조 과정32층 PCB를 제조하는 것은 10 단계 이상의 단계가 필요하며, 각 단계마다 엄격한 관용이 있습니다. ±5μm의 오차로도 보드가 쓸모 없게 될 수 있습니다.아래는 작업 흐름에 대한 자세한 분포입니다:1단계: 스택업 디자인 성공의 기초스택업 (층 순서) 은 신호의 무결성, 열 성능 및 배치를 결정합니다. 맹인 / 묻힌 비아와 함께 32층 PCB의 경우 일반적인 스택업에는 다음과 같은 것이 포함됩니다.
a.외부층 (1, 32): 내부층 2~5까지의 맹인 비아와 함께 신호층 (25/25μm의 흔적 너비/격차)내부 신호 계층 (2 ∼8, 25 ∼31): 6 ∼10 및 22 ∼26 계층을 연결하는 묻힌 비아와 함께 고속 경로 (100Gbps 차원 쌍)b. 전력/지상 평면 (9?? 12, 19?? 22): 800V 전력 분배 및 소음 감축을 위한 2oz 구리 평면 (70μm).c. 버퍼 레이어 (13·18): 전력 및 신호 레이어를 격리하기 위한 다이 일렉트릭 레이어 (고 Tg FR4, 0.1mm 두께).
d.최고의 실천: 각 신호 계층을 인접한 지상 평면과 결합하여 100Gbps 신호에 대해 50%의 크로스 토크를 줄이십시오.EMI를 최소화하기 위해 ′′ 스트립 라인 ′′ 구성을 사용하십시오 (두 개의 지상 평면 사이의 신호 층).
단계 2: 기판 및 재료 선택32층 PCB는 순차적인 라미네이션 열 (180°C) 에 견딜 수 있고 온도 변동에도 안정성을 유지할 수있는 재료가 필요합니다. 주요 재료는 다음과 같습니다.
소재 종류
사양
목적
기판
높은 Tg FR4 (Tg ≥170°C) 또는 로저스 RO4350
경직성, 단열성, 낮은 신호 손실
구리 엽지
1oz (35μm) 신호, 2oz (70μm) 전력 평면
전도성, 전류 용량 (2oz에 30A+)
프리프레그
FR4 프리프레그 (Tg 180°C) 또는 로저스 4450F
라미네이션 중 부대 스택 결합
용접 마스크
고온 LPI (Tg ≥150°C)
부식 보호, 용접 브릿지 예방
중요한 선택: 고주파 설계 (60GHz+) 에서 FR4의 대신 Rogers RO4350 (Dk = 3.48) 를 사용하십시오. 이것은 100Gbps에서 신호 손실을 30% 감소시킵니다.
단계 3: 순차적 인 래미네이션12층 PCB와 달리 (32층 보드) 는 정렬을 보장하기 위해 순차적인 라미네이션을 사용합니다.
a. 하위 스택 제조: 내부 신호 / 전력 층과 묻힌 비아와 함께 4 8 하위 스택 (각 4 8 층) 을 구축합니다.b.첫 번째 래미네이션: 90분 동안 프리프레그와 진공 프레스 (180°C, 400 psi) 를 사용하여 결합 하위 스택.c. 드릴링 & 플래팅: 부분 래미네이트 된 보드의 외부 층에 블라인드 비아스를 뚫고, 그 다음 전압판 구리를 사용하여 하위 스택을 연결합니다.d. 최종 라미네이션: 외부 신호 층을 추가하고 32층 구조를 완성하기 위해 두 번째 라미네이션을 수행합니다.
정렬 허용: 레이어 사이의 단회로를 피하기 위해 중요한 ±3μm 정렬을 달성하기 위해 광학 정렬 시스템 (각 하위 스택에 신뢰 표시가있는) 을 사용하십시오.
4단계: 장님 및 묻힌 비아를 뚫고파장은 32층 PCB의 기술적으로 가장 어려운 단계입니다. 두 가지 방법이 사용됩니다.
타입을 통해
굴착 방법
정확성
속도
핵심 과제
해결책
실종
자외선 레이저 뚫기
±5μm
100 구멍/초
깊이 조절 (내부 층을 뚫는 것을 피합니다)
깊이 감지 레이저를 사용하여 0.1mm (내층 5) 에서 굴착을 중단하십시오.
매장된 곳
정밀 기계 뚫기
±10μm
50 구멍/초
부어 형성 (단한 내부 층)
다이아몬드 톱으로 뚫고 뚫고 뚫고 뚫고 뚫고
데이터 포인트: 블라인드 비아에 대한 레이저 뚫림은 32층 PCB에 대한 기계 뚫림에 비해 결함 비율을 40% 감소시킵니다. 단 하나의 나쁜 비아가 전체 보드를 파괴하는 경우 중요합니다.
단계 5: 구리 접착 및 채우기유도성과 기계적 강도를 보장하기 위해 비아를 구리로 채워야 합니다. 32층 PCB의 경우:
a.오염 제거: 페르만가네이트 용액을 사용하여 벽을 통해 에포시 잔해를 제거하여 구리 접착을 보장합니다.b.전자 없는 구리 접착: 전도기 기반을 만들기 위해 얇은 구리층 (0.5μm) 을 부착한다.c. 전자기: 산적 구리황을 사용하여 비아 (15 ∼ 20μm) 를 두꺼워하고 공백을 채우며 신호 손실을 피하기 위해 95% 충전율을 목표로합니다.d. 평형화: 보드 표면을 닦아 과도한 구리를 제거하여 부품 배치에 평평성을 보장합니다.
품질 검사: 엑스레이 검사를 사용하여 충전률> 5%의 빈자리를 통해 확인하여 전도도를 10% 감소시키고 열 저항을 증가시킵니다.
단계 6: 에치, 솔더 마스크, 최종 검사마지막 단계는 PCB가 성능과 신뢰성 기준을 충족하는지 확인합니다.
a. 에치: 화학적 에치 (암모늄 퍼스울فات) 을 사용하여 25/25μm 신호 흔적을 생성합니다. 자동 광 검사 (AOI) 는 흔적 너비를 확인합니다.b. 솔더 마스크 적용: 고온 LPI 솔더 마스크를 적용하고 UV 빛 잎 패드를 사용하여 구성 요소 용접에 노출합니다.c. 테스트:엑스레이 검사: 내부층 쇼트와 채용을 확인합니다.비행 탐사선 테스트: 모든 32층의 전기 연속성을 확인합니다.열순환: 항공우주/자동차용으로 -55°C~150°C (1000회) 에서 테스트 성능.
블라인드 및 묻힌 비아와 함께 32 층 PCB의 기술적 장점실명/장인 비아 (blind/buried vias) 를 가진 32층 PCB는 세 가지 중요한 영역에서 하층 PCB를 능가합니다. 밀도, 신호 무결성, 열 관리.140% 더 높은 구성 요소 밀도맹인/장사된 비아스는 구멍을 통해 비아스에 의해 낭비되는 공간을 제거하여:
a. 더 작은 형태 요소: 위성 송신기용 32층 PCB는 100mm × 100mm footprint에 맞습니다.b. 더 많은 부품: 1 제곱 인치당 1,680개의 부품, 20층 PCB에 1,200개의 부품은 의료 영상 장치에 60개 이상의 초고속 IC를 넣을 수 있습니다.
예제: 데이터 센터 100Gbps 트랜시버는 32층 PCB를 사용하여 4×25Gbps 채널, 클럭 생성기,그리고 80mm×80mm 공간에 EMI 필터 20층 보드가 성능을 희생하지 않고 달성할 수 없는.
2100Gbps+ 설계에 대한 우수한 신호 무결성고속 신호 (100Gbps+) 는 기생충의 인덕턴스에 민감하며 EMI 엑스포가 발생합니다.
a.비생물 인덕텐스 감소: 맹인 비아스는 구멍을 뚫고 신호 반사율을 30%로 줄이기 위해 0.3~0.5nH 대 1~2nH를 추가합니다.b. 제어된 임피던스: 스트라이프라인 구성 (지상 평면 사이의 신호) 은 ±5%의 허용값으로 50Ω (단단 끝) 및 100Ω (분차) 임피던스를 유지한다.c.더 낮은 EMI: 전용 지상 평면 및 맹인/장인 비아 (blind/buried vias) 은 FCC B급 표준을 충족시키기 위해 중요한 45%의 방사성 배출을 감소시킵니다.
테스트 결과: 장막/장장막 비아와 함께 32층 PCB는 10cm의 흔적을 통해 100Gbps 신호를 전송하여 0.8dB 손실만 발생하고, 구멍이 있는 20층 PCB의 경우 1.5dB 손실을 발생시킨다.
3. 향상 된 열 관리32층 PCB에는 8~10개의 구리 전력/지질 평면이 있으며, 이 평면은 내장된 열 분산기 역할을 합니다.
a.온도 저항이 낮다: 20층 PCB에 대해 0.5°C/W 대 0.8°C/W, 고전력 시스템에서 부품 온도를 20°C로 낮추는.b.열분배: 구리 평면은 온대 부품 (예를 들어, 800V EV 인버터 IC) 에서 온도를 전면으로 분산하여 핫스팟을 피합니다.
케이스 연구: EV의 고전력 인버터에 있는 32층 PCB는 20층 보드에서 105°C 대 85°C의 IGBT 접합 온도를 유지합니다.이 IGBT 수명을 2배로 연장하고 냉각 시스템 비용을 단위당 $15로 줄입니다.
주요 제조업 과제 및 해결책실명/장사된 비아와 32층 PCB는 채우기, 층 정렬, 그리고 비용이 가장 큰 문제점입니다. 아래는 검증된 해결책입니다:1레이어 오차 (25%의 프로토타입 실패)a. 도전: 하위 스택 사이의 ±5μm의 오차로도 내부 계층 사이의 단회로 발생한다.b. 솔루션:각 하위 스택에 피투셜 마크 (100μm 지름) 를 가진 광학 정렬 시스템을 사용하면 ±3μm 허용도를 달성합니다.완전 생산 전에 정렬을 검증하기 위해 사전 라미네이트 테스트 패널은 잔해를 30% 감소시킵니다.
결과: 광학 정렬을 사용하는 항공용 PCB 제조업체는 기계 정렬의 75%에서 32층 보드에서 90%의 수익률을보고합니다.
2. 블라인드 / 채우기 통해 묻힌 (공백은 전도성을 감소)a.문제: 채우기 (기계 굴착과 관련된 것이 일반적) 을 통해 들어오는 공백은 전도도를 20% 감소시키고 열 저항을 증가시킵니다.b. 솔루션:펄스 전류 (510A/dm2) 로 구리 전류를 사용하여 95% 밀도로 비아를 채울 수 있습니다.표면 욕조에 유기 첨가물 (예를 들어 폴리에틸렌 글리콜) 을 첨가하여 빈 공간 형성을 방지합니다.
데이터 포인트: 구리로 채워진 비아스는 800V EV 시스템에 비아스가 활을 일으키는 경우 용접으로 채워진 비아보다 80% 더 적은 공백을 가지고 있습니다.
3높은 제조 비용 (20층 PCB 대비 3.5배)a.문제: 순차적인 라미네이션, 레이저 굴착 및 테스트는 20층 PCB의 비용에 2.5배를 추가합니다.b. 솔루션:대량 생산: 대량 출력 (10k + 유닛) 은 단위 비용을 40% 감소시킵니다. 더 많은 보드에 설치 수수료를 퍼뜨립니다.하이브리드 설계: 32 계층을 중요한 섹션 (예를 들어, 100Gbps 경로) 에만 사용하고 비비결적 신호에 20 계층을 사용하면 25%의 비용을 절감합니다.
예를 들어: 데이터 센터 OEM는 월 50k 32층 트랜시버를 생산하여 대량 생산을 통해 단위 비용을 150 달러에서 90 달러로 줄였습니다. 연간 총 3 백만 달러의 절감.
4테스트 복잡성 (숨겨진 내부 계층 결함)a.문제: X선 검사 없이는 내부층의 단면 또는 개방 회로를 탐지하기가 어렵습니다.b. 솔루션:3차원 X선 검사를 사용하여 모든 32층을 스캔하면 10μm 정도의 결함을 감지합니다.자동화된 테스트 장비 (ATE) 를 구현하여 각 보드 당 5분 동안 1,000개 이상의 연속성 테스트를 수행합니다.
결과: ATE는 대량 생산에 매우 중요한 수동 탐사에 비해 테스트 시간을 70% 줄입니다.
블라인드 및 묻힌 비아와 함께 32 계층 PCB의 고급 응용실명/장인 비아와 함께 32층 PCB는 성능과 밀도가 비용을 정당화하는 산업에 예약되어 있습니다. 다음은 가장 일반적인 사용 사례입니다.1항공우주 및 위성 통신a.필요: 60GHz+ 신호와 -55°C에서 150°C의 온도를 지원하는 소형, 방사능 내성 PCB.b.32-층 장점:블라인드 / 장사 비아스는 위성 1U (43mm × 43mm) 차체에 60+ 개의 구성 요소 (트랜시버, 전력 증폭기) 를 탑재합니다.방사능 저항성 로저스 RO4350 기판과 구리 비행기는 100kRad의 우주 방사선에 견딜 수 있습니다.
c.예제: NASA의 유로파 클립퍼 임무는 통신 모듈에 32층 PCB를 사용하여 600만 km 이상
PCB 핵심 개념: 인쇄 회로 기판이란 무엇이며 어떻게 작동하는가
고객-산로화 된 이미지
PCB (Printed Circuit Board)는 주머니의 스마트 폰에서 자율 주행 차의 레이더에 이르기까지 모든 현대 전자 장치의 불완전한 백본입니다. 이 평평한 계층 보드는 지저분한 와이어를 정확한 구리 트레이스로 대체하여 구성 요소를 구성하고 신뢰할 수있는 전기 연결을 보장합니다. PCB가 없으면 오늘날의 소형화 된 고성능 전자 장치는 불가능할 것입니다. 수백 개의 느슨한 와이어가있는 스마트 폰이나 얽힌 연결로 인해 실패한 의료 모니터를 상상해보십시오.
글로벌 전자 산업이 성장함에 따라 PCB에 대한 수요도 증가합니다. 글로벌 PCB 시장은 전기 자동차 (EVS)가 구동되는 전기 자동차 (EVS)가 구동되는 2025 년 8442 억 달러에서 2030 억 달러로 확장 될 것으로 예상됩니다. 이 안내서는 PCB의 핵심 개념을 세분화합니다. 그와 같은 것, 구조, 주요 구성 요소, 응용 프로그램 및 매일 우리가 의존하는 장치에 전원을 공급하는 방법. 당신이 DIY 프로젝트를 구축하든 산업 장비를 설계하는 엔지니어이든, 이러한 기초를 이해하면 PCB를보다 효과적으로 작업하는 데 도움이됩니다.
주요 테이크 아웃1. 정의 : PCB는 전도성 구리 트레이스를 사용하여 전자 부품을 연결하고 부피가 큰 와이어를 교체하고 소형화를 가능하게하는 계층화 된 보드입니다.2. 유형 : PCB는 복잡성 (단면, 양면, 다층) 및 신뢰성 (장난감의 경우 1 등급, 의료/항공 우주 장치의 클래스 3)으로 분류됩니다.3. 구조 : 코어 층에는 기판 (예 : FR4), 구리 트레이스, 솔더 마스크 (보호 코팅) 및 실크 스크린 (라벨)이 포함됩니다.4. 자료 : FR4는 대부분의 전자 제품의 표준 기판입니다. Flexible PCB는 폴리이 미드를 사용하는 반면 고주파 설계는 PTFE에 의존합니다.5. 응용 프로그램 : PCBS 전력 소비자 가제트, EV, 의료 기기 및 항공 우주 시스템 - 각 산업의 요구에 대한 특수 설계.6. 코스트 및 효율성 : 다층 PCB는 비용이 많이 들지만 공간을 절약합니다. 대량 생산량은 단위당 비용을 30-50%감소시킵니다.
PCB 란 무엇입니까? 정의, 목적 및 분류PCB (Printed Circuit Board)는 구리 층으로 에칭 된 전도성 경로 ( "트레이스"라고 함)를 사용하여 전자 구성 요소를 기계적으로지지하고 전기적으로 연결하는 견고하거나 유연한 보드입니다. 구형 "포인트-포인트"배선 (부품을 연결하기 위해 느슨한 와이어를 사용한)과 달리 PCB는 작고 내구성이 뛰어나며 대량 생산하기 쉽습니다.
PCB의 핵심 목적PCB는 전자 제품의 세 가지 중요한 문제를 해결합니다.
1. 관리 : 구리 트레이스 (0.1mm만큼 얇음) 디자이너는 신용 카드 (예 : 스마트 폰의 주요 PCB)보다 작은 보드에 수백 개의 구성 요소를 장착 할 수 있습니다.2. RELEALIVE : 고정 트레이스는 유선 회로에 비해 실패율을 70% 줄이면 감소를 제거합니다.3. 제조 가능성 : 자동 조립품 (픽 앤 플레이스 머신)은 시간당 1,000 개 이상의 PCB를 채울 수 있으므로 대량 생산이 저렴합니다.
PCB 분류 : 신뢰성과 복잡성에 의한PCB는 의도 된 사용 (신뢰성) 및 계층 수 (복잡성)에 따라 카테고리로 그룹화됩니다. 설계자 및 제조업체의 주요 요소.1. 신뢰성 클래스 (IPC 표준)IPC (Association Connecting Electronics Industries)는 PCB가 장치 기능에 얼마나 중요한지에 따라 세 가지 클래스를 정의합니다.
수업
신뢰성 요구 사항
일반적인 응용 프로그램
예제 장치
클래스 1
낮음 (비정규 적)
기본 소비자 전자 장치, 장난감, 일회용 장치
장난감 리모컨, 기본 LED 조명
클래스 2
중간 (성능 중심)
산업 도구, 고급 소비자 장비
노트북, 스마트 TV, 산업 센서
클래스 3
높은 (안전성)
의료 기기, 항공 우주, 자동차 안전 시스템
맥박 조정기, 위성 트랜시버, Adas Radar
예 : 맥박 조정기의 클래스 3 PCB는 고장을 피하기 위해 엄격한 테스트 (예 : 1,000+ 열 사이클)를 충족해야하며 장난감의 클래스 1 PCB는 기본 기능 만 필요합니다.
2. 복잡성 클래스 (계층 수)레이어 카운트는 PCB가 지원할 수있는 전도성 경로 수를 결정합니다. 더 많은 레이어는 더 많은 구성 요소와 더 빠른 신호를 의미합니다.
유형
레이어 수
구리 추적 위치
주요 기능
가장 좋습니다
단면
1
한쪽 만
저렴한 비용, 단순한 디자인, 제한된 구성 요소
계산기, 전원 공급 장치, 기본 센서
양면
2
양쪽
더 많은 구성 요소는 VIA를 사용하여 레이어를 연결합니다
Arduino 보드, HVAC 컨트롤, 앰프
다층
4–50+
내부 + 외부 레이어
고밀도, 빠른 신호, 공간 절약
스마트 폰, EV BMS, 5G 기지국
트렌드 : 다층 PCB (6-12 층)는 이제 스마트 폰 및 EVS에서 표준입니다. Apple의 iPhone 15는 8 층 PCB를 사용하여 5NM 프로세서와 5G 모뎀을 슬림 한 설계로 사용합니다.
PCB vs. PCBA : 차이점은 무엇입니까?혼란의 일반적인 원인은 PCB와 PCBA (인쇄 회로 보드 어셈블리)의 구별입니다.
A.PCB : "베어 보드" - 구성 요소가 부착되지 않은 층 구조 (기판, 구리, 솔더 마스크) 만.B.PCBA : 완제품 - 컴포넌트 (저항, IC, 커넥터)는 PCB에 납땜되어 기능적으로 만듭니다.
예 : 제조업체는 베어 PCB를 애호가에게 판매 할 수 있지만 스마트 폰 공장은 장치에 설치할 준비가 된 PCBA를 구매합니다.
PCB 구조 : 층 및 재료PCB의 성능은 계층 디자인과 각 층에 사용되는 재료에 따라 다릅니다. 작은 변화 (예 : 두꺼운 기질)조차도 내구성, 신호 속도 및 내열성에 영향을 줄 수 있습니다.
표준 PCB의 4 개의 핵심 층대부분의 강성 PCB (예 : FR4 기반)는 4 개의 키 레이어를 가지고 있으며 유연하거나 다층 설계에는 특정 요구에 맞는 추가 레이어를 추가합니다.
층
재료
목적
1. 기판
FR4 (Fiberglass + 에폭시)
강성 및 단열재를 제공하는베이스 층; 단락을 방지합니다.
2. 구리 층
전해/롤 구리
전도성 층은 전기 신호와 전력을 운반하기 위해 흔적으로 에칭되었습니다.
3. 땜납 마스크
액체 광 이용성 (LPI) 수지
산화 및 솔더 브리지를 방지하기 위해 구리 트레이스 (패드 제외)를 덮는 보호 코팅.
4. 실크 스크린
에폭시 기반 잉크
어셈블리 및 수리를 안내하는 최고 계층 라벨 (부품 번호, 기호).
고급 PCB의 선택적 레이어 :
A. 파워/지면 평면 : 전력을 분배하고 소음을 줄이는 내부 구리 층 (다층 PCB)-고속 설계의 비판적.B. 청성기 VIAS : 뜨거운 성분 (예 : IC)에서 내부 층 또는 방열판으로 열을 전달하는 구리로 채워진 구멍.
주요 PCB 재료 : 올바른 것을 선택하는 방법재료 선택은 PCB의 사용 사례에 따라 달라집니다. EEG, 유연한 스마트 워치 밴드는 고열 EV 인버터와 다른 기판이 필요합니다. 아래는 가장 일반적인 재료를 비교 한 것입니다.
재료 유형
주요 속성
열전도율 (w/m · k)
최대 작동 온도 (° C)
가장 좋습니다
비용 (FR4에 비해)
FR4 (표준)
단단하고 불꽃 내성 (UL94 V-0), 저렴한 비용
0.3
130–180
소비자 전자 제품, 산업 도구
1x
폴리이 미드
유연하고 내열성, 생체 적합성
0.2
260–400
웨어러블, 접이식 전화, 의료 임플란트
4x
PTFE (Teflon)
낮은 신호 손실, 고주파 지지대
0.25
260
고주파 장치 (5G, 레이더)
10x
알루미늄 코어 (MCPCB)
열 전도성, 단단한
1–5
150
고전력 LED, EV 충전 모듈
2x
중요한 고려 사항 : 고주파 설계 (예 : 5G MMWAVE)의 경우 PTFE의 낮은 유전체 손실 (DF = 0.0002)은 신호 감쇠를 최소화합니다.
필수 PCB 구성 요소 : 그들이하는 일과 중요한 이유PCB는 구성 요소가 납땜 될 때만 기능적입니다. 각 구성 요소는 전류 제어에서 처리 데이터에 이르기까지 특정 역할을합니다. 다음은 가장 일반적인 구성 요소와 그 기능입니다.일반적인 PCB 구성 요소 및 그 역할
요소
기능
예제 장치에서 사용됩니다
저항
성분 손상을 방지하기 위해 전류 흐름을 제한합니다. 신호 강도를 조정합니다.
스마트 폰 화면에서 전류를 LED로 줄입니다.
커패시터
전기 에너지를 저장하고 필요할 때 방출합니다. 노이즈 필터.
노트북 CPU의 전압을 안정화시킵니다.
다이오드
전류가 한 방향으로 만 흐를 수 있습니다. 역전전으로부터 보호합니다.
손전등에서 배터리 역 극성을 방지합니다.
트랜지스터
스위치 (회로 회로 켜기/끄기) 또는 앰프 (신호 부스트) 역할을합니다.
OLED TV에서 픽셀 밝기를 제어합니다.
통합 회로 (ICS)
복잡한 작업을 처리하는 소형 회로 (데이터 처리, 메모리).
iPhone의 A17 Pro Chip (프로세스 데이터).
인덕터
자기장에 에너지를 저장합니다. 고주파 소음을 필터링합니다.
자동차의 인포테인먼트 시스템에서 EMI를 줄입니다.
커넥터
PCB를 외부 장치 (전원, 센서, 디스플레이)에 연결합니다.
태블릿의 USB-C 커넥터.
예 : 무선 이어 버드에서 IC는 오디오 신호를 프로세스하고, 커패시터는 배터리의 부드러운 전력을, 저항기는 스피커를 과전류로부터 보호합니다.
구성 요소가 함께 작동하는 방법구성 요소는 특정 작업을 수행하기 위해 회로 (시리즈, 병렬 또는 혼합)로 배열됩니다. 예를 들어:
A. 파워 회로 : 배터리 공급 전압 → 다이오드는 역전 전류를 방지 → 커패시터 필터 노이즈 → A 레지통 제한을 LED로 전류합니다.B. Signal Circuit : 센서가 조명을 감지합니다 → 트랜지스터 트랜지스터 → IC는 데이터를 처리합니다 → 커넥터는 결과를 디스플레이로 보냅니다.
이 협업은 PCB가 느슨한 전선이 필요하지 않은 단일 응집력 시스템으로 기능합니다.
PCB 애플리케이션 : 사용되는 곳 (및 이유)PCB는 어디에나 있지만, 그들의 디자인은 산업마다 크게 다릅니다. 장난감을위한 PCB는 위성에 사용 된 내구성이 필요하지 않으며 스마트 워치 용 유연한 PCB는 EV 인버터의 열을 처리 할 수 없습니다.1. 소비자 전자 장치 : 가장 큰 시장소비자 가제트는 성능과 경제성의 균형을 잡는 소규모 저비용 PCB에 의존합니다. 주요 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
A.SMARTPHONES : 5G 모뎀, 프로세서 및 카메라에 적합한 작은 흔적 (0.1mm)이있는 6-12 층 PCB.B. wearbles : 스마트 워치 또는 피트니스 밴드로 구부리는 유연한 폴리이 미드 PCB-Apple Watch는 스트랩에 4 층 유연한 PCB를 사용합니다.C.home 기기 : 냉장고 (제어 온도) 및 전자 레인지 (전력 관리)의 단일 또는 양면 FR4 PCB.
시장 데이터 : 소비자 전자 장치는 연간 스마트 폰 판매로 13 억 대의 스마트 폰 판매로 인해 글로벌 PCB 수요의 40%를 차지합니다.
2. 자동차 : EVS와 ADAS는 성장을 구동합니다자동차는 그 어느 때보 다 많은 PCB를 사용합니다. 전통적인 얼음 (내연 기관) 자동차에는 50–100 PCB가 있고 EV에는 300–500이 있습니다. 중요한 자동차 PCB 애플리케이션 :
A.adas (고급 드라이버 보조 시스템) : 레이더 (77GHz) 및 LIDAR 시스템의 다층 PCB-Tesla의 자동 조종 장치는 정확한 객체 감지를 위해 8 층 B.PCB를 사용합니다.C.EV 배터리 관리 시스템 (BMS) : 400V DC를 처리하고 배터리 셀에서 열을 소산하는 두꺼운 코퍼 (2oz+) PCB.인포테인먼트 : 터치 스크린 및 블루투스 연결을위한 양면 PCB.
주요 요구 사항 : 자동차 PCBS는 -40 ° C ~ 125 ° C 온도와 진동 (20G+)을 견딜 수 있어야하므로 High -TG FR4 (TG ≥170 ° C)와 추가 솔더 마스크 보호를 사용합니다.
3. 의료 기기 : 안전과 정밀도의료용 PCB는 클래스 3 (안전성)이며 생체 적합성, 무균 및 신뢰성이 필요합니다. 일반적인 용도 :
A. Implantables : 맥박 조정기 및 신경 자극기의 유연한 폴리이 미드 PCB - 생체 적합성과 체액을 견딜 수 있습니다.B. 진단 : 초음파 기계 및 혈액 분석기의 다층 PCB-노이즈 설계는 정확한 판독 값을 보장합니다.C. wearables : 심박수 모니터의 유연한 PCB - 신체를 준수하고 땀에 저항합니다.
준수 : Medical PCB는 ISO 13485 표준을 충족하고 엄격한 테스트를 거칩니다 (예 : 멸균을위한 1,000+ Autoclave Cycles).
4. 항공 우주 및 방어 : 극도의 내구성항공 우주 PCB는 가혹한 환경 (방사선, 진공, 극한 온도)에서 작동하며 실패해야합니다. 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
A.Satellites : 방사선 (100krad)에 저항하고 -55 ° C ~ 125 ° C에서 작동하는 PTFE 및 세라믹 PCB.B. Military Aircraft : 레이더 및 내비게이션 시스템의 다층 PCB - 총기 진동 (100G) 및 연료 노출을 견딜 수 있습니다.C.missiles : 타겟팅 시스템을 안내하는 고주파 PCB —PTFE 기판은 100GHz에서 신호 손실을 최소화합니다.
테스트 : 항공 우주 PCBS는 열 순환, 진동 및 방사선을위한 MIL-STD-883H (군사 표준)를 통과합니다.
PCB의 작동 방식 : 전기 연결 및 신호 흐름PCB의 임무는 간섭이나 손실없이 구성 요소간에 전기 신호와 전력을 이동하는 것입니다. 이것은 세 가지 주요 설계 원칙에 의존합니다.1. 추적 라우팅 : 신호의 "도로"구리 흔적은 신호와 전력을 전달하는 "도로"입니다. 디자이너는 라우팅을 최적화합니다.
a.minimize length : 짧은 트레이스 감소 신호 지연 감소-고속 설계의 비판적 (예 : 5G는 5cm
PCB의 블라인드 비아 대 매립 비아: 주요 차이점, 제조 및 응용
5G, 웨어러블 기기, 고성능 컴퓨팅에 의해 PCB 디자인이 밀도가 높아짐에 따라 공간 효율적인 비아에 대한 필요성은 결코 더 높지 않았습니다.전통적인 구멍 뚫린 비아 (PCB 전체 를 뚫는 비아) 는 귀중 한 부동산 을 낭비 하고 다층 보드 의 신호 경로 를 방해 한다. 블라인드 비아스와 묻힌 비아를 입력하십시오: 전체 PCB를 침투하지 않고 층을 연결하는 두 가지 고급 유형을 통해 더 작고 더 빠르고 더 신뢰할 수있는 회로를 가능하게합니다.
둘 다 우주 문제를 해결하지만, 그들의 독특한 디자인, 제조 프로세스, 그리고 성능 특성은 특정 애플리케이션에 더 적합하게 만듭니다.이 안내서 는 맹인 혈관 과 묻힌 혈관 사이 의 중요 한 차이점 을 설명 합니다HDI 스마트폰 PCB나 견고한 자동차 전원 모듈을 설계하든, 이러한 차이점을 이해하는 것은 비용을 최적화하는 데 도움이 될 것입니다.성능, 그리고 제조 가능성
눈 먼 길 과 묻힌 길 은 무엇 입니까?차이점들에 몰입하기 전에 각각의 유형과 그 핵심 목적을 정의하는 것이 중요합니다. 공간 낭비 또는 신호 무결성을 손상시키지 않고 PCB 층을 연결하는 것입니다.
블라인드 비아: 외부 층과 내부 층을 연결블라인드 트라이 (Blind Via) 는 외부 계층 (PCB의 상단 또는 하단) 과 하나 이상의 내부 계층을 연결하는 접착 된 구멍이지만 전체 보드에 침투하지 않습니다.반대쪽 외부층에서 보이지 않게 만드는.
눈 먼 길 의 주요 특징:a. 접근성: 외층에서만 볼 수 있다 (예를 들어, 상단쪽 장막은 하층에서 숨겨져 있다).b. 사이즈: 일반적으로 작은 (0.1~0.3mm 지름), HDI (High-Density Interconnect) PCB를 위한 정밀도를 위해 레이저를 통해 구멍을 뚫는다.c. 일반적인 사용 사례: 상층 BGA (볼 그리드 어레이) 를 스마트 폰 PCB의 내부 전력 평면으로 연결하여 구멍이 다른 구성 요소를 차단합니다.
실명선 종류:a. 싱글 홉 블라인드 비아: 외부 층을 첫 번째 인접 내부 층 (예를 들어, 레이어 1 → 레이어 2) 에 연결합니다.b.Multi-Hop Blind Vias: 바깥층을 더 깊은 내부층 (예: Layer 1 → Layer 4) 로 연결하면 순차적인 라미네이션이 필요합니다.
매장된 비아: 내부 층만 연결매장된 통 (buried via) 은 두 개 이상의 내부층을 연결하는 매장된 구멍이다. 외부층 (위층 또는 하층) 에 접근할 수 없다.PCB의 표면에서 완전히 보이지 않게 만드는묻혀있는 비아의 주요 특징:a. 접근성: 외부층에 노출되지 않습니다. PCB를 분해하지 않고 제조 후 검사하거나 수리할 수 없습니다.b. 크기: 블라인드 비아스 (0.2~0.4mm 지름) 보다 약간 크며, 대량 생산에서 비용 효율성을 위해 기계적으로 뚫어집니다.c.공용 사례: 12층 자동차 ECU (엔진 컨트롤 유닛) 에 내부 신호 층을 연결하는 경우, 외부 층은 커넥터와 센서로 예약됩니다.
매장된 비아의 종류:a. 인접한 묻힌 비아: 두 인접한 내부 계층을 연결합니다. (예: 계층 2 → 계층 3).부근이 아닌 묻힌 비아: 인접하지 않은 내부 층을 연결 (예를 들어, 레이어 2 → 레이어 5) 라미네이션 중에 신중한 정렬이 필요합니다.
눈 먼 사람 과 묻힌 사람: 나란히 비교아래 표는 제조, 성능 및 응용 메트릭에 따라 맹자와 묻힌 비아 사이의 중요한 차이점을 강조합니다. 당신의 디자인에 적합한 유형을 선택하는 데 필수적입니다.
메트릭
맹인 경로
묻힌 비아스
계층 연결
외층 內層 (내층)
내부층 ️ 내부층 (외부 접근이 불가능)
가시성
외층에서 볼 수 있습니다.
두 외부 층에서 보이지 않는
굴착 방법
레이저 뚫기 (원료); 기계 뚫기 (일반, ≥0.3mm)
기계 뚫기 (원료); 레이저 (≤0.2mm)
라미네이션 요구 사항
연속 라미네이션 (다중 홉)
연속 또는 동시다발 래미네이션
비용 (비례적)
중등 (15~20% 뚫린 구멍보다 더)
높은 (25~30% 더 많은 구멍)
신호 무결성
우수한 (단기 경로; 최소한의 스터브)
우수한 (외부층 노출이 없거나 소음 최소화)
열 성능
좋은 (외부 열원을 내부 평면으로 연결)
매우 좋습니다 (내부 열을 격리합니다. 외부 손실이 없습니다.)
수리 가능성
가능 (외부층에서 접근)
불가능 (장사; PCB 분해가 필요)
정렬 용도
레이저로 뚫을 때 단단한 (±5μm)
매우 단단한 (±3μm) 층의 오차 조화를 피하기 위해
이상적 인 응용
HDI PCB (스마트폰, 웨어러블), 5G 모듈
고층 PCB (자동차 ECU, 항공우주)
제조 과정: 눈 먼 비아 와 묻힌 비아 를 만드는 방법블라인드 비아와 매장 비아 사이의 가장 큰 차이점은 각각의 독특한 레이어 연결에 맞춘 제조 작업 흐름에 있습니다.이러한 프로세스를 이해하는 것은 비용 차이와 설계 제약에 대해 설명하는 데 도움이됩니다..장님 비아 제조블라인드 비아스는 정확한 구멍을 뚫고 올바른 내부층에서 멈추는 것을 보장하기 위해 순차적인 라미네이션을 필요로합니다. 프로세스는 싱글 홉 대 멀티 홉 비아스에 약간 차이가 있지만 핵심 단계는 다음과 같습니다.1내부층 준비:기본 내부 층 (예를 들어, 레이어 2) 으로 시작하여 미리 패턴화된 구리 흔적을 가지고 있습니다.2층에 얇은 다이렉트릭 층 (프리프레그) 을 적용하면 외부층 (층 1) 에서 분리됩니다.2- 블라인드 드릴링:자외선 레이저 (355nm 파장) 를 사용하여 외층 (층 1) 과 다이 일렉트릭을 뚫고, 층 2에 정확하게 멈춥니다.레이저 뚫림은 ±5μm 깊이 조절을 달성합니다..더 큰 블라인드 비아 (≥0.3mm) 를 위해 기계 파장이 사용되지만 더 엄격한 깊이 모니터링이 필요합니다.3- 훼손 및 접착:구리 접착을 보장하기 위해 벽 (플라즈마 에칭) 을 통해 樹脂 smears를 제거합니다.전기 없는 구리 (0.5μm 기반) 를 전압 된 구리 (15?? 20μm) 를 따라 1층과 2층 사이의 전도 경로를 만들기 위해 패트를 플레이하십시오.4. 연속 라미네이션 (다중 호프 비아):더 깊은 내부 계층 (예를 들어, 계층 1 → 계층 4) 에 연결되는 맹인 비아스: 1 겹을 반복: 또 다른 변압층을 추가, 2 계층에서 3 계층으로 두 번째 맹인을 뚫고,그리고 4층에 도달할 때까지 반복.연속 라미네이션은 비용을 추가하지만 HDI PCB에서 복잡한 레이어 연결을 가능하게합니다.5.외부층 완장:외부 층에 용접 마스크를 적용하여 열기를 통해 장막을 구성 요소 용접에 노출합니다.
매장 된 비아 제조파묻힌 비아스는 외부 계층이 추가되기 전에 제조되며 내부 계층 사이에 숨겨져 있음을 보장합니다. 프로세스는 다음과 같습니다.1- 내부층 스택업:연결하려는 내부 층을 선택 (예: 층 2 및 층 3). 두 층에 구리 흔적을 패턴, 원하는 연결 포인트에 정렬 된 패드를 통해 떠나.2묻혀있는 뚫림:기계식 드릴 (≥0.2mm) 또는 레이저 (≤0.2mm) 를 사용하여 쌓인 내부 층을 (층 2 → 층 3) 뚫어냅니다.굴착기는 양층의 패드와 완벽하게 정렬되어야합니다. 따라서 ±3μm 허용도.3- 플래팅 & 디스피어링:벽과 판을 구리로 닦아 2층과 3층 사이에 전도 경로를 만들어4래미네이션:다이렉트릭 층 (prepreg) 을 매장 된 스택의 양쪽에 추가하십시오 (층 2 ∼ 3).외층 (층 1 및 층 4) 을 다이 일렉트릭에 겹쳐 묻힌 것을 완전히 포괄합니다.5.외층 처리:필요에 따라 외층 (1층과 4층) 을 패턴화하고 판화합니다. 묻힌 통로에 액세스 할 필요가 없습니다.
핵심 과제: 일치매장 비아스는 라미네이션 과정에서 내부 층 사이의 정확한 정렬에 의존합니다. 5μm의 이동조차도 하나의 층에서 비아를 분리하여 "열린" 회로로 이어질 수 있습니다.제조업체는 공인 표시 (1mm 구리 표적) 및 자동 광 검사 (AOI) 를 사용하여 정렬을 보장합니다..
중요한 성능 차이점: 장님 대 묻힌 사람을 선택할 때제조 이외에도, 맹인 및 묻힌 비아스는 신호 무결성, 열 관리 및 애플리케이션 선택을 주도하는 비용 요인에서 다릅니다.1신호 무결성: 매장된 경로는 가장자리를 가지고 있습니다.신호 무결성은 고주파 설계 (5G, PCIe 6.0) 에서 매우 중요하며, 스터브 (길이 필요없는 길이) 및 외부 계층 노출이 소음과 손실을 유발합니다.a.블라인드 비아스: 짧은 신호 경로 (전면 침투가 없습니다) 는 구멍에 비해 스터브 길이를 50~70% 줄입니다.외부 층에 노출되면 인근 구성 요소의 EMI (전자기 간섭) 에 민감하게 반응합니다..사용 사례: 5G 스마트폰 안테나 (28GHz), 공간이 좁지만 EMI는 보호로 관리 할 수 있습니다.부리드 비아스: 외부 계층 노출이 없으므로 EMI 위험이 제거되며 완전히 폐쇄된 설계는 신호 반사량을 최소화합니다.그들은 항공 우주 레이더와 같은 초고 주파수 신호 (≥ 40GHz) 에 가장 좋은 선택입니다..사용 사례: 0.1dB의 신호 손실이 통신 범위를 킬로미터로 줄일 수 있는 위성 송신기.
데이터 포인트: IPC의 연구에 따르면, 묻힌 비아스는 40GHz에서 실명 비아스와 비교하여 0.3dB/인치의 삽입 손실을 감소시켜 5G 베이스 스테이션 커버리지를 10% 늘릴 수 있습니다.
2열 관리: 격리 위해 묻힌 비아, 전송을 위해 맹인열 성능은 외부층으로 열을 이동시키거나 이동시켜야 하는 지에 달려 있습니다.a.블라인드 비아스: 외부 계층의 열원 (예를 들어, 상단 LED) 을 내부 구리 평면으로 연결하여 구성 요소로부터 열을 분산시킵니다. 외부 계층에 노출되면 열 전달에 이상적입니다.사용 사례: 고전력 LED 웨어러블, LED (외부 계층) 은 내부 열 평면으로 이동해야하는 열을 생성합니다.b. Buried Vias: 내부 계층의 열 (예를 들어, 내부 전력 증폭기) 를 외부 계층으로부터 격리하여 센서와 같은 민감한 구성 요소에 열이 도달하는 것을 방지합니다.사용 사례: 자동차 ADAS 센서, 내부 전력 계층이 카메라 또는 레이더 신호를 방해 할 수있는 열을 생성합니다.
실제 사례: 내부 전력 계층을 위해 묻힌 비아스를 사용하는 자동차 ECU는 외부 계층의 온도를 12°C로 감소시켜 센서 수명을 30% 연장합니다.
3비용: 실명 경로는 더 경제적입니다.묻힌 비아스는 구멍보다 25~30% 더 비싸고, 블라인드 비아스는 제조의 복잡성으로 인해 15~20% 더 비싸다.a.블라인드 비아스: 레이저 뚫기와 단일 단계의 연속 라미네이션은 프로세스를 통해 묻힌 것보다 노동이 덜 필요합니다. 소량 HDI PCB (예: 100 단위 프로토 타입) 에서 블라인드 비아스는 (500 ′′) 1을 절약합니다.000 대- 묻혔어b. Buried Vias: 정밀한 내부 계층 정렬과 다단계 라미네이션이 필요하며 노동 및 재료 비용을 증가시킵니다. 그들은 고용량 생산 (10k + 유닛) 에서만 비용 효율적입니다.설치 비용이 더 많은 보드에 분산되는 경우.
비용 팁: 둘 다 필요한 디자인에서는 성능과 비용을 균형을 맞추기 위해 ′′블라인드 매장 조합" (예를 들어, 레이어 1 → 레이어 2의 블라인드 트레이와 레이어 2 → 레이어 3의 매장 트레이) 를 사용하십시오.
응용 분야: 눈 먼 사람 과 묻힌 사람 들 이 빛나는 곳각각의 바이어 타입은 성능과 공간 절감에 대한 이점으로 특정 산업에서 지배적입니다.
시각장애: HDI와 소형 전자제품블라인드 비아스는 공간이 최우선이고 외부층 접근이 필요한 디자인에서 우수합니다.a. 소비자 전자제품:스마트 폰 (예를 들어, iPhone 15 Pro): 블라인드 비아스는 상층 BGA (0.4mm pitch) 를 내부 전력 평면으로 연결하여 같은 공간에 20% 더 많은 구성 요소를 장착합니다.웨어러블 기기 (예를 들어, 애플 워치): 작은 블라인드 비아 (0.1mm) 는 손목에 맞는 얇은 PCB (0.5mm 두께) 를 가능하게 한다.b.5G 모듈:mmWave 안테나 (2860GHz) 는 외부 계층 안테나 요소를 내부 신호 계층에 연결하기 위해 맹인 비아를 사용하여 신호 손실을 최소화합니다.
묻혀있는 비아: 고층 및 견고한 응용 프로그램매장 비아스는 내부 계층의 연결이 중요하고 외부 계층은 외부 구성 요소를 위해 예약되어있는 다층 PCB에 이상적입니다.a. 자동차 전자제품:EV 인버터 (12 계층 PCB): 묻힌 비아스는 외부 계층에 고전압 경로를 노출시키지 않도록 내부 전력 계층 (600V) 을 연결합니다.ADAS ECU: 묻힌 비아스는 외부 센서로부터 내부 신호 계층을 격리하여 EMI 간섭을 줄입니다.b.항공 및 국방:레이더 시스템 (816층 PCB): 묻힌 비아스는 군사 감시에 매우 중요한 최소한의 손실로 40GHz+ 신호를 처리합니다.항공기: 매장된 비아스 (via) 에 얽힌 설계는 진동 (20G) 및 극한 온도 (-55°C ~ 125°C) 에 저항하며 MIL-STD-883 표준을 충족합니다.의료기기:MRI 기계: 매장 된 비아스는 외부 계층 구성 요소의 EMI를 피하고 명확한 이미지 신호 (10 ∼ 30GHz) 를 보장합니다.
일반적 인 문제 들 과 그것 들 을 완화 시키는 방법맹인 및 묻힌 비아 모두 제조업에 도전을 제기합니다.1블라인드 비아 도전a.Breakthrough: 레이저 구멍이 너무 깊어서 목표 내부층을 뚫고 쇼트스크리트를 만듭니다.솔루션: 선내 레이저 깊이 모니터 (± 1μm 정확도) 및 테스트 쿠폰을 사용하여 드릴링 매개 변수를 검증합니다.b. 비아 필링: 채우지 않은 블라인드 비아 필링은 조립 중에 용접을 함락시켜 관절 결함을 유발합니다.솔루션: 평평한 표면을 위해 구리 또는 에포시 (VIPPO) 와이아를 채울 수 있습니다.
2위아 챌린지 매장a. 정렬 오류: 내부 계층의 이동은 하나의 계층에서 튜브를 분리합니다.솔루션: 실시간 정렬을 위해 고정도 라미네이션 프레스 (±3μm 허용) 및 피투셜 마크를 사용하십시오.b.오픈 회로: 매장된 비아스의 접착 공백은 제조 후 수리할 수 없습니다.솔루션: 레이팅 전에 레이팅을 통해 검사하기 위해 X선 검사를 사용하십시오. > 2%의 공백이있는 보드를 거부하십시오.
3최선 사례를 설계a.IPC 표준을 따르십시오: IPC-6012 (PCB 자격) 및 IPC-2221 (디자인 표준) 은 크기와 간격을 통해 최소를 정의합니다.b. 과잉 복잡성을 피하십시오: 비용을 줄이기 위해 가능한 경우 멀티 홉 대신 싱글 홉 블라인드 비아를 사용하십시오.c.전문가들과의 파트너:특화된 레이저 드릴링 및 연속 라미네이션 기능을 가진 제조업체 (LT CIRCUIT 같은) 를 선택하십시오. 그들은 디자인을 최적화하기 위해 DFM (제공 가능성 설계) 피드백을 제공할 수 있습니다..
FAQ질문: PCB는 맹인 및 묻힌 비아를 모두 사용할 수 있습니까?A: 예 盲埋组合 PCB는 복잡한 설계에서 일반적입니다 (예를 들어, 12층 자동차 ECU). 예를 들어, 장막을 통해 1층 (외부) 을 2층 (내부) 으로 연결합니다.그리고 매장된 경로는 레이어 2와 레이어 5 (내부) 를 연결합니다.공간과 성능을 최적화합니다.
질문: 고전력 PCB (예: 100W+) 에 blind vias가 적합합니까?A: 예, 그러나 그들은 더 큰 지름 (≥0.2mm) 과 구리 충전을 필요로합니다. 높은 전류를 처리하기 위해. 0.3mm 구리 충전 장막은 5A까지 운반 할 수 있습니다.LED 드라이버 및 소형 전원 모듈에 적합합니다..
Q: 왜 묻힌 비아스는 맹인 비아보다 더 비싸죠?A: 매장 된 비아스는 연결을 확인하기 위해 추가적인 내부 계층 정렬 단계, 전문 래미네이션 및 X선 검사를 필요로하며, 이 모든 것은 노동 및 재료 비용을 추가합니다.,이러한 비용은 성능 개선으로 상쇄됩니다.
질문: 묻힌 비아스는 고장 났을 때 수리 될 수 있습니까?A: 안쪽 층 사이에 묻혀있는 비아스는 없습니다. 그래서 그것들을 수리하려면 PCB를 파괴해야 합니다.이 이유 로 래미네이션 을 하기 전 에 X선 검사 를 하는 것 은 결함 을 조기에 발견 하기 위해 매우 중요 합니다.
질문: 맹인 및 묻힌 비아에 대한 최소 크기는 무엇입니까?A: 레이저로 뚫린 블라인드 비아스는 0.1mm (4mil)만큼 작을 수 있으며, 묻힌 비아 (레이저로 뚫린) 은 0.15mm (6mil) 에서 시작합니다. 기계 뚫림은 두 유형 모두에서 ≥0.2mm (8mil) 로 제한됩니다.
결론시각장애인 및 묻힌 비아스는 현대 PCB 설계에 필수적입니다. 그러나 레이어 연결, 제조 및 성능의 차이로 인해 다른 사용 사례에 적합합니다.HDI에서 맹인 비아스는 빛납니다.시그널 무결성, 열 격리,그리고 EMI 저항은 매우 중요합니다..
성공의 열쇠는 여러분의 선택과 설계의 우선순위를 맞추는 것입니다. 공간, 비용, 신호 주파수, 환경입니다.그리고 첨단 검사 도구를 활용하여5G, 자동차 및 항공우주 혁신의 요구를 충족하는 PCB를 생성하는 유형을 통해 이러한 잠재력을 완전히 풀어낼 수 있습니다.
PCB 제조를 위한 온라인 AOI: 실시간 검사가 수율을 높이고 비용을 절감하는 방법
PCB 제조에서, 생산률은 하위 라인입니다. 고용량 소비자 전자 제품 라인 (예를 들어, 100,000 PCB / 주) 의 생산량의 1% 감소는 1,000 개의 낭비 된 보드, $ 50,소실물수십 년 동안 제조업체는 수동 검사 또는 오프라인 AOI (Automated Optical Inspection) 에 의존하여 결함을 감지했지만 현대 고속 생산에서 둘 다 부족합니다.수동 검사자는 결함의 15~20%를 놓치고 있습니다 (IPC 연구에 따라), 오프라인 AOI는 테스트를 위해 보드를 생산 라인에서 꺼내야 한다는 요구로 병목을 만듭니다.
온라인 AOI를 입력합니다. PCB 조립 라인에 직접 통합된 실시간 검사 솔루션입니다. 생산 과정에서 모든 보드의 고해상도 이미지를 캡처함으로써,온라인 AOI는 몇 초 만에 결함을 감지합니다.이 가이드는 온라인 AOI가 PCB 양산율을 어떻게 변화시키는지를 탐구합니다.전통적인 검사 방법과 비교합니다, 그리고 소비자 전자제품, 자동차, 의료기기 같은 산업에 대한 영향을 상세히 설명합니다.온라인 AOI의 이점을 이해하면 더 저렴한 비용으로 더 신뢰할 수 있는 제품을 만들 수 있습니다..
주요 내용1.온라인 AOI는 일반적인 PCB 결함 (접속 브리지, 부족한 부품, 오프셋 부품) 에 대한 결함 탐지 정확도가 99.5%를 달성하며 수동 검사 (85%) 와 오프라인 AOI (95%) 를 훨씬 초과합니다.2그것은 PCB 생산률을 10~20% 증가시킵니다. 일부 제조업체는 도입 후 85%에서 95%까지 점프합니다.3실시간 결함 차단은 열기, lamination 또는 부품 배치 전에 나쁜 보드가 잡히기 때문에 하류 재작업 비용을 30~40% 감소시킵니다.4.온라인 AOI는 MES (생산 실행 시스템) 과 통합하여 결함 트렌드를 추적하여 근본 원인을 분석하는 시간을 며칠에서 몇 시간으로 단축합니다.5복잡한 PCB (HDI, 자동차 ADAS) 를 위해 AI 기반 알고리즘을 사용하는 온라인 AOI는 전통적인 방법보다 2배 더 미묘한 결함을 (예를 들어, 미세 균열, 용매 공허) 식별합니다.
온라인 AOI란 무엇이며 어떻게 작동합니까?온라인 AOI (Automated Optical Inspection) 는 생산 도중 PCB를 점검하거나 조립 라인을 멈추지 않고 속도를 늦추지 않는 인라인 품질 관리 시스템입니다.오프라인 AOI와 달리 (보드가 테스트를 위해 별도의 역으로 운송되는 경우) 또는 수동 검사 (노동자가 보드를 시각적으로 검사하는 경우), 온라인 AOI는 생산 작업 흐름에 내장되어 있으며, 일반적으로 용매 페이스트 적용, 부품 배치 또는 재흐름 용접과 같은 주요 단계 후에 발생합니다.
온라인 AOI 시스템의 핵심 요소1고해상도 카메라: 5~20MP 산업용 카메라 (대부분 다각 관점: 위쪽, 옆, 45°) 는 PCB 표면의 상세한 이미지를 캡처합니다.0201 패시브 또는 45μm 미크로비아와 같은 작은 특징을 포함하여.2고급 조명: 다 스펙트럼 LED 조명 (백색, 빨간색, 파란색, UV) 은 PCB를 조명하여 다양한 결함을 강조합니다. 예를 들어, UV 빛은 용접 마스크 결함을 감지합니다.빨간색 빛은 용접 관절의 대조를 향상시킵니다..3인공지능 기반 소프트웨어: 기계 학습 알고리즘은 결함을 식별하고 분류하기 위해 이미지를 실시간으로 분석합니다.그리고 신호의 심각성 (비판적 대. 미성년자).4.MES 통합: 검사에서 얻은 데이터 (장애 유형, 위치, 빈도) 는 제조 소프트웨어와 동기화되어 트렌드를 추적하고 추적성을 가능하게합니다.5자동 배척 메커니즘: 중요한 결함이 작은 컨베이어 전환 또는 경보를 유발하여 다음 工序 (예: 재흐름 오븐) 로 이동하기 전에 나쁜 보드가 제거되도록합니다.시간 및 자료를 낭비하는 것을 피합니다..
온라인 AOI가 PCB 생산 작업 흐름에 어떻게 적합합니까?온라인 AOI는 결함 포착을 극대화하기 위해 PCB 조립의 3 ∼ 4 개의 주요 체크 포인트에 전략적으로 배치됩니다.
생산 단계
온라인 AOI 목적
발견 된 결함
1용매 페이스트 적용 후
페이스트 볼륨, 정렬 및 브리딩을 확인
부적절한 페이스트, 과도한 페이스트, 스프레이링
2. SMT 부품 배치 후
부분 존재, 방향, 오프셋 확인
부품이 없어지고, 무덤에 돌을 쌓고,
3재공류 용접 후
용매 결합 품질을 검사
냉결, 용접교, 공백 (> 25%)
4. THT 회의 후에
구멍을 통해 용접 필레트 형성을 확인
불충분한 필레, 용접 빗
예를 들어: 스마트 폰 PCB 라인은 0.35mm pitch BGA에서 용접 브릿지를 잡기 위해 재흐름 용접 후 온라인 AOI를 사용합니다. 시스템은 이러한 브릿지의 99.7%를 감지합니다.최종 테스트에 도달하는 것을 막고 있습니다.. $0.50 전에 고칠 수 있습니다.
온라인 AOI 대 전통적인 검사 방법온라인 AOI가 수익률에 대한 게임 전환이 되는 이유를 이해하기 위해, 두 가지 기존 검사 방법: 수동 검사와 오프라인 AOI와 비교하십시오.아래 표에서는 주요 성과와 비용 차이점을 강조합니다.:
특징
온라인 AOI
오프라인 AOI
수동 검사
결함 탐지 정확성
990.5% (모든 일반적인 결함)
95% (미묘한 결함이 없습니다)
85% (작은 부품의 높은 오류율)
탐지 속도
60~120 PCB/시간 (실시간)
30~40 PCB/시간 (배치 처리)
15~20 PCB/시간 (노동자 의존)
생산 흐름에 미치는 영향
장애가 없으세요 (인라인)
병목 (선 제거가 필요합니다)
소규모 장애 (노동자 들 이 보드 를 당기는 것)
100k PCB 당 비용
$15,000 (장비 + 유지보수)
$12,000 (장비 + 노동력)
3만 달러 (전시간 검사)
결함 분류
인공지능 (정확도 98%)
규칙 기반 (85% 정확성)
주관적 (정확도 70%)
데이터 추적
실시간 MES 통합
대량 보고 (24시간 지연)
수동 로그 (실패가 발생하기 쉽다)
가장 좋은 방법
대용량, 고밀도 PCB
소용량, 복합 PCB
단순하고 저렴한 PCB
산업 데이터: PCB 제조 협회의 연구에 따르면 수동 검사에서 온라인 AOI로 전환한 제조업체는 평균 12%의 수익률 증가율을 보였다.오프라인에서 온라인 AOI로 전환한 회사들은 5~8%의 수익을 얻었습니다..
온라인 AOI가 PCB 수익률을 직접적으로 향상시키는 방법양산율은 (좋은 PCB 수 / 생산된 PCB 총 수) × 100로 계산됩니다. 온라인 AOI는 이 메트릭을 네 가지 중요한 방법으로 증가시킵니다.
1실시간 결함 탐지: 나쁜 게시판을 일찍 막기저출산의 가장 큰 원인은 결함이있는 PCB가 하류 프로세스로 이동하도록 허용하는 것입니다. 예를 들어:
a.SMT 배치를 통과하는 결여 저항이있는 PCB는 여전히 리플로우 용접, 라미네이션 및 테스트를 거치게됩니다. 각 보드에 추가 인력과 재료로 $ 2 ~ $ 5을 낭비합니다.b.온라인 AOI는 배치 직후 이러한 결함을 감지하여 더 많은 비용을 발생하기 전에 나쁜 보드를 재작업 (또는 폐기물) 으로 전환합니다.
정량화 가능한 영향: 소비자 전자제품 제조업체는 SMT 배치 후 결함을 가로채는 것이 (최종 테스트에 비해) 재작업 비용을 40% 감소시키고 생산량을 8% 증가시켰다는 것을 발견했습니다. 87%에서 95%로.
2인간 오류 감소: 수동 검사 결함을 제거수동 검사자는 특히 작고 반복적인 특징 (예를 들어, 01005 패시브, 0.4mm pitch BGA) 을 검사할 때 피로, 산만화 및 주관성 (subjectivity) 에 취약합니다.
a.실종된 결함: IPC-A-610 표준에 따라 작업자는 15~20%의 결함을 놓치고 있습니다. 용접교나 역극성 같은 중요한 결함도 포함됩니다.b.부정한 호출: 검사자들은 종종 좋은 보드를 결함 (부정한 거부) 또는 명백한 나쁜 보드 (부정한 수용) 로 표시합니다. 두 가지 모두 생산량을 손상시킵니다.
온라인 AOI는 일관성 있고 알고리즘에 기반한 검사로 이러한 문제를 제거합니다.
a.부정한 거부율 (FRR): 온라인 AOI의 경우
HDI PCB 생산을 위한 LDI 사용의 장점: 정확성, 효율성, 혁신
고밀도 상호 연결(HDI) PCB는 5G 스마트폰, 의료용 임플란트, 자동차 ADAS 시스템, 데이터 센터 트랜시버 등 현대 전자 제품의 중추입니다. 이러한 보드는 45μm 미만의 마이크로비아, 25μm까지의 트레이스 폭/간격, 0.4mm 이하의 부품 피치와 같은 초미세 기능을 요구합니다. 한때 업계 표준이었던 기존의 포토마스크 기반 이미징은 이러한 요구 사항을 충족하는 데 어려움을 겪어 높은 불량률, 느린 반복, 제한된 설계 유연성을 초래합니다.
레이저 직접 이미징(LDI)을 소개합니다. UV 레이저를 사용하여 HDI PCB에 회로 패턴을 직접 '쓰는' 디지털 이미징 기술로, 물리적 포토마스크가 필요하지 않습니다. LDI는 타의 추종을 불허하는 정밀도, 더 빠른 턴어라운드, 고복잡성 설계를 위한 저렴한 비용을 제공하여 HDI 생산에 혁명을 일으켰습니다. 이 가이드에서는 HDI PCB 제조를 위한 LDI의 혁신적인 이점을 자세히 설명하고, 기존 방법과 비교하며, LDI가 필수적인 실제 응용 분야를 살펴봅니다. 프로토타입 HDI 보드를 생산하든 대량 생산으로 확장하든, LDI의 장점을 이해하면 더 안정적이고 컴팩트하며 고성능의 전자 제품을 구축하는 데 도움이 됩니다.
주요 내용 1. LDI는 HDI PCB에 대해 ±5μm의 정렬 정확도를 제공합니다. 이는 기존 포토마스크 이미징(±25μm)보다 5배 더 뛰어나며, 25/25μm의 트레이스 폭/간격을 가능하게 합니다. 2. 엣지 블러 및 정렬 불량과 같은 포토마스크 관련 오류를 제거하여 HDI PCB 불량률을 70% (대량 생산 시 12%에서 3%로) 줄입니다. 3. 디지털 파일로 물리적 포토마스크를 대체하여 설계 반복 시간을 80% (3~5일에서 4~8시간으로) 단축합니다. 이는 민첩한 제품 개발에 매우 중요합니다. 4. 마이크로비아와 적층 레이어가 있는 HDI PCB의 경우 LDI는 95% 이상의 비아 채움률과 0.4mm 피치 BGA를 지원합니다. 이는 기존 방법으로는 따라올 수 없는 기능입니다. 5. LDI는 초기 장비 비용이 더 높지만((300k~1M 달러 vs. 포토마스크 시스템의 (50k~150k 달러)), 재작업 감소 및 더 빠른 출시 시간을 통해 총 소유 비용을 25% 절감합니다.
LDI란 무엇이며, HDI PCB에 왜 중요할까요?레이저 직접 이미징(LDI)은 고출력 UV 레이저(일반적으로 355nm 파장)를 사용하여 PCB의 감광성 재료(솔더 마스크, 포토레지스트)를 선택적으로 노출하는 디지털 포토리소그래피 공정입니다. 물리적 스텐실(포토마스크)을 사용하여 패턴을 보드에 투영하는 기존의 포토마스크 이미징과 달리, LDI는 CAD 파일에서 직접 설계 데이터를 읽어 픽셀 단위로 회로 패턴을 '그립니다'.HDI PCB의 경우, 이 디지털 방식은 기존 이미징의 세 가지 주요 문제점을 해결합니다. 1. 정밀도 제한: 기존 포토마스크는 '엣지 블러'(흐릿한 패턴 엣지) 및 정렬 오류로 인해 25μm 트레이스 또는 45μm 마이크로비아를 안정적으로 생산할 수 없습니다. 2. 경직성: 설계를 변경하려면 새로운 포토마스크를 만들어야 하므로(마스크당 (100~500 달러)), HDI 프로토타입의 반복 속도가 느려집니다. 3. 복잡성 장벽: 적층 마이크로비아, 블라인드 비아, 불규칙한 모양은 고급 HDI 설계의 특징이며, 포토마스크로 이미징하기 어려워 높은 스크랩률을 초래합니다.
LDI는 디지털 유연성과 레이저 정밀도를 활용하여 이 세 가지 모두를 해결하며, 현대 HDI PCB에 유일하게 실행 가능한 기술로 만듭니다.
LDI vs. 기존 포토마스크 이미징: 중요한 비교LDI의 영향을 이해하려면 수십 년 동안 HDI 생산을 지배해 온 기존 포토마스크 방법과 비교하는 것이 필수적입니다. 아래 표는 정밀도, 효율성 및 비용의 주요 차이점을 강조합니다.
기능
레이저 직접 이미징(LDI)
기존 포토마스크 이미징
정렬 정확도
±5μm
±25μm
최소 트레이스/간격
25/25μm
50/50μm
마이크로비아 지원
우수(45μm 비아, 95% 채움률)
불량(≥100μm 비아, 70% 채움률)
설계 반복 시간
4~8시간(디지털 파일 편집)
3~5일(새로운 포토마스크 제작)
불량률(HDI PCB)
3%
12%
초기 장비 비용
(300k~1M 달러)
(50k~150k 달러)
보드당 비용(10k 개)
(0.75~1.50 달러)
(0.50~1.00 달러)
최적
고밀도 HDI(0.4mm 피치, 마이크로비아)
저밀도 HDI(≥0.8mm 피치)
실제 사례: 주요 스마트폰 OEM은 6층 HDI 메인 PCB에 포토마스크에서 LDI로 전환했습니다. 결과: 트레이스/간격이 50/50μm에서 30/30μm로 감소, PCB 크기가 15% 축소, 불량률이 10%에서 2%로 감소하여 연간 20만 달러의 재작업 비용을 절감했습니다.
HDI PCB 생산을 위한 LDI의 핵심 이점LDI의 장점은 정밀도를 넘어 프로토타입 제작부터 대량 생산까지 HDI 제조의 모든 단계를 변화시킵니다. 다음은 가장 큰 영향을 미치는 6가지 이점입니다.
1. 초미세 HDI 기능을 위한 타의 추종을 불허하는 정밀도HDI PCB는 육안으로는 보이지 않는 매우 작은 기능이 필요합니다. 25μm 트레이스(사람 머리카락보다 얇음), 45μm 마이크로비아, 0.4mm 피치 BGA입니다. LDI의 레이저 기반 이미징은 이러한 기능을 안정적으로 생산하는 데 필요한 정밀도를 제공합니다. a. 서브 마이크론 해상도: UV 레이저(355nm)는 엣지 거칠기가 5μm 미만인 패턴을 생성합니다. 이는 포토마스크의 15~20μm에 비해 28GHz에서 신호 손실을 30% 줄입니다(5G mmWave HDI PCB에 중요). b. 정밀한 정렬: LDI는 광학 기준점(PCB의 작은 정렬 표시)을 사용하여 ±5μm의 레이어 간 정렬을 달성합니다. 적층 마이크로비아(예: Top → Inner 1 → Inner 2)의 경우, 이는 95%의 비아 연결 효율성을 보장합니다(포토마스크의 경우 75%). c. 일관된 기능 크기 조정: LDI의 디지털 제어는 '마스크 마모'(재사용 가능한 포토마스크의 문제)를 제거하여, 10,000번째 PCB가 첫 번째 PCB와 동일한 트레이스 폭을 갖도록 합니다.데이터 포인트: IPC 테스트에 따르면 LDI로 생산된 HDI PCB는 설계 사양(트레이스 폭, 간격)의 98%를 준수하는 반면, 포토마스크로 생산된 보드는 82%를 준수합니다.
2. HDI 불량률 70% 감소
HDI PCB의 불량은 비용이 많이 듭니다. 단일 12층 HDI 보드를 재작업하는 데 (50~100 달러)가 들 수 있으며, 기존 이미징에서는 10% 이상의 스크랩률이 일반적입니다. LDI는 포토마스크 관련 오류를 제거하여 불량을 줄입니다. a. 엣지 블러 없음: 포토마스크는 빛의 회절로 인해 흐릿한 트레이스 엣지를 생성하여 단락 또는 개방 연결을 유발합니다. LDI의 집중된 레이저 빔은 날카로운 엣지를 생성하여 솔더 브리지(최고의 HDI 불량)를 80% 줄입니다. b. 최소한의 정렬 불량: 기존 이미징은 수동 포토마스크 정렬에 의존하여 마이크로비아 연결을 끊는 레이어 이동을 유발합니다. LDI의 자동 광학 정렬은 정렬 불량 불량을 90% 줄입니다. c. 마스크 아티팩트 감소: 포토마스크의 먼지나 긁힘은 트레이스가 누락되거나 구리가 추가됩니다. LDI에는 물리적 마스크가 없으므로 이러한 아티팩트가 완전히 사라집니다.불량 유형
기존 포토마스크 비율
LDI 비율
감소
솔더 브리지(0.4mm 피치)
5%
1%
0.2%
사례 연구: HDI PCB를 생산하는 의료 기기 제조업체는 LDI로 전환했습니다. 불량률이 12%에서 3%로 떨어졌고, 회사는 전담 재작업 팀을 제거하여 연간 15만 달러를 절감했습니다.
4%
0.4%
90%
누락된 트레이스
2%
0.3%
85%
추가 구리(단락)
1%
0.2%
80%
사례 연구: HDI PCB를 생산하는 의료 기기 제조업체는 LDI로 전환했습니다. 불량률이 12%에서 3%로 떨어졌고, 회사는 전담 재작업 팀을 제거하여 연간 15만 달러를 절감했습니다.
3. HDI 프로토타입의 설계 반복 속도 80% 향상
HDI PCB 개발은 반복적입니다. 엔지니어는 종종 트레이스를 조정하고, 마이크로비아 배치를 조정하거나, 프로토타입 실행 사이에 부품을 추가합니다. 기존 포토마스크 이미징은 이 프로세스를 느리게 만듭니다. a. 포토마스크 리드 타임: 새로운 포토마스크 세트를 만드는 데 3~5일이 걸리고 마스크당 (100~500 달러)가 듭니다(6층 HDI 보드에는 6개 이상의 마스크가 필요). b. LDI 속도: LDI를 사용하면 CAD 소프트웨어에서 설계를 변경하고, 새로운 패턴을 4~8시간 내에 PCB에 이미징합니다. 마스크가 필요하지 않습니다.스타트업 또는 시장 출시를 서두르는 팀(예: 5G 모듈 개발자)에게 이 속도는 획기적인 변화입니다. a. 포토마스크를 사용하면 7~10일이 걸리는 4층 HDI 프로토타입이 LDI를 사용하면 2~3일 만에 준비됩니다. b. 여러 반복(예: 3번의 설계 조정)은 LDI를 사용하면 마스크 수수료가 0 달러이고, 포토마스크를 사용하면 900~1,500 달러입니다.예: 웨어러블 헬스 센서를 개발하는 스타트업은 LDI를 사용하여 HDI 프로토타입 일정을 3주에서 1주로 단축하여 경쟁사보다 2개월 먼저 출시할 수 있었습니다.
4. 복잡한 HDI 구조 지원
고급 HDI PCB는 기존 이미징으로 처리할 수 없는 복잡한 기능에 의존합니다. 적층 마이크로비아, 블라인드 비아, 불규칙한 모양 및 유연한 기판입니다. LDI는 여기서 뛰어납니다. a. 적층/내장 비아: LDI의 정밀도는 적층 비아(예: Top → Inner 1에서 45μm 비아, Inner 2에 다른 비아와 적층)가 완벽하게 정렬되어 95%의 전기적 연속성을 보장합니다. 포토마스크는 이로 인해 어려움을 겪어 비아 고장이 25% 더 많이 발생합니다. b. 불규칙한 모양: 센서 또는 웨어러블용 HDI PCB는 종종 직사각형이 아닌 설계(예: 원형, 곡선)를 갖습니다. LDI는 이러한 모양을 쉽게 이미징합니다. 맞춤형 포토마스크가 필요하지 않습니다. 반면 포토마스크는 표준이 아닌 크기에 대한 고가의 툴링이 필요합니다. c. 유연한 HDI PCB: LDI의 레이저는 유연한 폴리이미드 기판의 약간의 휨에 적응하여 ±8μm의 정렬 정확도를 유지합니다. 평평한 표면이 필요한 포토마스크는 플렉스 보드에서 ±30μm의 정렬 오류가 발생합니다.응용 분야 스포트라이트: 폴더블 스마트폰은 30/30μm 트레이스와 50μm 마이크로비아가 있는 힌지에 유연한 HDI PCB를 사용합니다. LDI는 곡선형 유연 기판에서 이러한 기능을 이미징할 수 있는 유일한 기술로, Samsung Galaxy Z Fold5와 같은 장치의 슬림하고 내구성이 뛰어난 힌지를 가능하게 합니다.
5. 총 소유 비용 절감(초기 투자 비용이 더 높음에도 불구하고)
LDI 기계는 기존 포토마스크 시스템보다 3~6배 더 비싸지만, 초기 비용보다 더 큰 장기적인 절감 효과를 제공합니다. a. 재작업 감소: LDI의 3% 불량률과 포토마스크의 12% 불량률은 HDI PCB당 재작업 비용을 (0.50~2.00 달러) 절감합니다. 연간 10만 대의 경우, 연간 (50k~200k 달러)의 절감 효과가 있습니다. b. 마스크 수수료 없음: 대량 HDI 생산 실행(10만 대)에는 기존 이미징으로 5~10개의 마스크 세트가 필요하며, 비용은 (500~5,000 달러)입니다. LDI에는 마스크 비용이 없습니다. c. 더 빠른 출시 시간: 1~2개월 먼저 출시하면 수백만 달러의 추가 수익을 얻을 수 있습니다(예: 경쟁사보다 먼저 출시되는 5G 라우터). LDI의 더 빠른 반복으로 이것이 가능합니다.비용 범주
LDI(연간 10만 대 HDI)
기존 포토마스크
연간 절감액
장비 감가상각
5만 달러
2만 달러
총계
재작업
1만 5천 달러
8만 달러
6만 5천 달러
포토마스크 수수료
0 달러
3천 달러
노동(반복)
노동(반복)
1만 달러
3만 달러
2만 달러
총계
7만 5천 달러
13만 3천 달러
5만 8천 달러
6. HDI PCB의 솔더 마스크 성능 향상
솔더 마스크는 HDI PCB에 매우 중요합니다. 트레이스를 보호하고, 단락을 방지하며, 안정적인 솔더링을 보장합니다. LDI의 정밀도는 두 가지 주요 방식으로 솔더 마스크 품질을 향상시킵니다. a. 더 좁은 마스크 댐: '마스크 댐'(패드 사이의 솔더 마스크)은 0.4mm 피치 BGA의 경우 좁지만 일관성이 있어야 합니다. LDI는 ±2μm 공차로 25μm 마스크 댐을 생성합니다. 이는 포토마스크의 ±10μm 공차로 50μm 댐에 비해 솔더 브리지를 70% 줄입니다. b. 균일한 경화: LDI의 레이저는 솔더 마스크를 균일하게 노출하여 '언더 경화'(불균일한 빛 분포로 인해 포토마스크에서 흔함)를 제거합니다. 완전히 경화된 솔더 마스크는 화학 물질 및 열 사이클에 더 잘 견디며, 1,000회 이상의 열 사이클(-40°C ~ 125°C)을 견디는 반면, 기존 이미징에서는 700회 사이클을 견딥니다.테스트 결과: LDI 이미징된 HDI PCB의 솔더 마스크는 1,000회 열 사이클 후 95%의 접착 유지율을 보였습니다. 이는 포토마스크 이미징된 마스크의 75%에 비해 높습니다.
HDI PCB 생산에서 LDI의 실제 응용 분야
LDI는 단순히 '있으면 좋은' 것이 아니라 HDI PCB 성능과 크기가 필수적인 산업에 필수적입니다. 다음은 LDI를 활용하는 4가지 주요 부문입니다.1. 소비 전자 제품(스마트폰, 웨어러블) a. 필요: 0.35mm 피치 BGA, 30/30μm 트레이스 및 적층 마이크로비아가 있는 초소형 HDI PCB(예: iPhone 15 Pro 메인 PCB). b. LDI 영향: 더 미세한 기능을 지원하여 PCB 크기를 15% 줄입니다. 대량 생산의 경우 불량률을 2%로 줄입니다. c. 예: Apple은 A 시리즈 칩 HDI 캐리어에 LDI를 사용하여 iPhone 15 Pro가 7.8mm 두께의 바디에 5nm 프로세서를 장착할 수 있도록 합니다. 이는 iPhone 14보다 10% 더 얇습니다.2. 5G 및 통신(기지국, 트랜시버)
a. 필요: 28GHz/39GHz mmWave 경로, 제어된 임피던스(50Ω ±5%) 및 낮은 신호 손실을 갖춘 HDI PCB. b. LDI 영향: 매끄러운 트레이스 엣지는 28GHz에서 신호 손실을 30% 줄입니다. 정확한 임피던스 제어는 4Gbps+의 5G 데이터 속도를 보장합니다. c. 예: Ericsson은 5G 소형 셀 HDI PCB에 LDI를 사용하여 신호 무결성이 향상되어 커버리지를 20% 확장합니다.3. 의료 기기(이식형, 진단)
a. 필요: 45μm 마이크로비아, 소형 폼 팩터(예: 심박 조율기 PCB) 및 불량률 0%의 생체 적합성 HDI PCB. b. LDI 영향: 3% 불량률은 ISO 13485 표준을 충족합니다. 유연한 HDI 지원은 웨어러블 혈당 측정기를 가능하게 합니다. c. 예: Medtronic은 이식형 제세동기 HDI PCB에 LDI를 사용하여 10년 이상 99.9%의 신뢰성을 보장합니다.4. 자동차(ADAS, EV)
a. 필요: 레이더/LiDAR(0.4mm 피치), EV BMS(고전류 경로) 및 엔진룸 온도(-40°C ~ 125°C)에 대한 견고한 HDI PCB. b. LDI 영향: 솔더 마스크의 열 사이클 저항은 보증 청구를 40% 줄입니다. 정확한 마이크로비아 정렬은 레이더 정확도를 보장합니다. c. 예: Tesla는 Autopilot 레이더 HDI PCB에 LDI를 사용하여 비, 눈, 안개 속에서 99.9%의 감지 정확도를 달성합니다.HDI 생산에서 LDI의 과제 극복
LDI는 엄청난 이점을 제공하지만, 과제도 있습니다. 다음은 일반적인 문제와 해결 방법입니다.1. 높은 초기 장비 비용 a. 과제: LDI 기계는 (300k~1M 달러)의 비용이 들며, 이는 소규모 제조업체 또는 스타트업에게 장벽이 됩니다. b. 솔루션: LDI 인증 팀을 보유한 LT CIRCUIT과 같은 CM과 협력하십시오. 프로토타입에 '공유 LDI' 서비스를 사용하십시오. 장비를 구매하는 대신 보드당 비용을 지불하십시오.2. 대량 생산 시 처리량 감소
a. 과제: LDI는 HDI PCB를 한 번에 하나씩 이미징합니다(보드당 2~5분). 반면 포토마스크 시스템은 시간당 여러 보드를 노출합니다. b. 솔루션: LDI 인증 팀을 보유한 LT CIRCUIT과 같은 CM과 협력하십시오. LDI를 패널화(작은 HDI PCB를 대형 패널로 그룹화)와 결합하여 처리량을 최대화하십시오.3. 표면 불규칙성에 대한 민감도
a. 과제: 뒤틀린 HDI 기판(두꺼운 구리 또는 유연한 재료에서 흔함)은 불균일한 레이저 노출을 유발합니다. b. 솔루션: LDI 인증 팀을 보유한 LT CIRCUIT과 같은 CM과 협력하십시오. 이미징 전에 HDI 패널의 휨(>50μm)을 사전 검사하고 거부하거나 평평하게 하십시오.4. 전문 지식 요구 사항
a. 과제: LDI는 레이저 출력, 노출 시간 및 초점을 최적화하기 위해 훈련된 작업자가 필요합니다. 많은 제조업체는 이러한 기술이 부족합니다. b. 솔루션: LDI 인증 팀을 보유한 LT CIRCUIT과 같은 CM과 협력하십시오. 사내 전문 지식을 구축하기 위해 작업자 교육 프로그램(예: IPC LDI 인증)에 투자하십시오.HDI PCB 생산에 LDI를 사용하는 것에 대한 FAQ
Q: LDI는 HDI 생산에서 포토레지스트 및 솔더 마스크 이미징 모두에 사용할 수 있습니까?A: 예. 최신 LDI 기계는 대부분 이중 용도로, 트레이스 에칭을 위한 포토레지스트와 솔더 마스크 이미징을 모두 처리합니다. 이렇게 하면 HDI 생산이 간소화되고 레이어 간의 일관된 정렬이 보장됩니다.Q: LDI가 HDI PCB에 대해 지원할 수 있는 가장 작은 마이크로비아 크기는 무엇입니까?
A: 최첨단 LDI 시스템은 30μm까지 작은 마이크로비아를 이미징할 수 있지만, 45μm는 대량 생산의 실질적인 한계입니다(드릴링 및 도금 제약으로 인해). 이는 기존 포토마스크 이미징의 최소 100μm 마이크로비아 크기보다 2배 더 작습니다.Q: LDI는 유연한 HDI PCB(예: 폴더블 폰 힌지)에 적합합니까?
A: 물론입니다. LDI의 레이저는 폴리이미드 기판의 유연성에 적응하고, 자동 초점은 사소한 휨을 보정합니다. 기존 포토마스크는 정렬을 위해 단단하고 평평한 표면이 필요하므로 플렉스 HDI에 어려움을 겪습니다.Q: LDI는 고속 HDI PCB의 임피던스 제어에 어떤 영향을 미칩니까?
A: LDI는 균일한 트레이스 폭(±2μm 공차)과 매끄러운 엣지를 생성하여 임피던스 제어를 개선합니다. 이렇게 하면 25Gbps+ 신호의 임피던스가 설계 사양의 ±5%(예: 50Ω ±2.5Ω) 내로 유지됩니다. 이는 5G 및 데이터 센터 HDI PCB에 매우 중요합니다.Q: LDI 기반 HDI 생산을 위해 LT CIRCUIT을 선택하는 이유는 무엇입니까?
A: LT CIRCUIT은 다음을 제공합니다. a. 대량 처리량을 위한 멀티 헤드 LDI 시스템(355nm 레이저). b. 복잡한 HDI 구조(적층 마이크로비아, 유연한 기판)에 대한 전문 지식. c. LDI 정밀도를 검증하기 위한 인라인 AOI 및 X선 테스트. d. 프로토타입(보드당 50달러부터 시작) 및 대량 생산 모두에 대한 경쟁력 있는 가격.결론
레이저 직접 이미징(LDI)은 HDI PCB 생산에서 가능한 것을 재정의했습니다. 정밀도는 기존 포토마스크 이미징이 따라올 수 없는 기능(25μm 트레이스, 45μm 마이크로비아 및 0.4mm 피치 BGA)을 가능하게 하는 동시에 불량을 줄이고, 반복 속도를 높이며, 장기적인 비용을 절감합니다. 소비 전자 제품, 5G, 의료 기기 및 자동차와 같은 산업에서 LDI는 단순한 기술 업그레이드가 아니라 현대 혁신을 주도하는 컴팩트하고 고성능 HDI PCB를 구축하기 위한 필수 요소입니다.HDI PCB가 더욱 복잡해짐에 따라(예: 3D 적층 HDI, 60GHz mmWave 설계), LDI도 더욱 발전할 것입니다. 더 높은 출력 레이저, AI 기반 정렬 및 기타 HDI 공정(레이저 드릴링 등)과의 통합을 통해 말입니다. 엔지니어와 제조업체에게 LDI를 수용하는 것은 경쟁력을 유지하는 것뿐만 아니라 차세대 전자 제품을 여는 것입니다.
웨어러블 센서를 프로토타입 제작하든 5G 모듈 생산을 확장하든, LDI의 이점(정밀도, 효율성 및 유연성)은 HDI PCB 성공을 위한 명확한 선택으로 만듭니다. LT CIRCUIT과 같은 파트너와 함께 LDI의 힘을 활용하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다. HDI PCB가 가장 엄격한 성능 및 품질 표준을 충족하도록 보장합니다.