인쇄 회로 보드 (PCB) 의 부품 2

인쇄 회로 기판은 무엇으로 만들어지나요?

PCB는 부품 및 기판에 다양한 재료를 사용할 수 있습니다. 특정 재료가 회로에 특정 특성을 부여하여 특정 조건에서 더 나은 성능을 제공할 수 있으므로 재료 선택은 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다.

설계자는 고속 응용 분야의 전기적 성능 또는 자동차 후드 아래 응용 분야와 같은 열적 또는 기계적 내구성을 기반으로 재료를 선택할 수 있습니다. 설계자는 규제 기관의 요구 사항을 준수하도록 선택할 수 있습니다. 예를 들어, EU의 유해 물질 제한(RoHS) 지침은 제한된 모든 화학 물질과 금속을 포함하는 물질의 사용을 금지합니다.

가장 일반적인 고려 사항은 제품이 UL 인증을 받았는지 여부입니다. 즉, Underwriters Laboratories의 화염 억제 특성을 의미합니다. UL 점수는 화재 발생 시 회로 기판이 자체적으로 소화되지 않도록 하기 위해 많은 전자 장치에 매우 중요하며, 일반적으로 소비자 전자 제품 등에 필수적인 것으로 간주됩니다.

라미네이트는 일반적으로 독특한 절연 특성을 가진 천과 수지로 만들어집니다. 여기에는 FR4 에폭시 테플론 폴리이미드 및 유리 및 수지 코팅을 사용하는 기타 유전체가 포함됩니다. 다양한 전기적 및 열적 측면이 특정 PCB에 가장 적합한 것을 결정합니다.

PCB 설계자는 PCB를 설계하기 위해 선택한 재료를 살펴볼 때 다양한 성능 문제를 고려해야 합니다. 고려해야 할 가장 일반적인 측면 중 일부는 다음과 같습니다.

• 유전율은 전기적 성능의 중요한 지표입니다.
• 난연성은 UL 인증에 중요한 측면입니다(위 참조).
• 더 높은 유리 전이 온도(Tg)는 조립 공정에서 더 높은 온도를 견딜 수 있는 더 나은 능력을 제공합니다.
• 완화된 손실 계수는 신호 속도가 중요한 고속 응용 분야에 필수적입니다.
• 전단, 인장 및 PCB가 사용될 때 필요할 수 있는 다양한 기계적 특성을 포함하는 기계적 강도
• 열 시스템의 성능은 고온 서비스 환경에서 작동할 때 중요한 요소입니다.
• 치수 안정성, 즉 재료가 얼마나 이동하고 제조 열 사이클 및 습도 노출 과정에서 얼마나 자주 움직이는가

다음은 전자 부품으로 인쇄된 회로 기판 생산에 사용되는 가장 잘 알려진 재료 중 일부입니다.

1. 프리레그 및 에폭시 라미네이트 FR4FR4 라미네이트는 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 PCB 기판 재료입니다. 'FR4'라는 용어는 NEMA LI 1-1998 사양을 충족하는 재료 그룹을 나타냅니다. FR4의 재료는 우수한 전기적, 열적 및 기계적 특성을 나타낼 뿐만 아니라 유리한 강도 대 중량 비율을 나타내어 광범위한 전자 응용 분야에 사용할 수 있습니다. FR4의 라미네이트 및 프리프레그는 유리 천과 에폭시 수지로 만들어지며 일반적으로 가장 저렴한 PCB 재료입니다. 일반적으로 14개 미만의 레이어로 된 이중 또는 단면에서 다층 구조로 된 PCB에 특히 선호됩니다. 또한 이 기본 수지는 전기적, 열적 성능 및 UL 화염 안전/등급을 크게 향상시키는 첨가제와 혼합될 수 있으며, 이는 더 높은 레이어 수의 설계뿐만 아니라 더 높은 온도 응력 응용 분야 및 고속 회로 설계를 위한 저렴한 비용으로 더 높은 전기적 성능을 활용할 수 있는 기능을 크게 향상시킵니다. 프리프레그 및 라미네이트 FR4는 다양한 방식으로 사용할 수 있으며 널리 사용되는 제조 방법으로 적응할 수 있으며 안정적인 수율을 제공합니다.
2. 폴리이미드 라미네이트 및 프리프레그:폴리이미드 라미네이트는 FR4 재료보다 더 나은 온도와 전기적 특성을 향상시킵니다. 폴리이미드는 FR4보다 비싸지만 극한 및 고온에서 더 나은 내구성을 제공합니다. 또한 열 사이클링에 대한 안정성이 더 높고 팽창 능력이 낮아 더 많은 레이어로 구성된 구조에 이상적입니다.
3. 본딩 및 테플론 플라이:테플론 재료로 만들어진 본딩 및 라미네이트는 뛰어난 전기적 특성을 가지고 있어 고속 회로 응용 분야에 이상적입니다. 테플론 재료는 폴리이미드보다 비싸지만 설계자에게 필요한 속도와 성능을 제공합니다. 테플론 재료는 유리 섬유에 코팅할 수 있지만, 지지되지 않는 필름을 만들거나 기계적 특성을 향상시키기 위해 특정 첨가제 및 충전제를 사용할 수도 있습니다. 테플론 PCB 생산에는 일반적으로 숙련된 인력, 특수 장비 및 공정, 낮은 생산 수율 예측이 필요합니다.
4. 플렉시블 라미네이트두께가 얇고 유연한 이 라미네이트는 전기적 연속성에 영향을 주지 않고 전자 설계를 접을 수 있습니다. 유리 섬유를 사용하여 지지하지 않고 대신 플라스틱 시트로 제작됩니다. 제품 수명 동안 회로가 지속적으로 접히는 동적 플렉스에 있기 때문에 일회성 플렉스 투 인스톨 응용 프로그램에서 접힌 장치로 사용할 수 있습니다. 플렉시블 라미네이트는 폴리이미드 또는 LCP(액정 폴리머)와 같은 더 높은 온도 재료 또는 폴리에틸렌 및 펜과 같은 매우 저렴한 재료를 사용하여 구성할 수 있습니다. 플렉시블 라미네이트는 매우 얇기 때문에 플렉시블 회로를 만들려면 고도로 훈련된 인력, 특수 장비 및 공정, 낮은 제조 수율 예측이 필요할 수 있습니다.
5. 기타:BT 및 시아네이트 에스테르 세라믹 또는 수지를 혼합하여 독특한 기계적 또는 전기적 기능을 달성하는 혼합 재료를 포함하여 시장에서 사용할 수 있는 다양한 본딩 및 라미네이트 재료가 있습니다. FR4보다 수량이 훨씬 적고 제조가 훨씬 더 복잡하기 때문에 PCB 설계에 더 비싼 대안으로 간주되는 경우가 많습니다.

올바른 라미네이트를 선택하는 것은 최종 응용 분야에 적합한 기계적, 유전체, 전기적 및 열적 특성을 PCB가 갖도록 하는 데 매우 중요합니다.