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특수 PCB: 종합 가이드

개요

안건 유연한 PCB 강성-유연성 PCB 견고한 PCB
최대 레이어 8L 36L 60L
내부 레이어 최소 추적/공간 3/3백만 3/3백만 3/3백만
외부 레이어 최소 추적/공간 3.5/4mil 3.5/4mil 3/3백만
내부 레이어 최대 구리 2온스 6온스 6온스
아웃 레이어 최대 구리 2온스 3온스 6온스
최소 기계 드릴링 0.1mm 0.15mm 0.15mm
최소 레이저 드릴링 0.1mm 0.1mm 0.1mm
종횡비(기계 드릴링) 10:1 12:1 20:1
종횡비(레이저 드릴링) / 1:1 1:1
프레스핏 홀 공차 ±0.05mm ±0.05mm ±0.05mm
PTH 공차 ±0.075mm ±0.075mm ±0.075mm
NPTH 공차 ±0.05mm ±0.05mm ±0.05mm
카운터싱크 공차 ±0.15mm ±0.15mm ±0.15mm
보드 두께 0.1-0.5mm ±0.1mm 0.4-8mm
보드 두께 공차(<1.0mm) ±0.05mm ±0.1mm ±0.1mm
보드 두께 공차(≥1.0mm) / ±10% ±10%
임피던스 공차 단일 종단: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω) 단일 종단: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω) 단일 종단: ±5Ω(≤50Ω), ±7%(>50Ω)
차동: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω) 차동: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω) 차동: ±5Ω(≤50Ω), ±7%(>50Ω)
최소 보드 크기 5*10mm 10*10mm 10*10mm
최대 보드 크기 9*14인치 22.5*30인치 22.5*30인치
윤곽 공차 ±0.05mm ±0.1mm ±0.1mm
최소 BGA 700만 700만 700만
최소 SMT 7*10mil 7*10mil 7*10mil
표면 처리 ENIG, 골드 핑거, 침수 은, 침수 주석, HASL(LF), OSP, ENEPIG, 플래시 금, 경질 금 도금 ENIG, 골드 핑거, 침수 은, 침수 주석, HASL(LF), OSP, ENEPIG, 플래시 금, 경질 금 도금 ENIG, 골드 핑거, 침수 은, 침수 주석, HASL(LF), OSP, ENEPIG, 플래시 금, 경질 금 도금
솔더 마스크 녹색 솔더 마스크/검정색 PI/노란색 PI 녹색 솔더 마스크/검정색 PI/노란색 PI 그린, 블랙, 블루, 레드, 매트 그린
최소 솔더 마스크 클리어런스 300만 150만 150만
민 솔더 마스크 댐 800만 300만 300만
전설 흰색, 검정색, 빨간색, 노란색 흰색, 검정색, 빨간색, 노란색 흰색, 검정색, 빨간색, 노란색
최소 범례 너비/높이 4/23밀 4/23밀 4/23밀
변형 필렛 폭 1.5±0.5mm 1.5±0.5mm /
보우 앤 트위스트 / 0.05% 0.3%

GlobalWellPCBA에서 제공하는 다양한 유형의 특수 PCB

가이드에 액세스하려면 아래에서 특수 PCB를 선택하세요.

소개

전자 설계 및 제조의 역동적인 환경에서 인쇄 회로 기판(PCB)의 발전은 혁신과 효율성을 주도하는 데 중추적인 역할을 합니다. 이러한 발전 중에서 특수 PCB는 표준 PCB가 제공하는 것 이상의 향상된 성능, 내구성 및 기능을 요구하는 애플리케이션의 초석으로 돋보입니다.

특수 PCB 란 무엇입니까?

특수 PCB는 전자 장치의 독특하고 까다로운 요구 사항을 충족하도록 설계되었으며 맞춤형 재료, 구성 및 제조 공정을 통해 표준 PCB와 차별화됩니다.

이 보드는 극한의 환경 조건에서 작동하고, 더 높은 전력 수준을 관리하거나, 뛰어난 정밀도와 신뢰성을 달성하도록 맞춤 제작되어 고급 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족합니다.

특수 PCB의 유형 및 응용 분야

특수 PCB는 각각 특정 애플리케이션에 적합한 다양한 유형을 포함합니다.

  • 고주파 RF 보드: 통신 및 레이더 시스템에 사용되는 이 보드는 일반적으로 Rogers 및 Taconic과 같은 재료를 사용하여 고주파수에서 최적의 성능을 발휘하도록 설계되었습니다.
  • 무거운 구리 PCB: 자동차 시스템 및 산업 제어와 같은 고전력 애플리케이션에 이상적인 이 PCB는 향상된 전류 전달 용량을 위해 더 두꺼운 구리 층을 갖추고 있습니다.
  • HDI(고밀도 상호 연결) PCB: 스마트폰 및 태블릿과 같은 소형 전자 장치에 사용되는 HDI PCB는 매립 및 블라인드 비아를 사용하여 더 높은 밀도의 부품을 허용합니다.
  • 유연한 및 Rigid-Flex PCB: 다양한 디자인을 제공하는 이 PCB는 현대 웨어러블 기술, 의료 기기 및 항공우주 애플리케이션에 매우 중요합니다.
  • 세라믹 PCB: 탁월한 열전도율로 잘 알려진 이 제품은 LED 조명 및 고온 환경에 사용됩니다.

특수 PCB의 장점

특수 인쇄 회로 기판(PCB)은 표준 PCB에 비해 많은 장점을 제공하여 현대 전자 장치의 점점 복잡해지고 구체적인 요구 사항을 충족합니다. 

  1. 열악한 환경에서 향상된 성능: 특수 PCB는 고온, 압력, 부식성 환경과 같은 극한 조건을 견딜 수 있도록 설계되어 항공우주, 자동차 및 산업 응용 분야에 적합합니다.
  2. 향상된 전기적 성능: 이 PCB는 유전 손실이 낮은 재료를 활용하여 통신, 레이더 및 RF 시스템의 고주파 애플리케이션에 대한 우수한 신호 무결성을 보장합니다.
  3. 내구성 및 신뢰성 향상: 견고한 재료와 프로세스로 제작된 특수 PCB는 특히 전력 전자 장치 및 자동차 애플리케이션에서 뛰어난 내구성과 신뢰성을 제공합니다. 이는 유지보수 비용을 낮추고 서비스 수명을 연장시킵니다.
  4. 향상된 설계 유연성: 유연하고 견고한 플렉스 PCB는 좁은 공간에 적합하여 혁신적인 제품 설계를 가능하게 하며, 이는 소형화가 중요한 웨어러블 기술 및 의료 기기에 이상적입니다.
  5. 향상된 열 관리: 금속 코어 또는 세라믹 기판이 있는 특수 PCB는 열을 효율적으로 방출하여 고전력 전자 장치 및 LED 조명 응용 분야의 과열을 방지합니다.
  6. 더 높은 구성요소 밀도: HDI(고밀도 상호 연결) PCB는 스마트폰과 같은 가전 제품의 소형화에 필수적인 더 높은 구성 요소 밀도로 보다 컴팩트한 어셈블리를 지원합니다.
  7. 장기적으로 비용 효율성: 특수 PCB는 잠재적으로 초기 비용이 더 높을 수 있지만 향상된 내구성, 신뢰성 및 성능은 시간이 지남에 따라 비용 절감으로 이어질 수 있으므로 많은 응용 분야에서 비용 효율적인 선택이 됩니다.

특수 PCB 재료 이해

재료 선택은 특수 PCB의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 옵션은 다음과 같습니다:

  • 고주파 라미네이트: 이러한 재료는 낮은 유전 손실을 위해 선택되어 RF 및 마이크로파 애플리케이션에 적합합니다.
  • 금속 코어 및 방열판: LED 조명기판 등 효율적인 방열이 필요한 PCB에 사용됩니다.
  • 세라믹: 고온 응용 분야에 탁월한 열 전도성과 전기 절연성을 제공합니다.
  • 고Tg 기질: 이러한 소재는 더 높은 온도에서도 안정적으로 유지되므로 강렬한 열에 노출되는 장치에 이상적입니다.

특수 PCB에 대한 설계 고려 사항

특수 PCB를 설계하려면 고급 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 일련의 중요한 고려 사항이 필요합니다.

  • 재료 선택: 열 관리를 위한 열 전도성이나 웨어러블 장치를 위한 유연성 등 응용 분야의 요구 사항에 따라 재료를 선택하세요.
  • 열 관리: 열을 효과적으로 발산하고 과열을 방지하려면 방열판, 열 비아를 구현하고 신중한 구성 요소 배치를 구현하십시오.
  • 신호 무결성: 고주파 애플리케이션에서 간섭을 최소화하기 위해 세심한 트레이스 레이아웃, 제어된 임피던스 라인 및 차폐를 통해 신호 무결성이 유지됩니다.
  • 전력 무결성: 모든 구성요소에 안정적이고 깨끗한 전력을 제공하는 전력 분배 네트워크를 설계하십시오. 이는 고전력 및 민감한 아날로그 애플리케이션에 매우 중요합니다.
  • 부품 배치 및 라우팅: 부품 배치 및 라우팅을 최적화하여 성능을 향상하고 조립을 촉진하며 제조 가능성을 보장합니다.
  • 기계적 강도: 적절한 재료와 보드 두께를 선택하여 특히 물리적 응력을 받는 애플리케이션의 경우 PCB의 기계적 강도를 고려하십시오.
  • 제조 호환성: 생산 문제를 방지하기 위해 드릴 크기 및 트레이스 폭과 같은 측면을 고려하여 설계가 제조 프로세스와 호환되는지 확인하십시오.
  • 규정 준수 및 표준: 규정 준수를 보장하고 재설계를 방지하려면 PCB 응용 분야와 관련된 산업별 표준 및 규정을 준수하십시오.
  • 테스트 및 프로토타이핑: 철저한 테스트와 프로토타입 제작은 설계 가정과 재료 선택을 검증하고 대량 생산 전에 잠재적인 문제를 식별하고 해결하는 데 중요합니다.

특수 PCB 제조 기술

특수 인쇄 회로 기판(PCB)은 고유한 기능과 요구 사항을 수용하기 위해 정교한 제조 기술이 필요합니다.

  • 레이저 드릴링

레이저 드릴링은 마이크로비아가 필수적인 HDI(고밀도 상호 연결) PCB 제조에 있어 중추적인 기술입니다. 마이크로비아는 보드의 여러 레이어 사이에 전기적 연결을 생성하기 위해 PCB에 뚫은 작은 구멍입니다.

기존의 기계적 드릴링 방법에는 이러한 비아에 필요한 작은 직경을 생산할 수 있는 능력과 더 높은 정밀도가 필요합니다. 

그러나 레이저 드릴링은 집중된 광선을 사용하여 재료를 기화시켜 매우 작고 정확하게 배치된 구멍을 만듭니다. 이 방법은 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.

  • 정도: 레이저 드릴링은 직경이 50마이크로미터만큼 작은 구멍을 생성할 수 있어 보다 컴팩트한 설계와 더 높은 연결 밀도를 가능하게 합니다.
  • 유연성: 이를 통해 PCB 양쪽에서 접근할 수 없는 블라인드 및 매설 비아를 드릴링할 수 있어 보다 복잡한 다층 구조가 용이해집니다.
  • 속도: 레이저 드릴링은 마이크로비아 생성을 위한 기계적 드릴링보다 빠르며 생산 시간을 크게 단축합니다.
  • 직접 도금

무전해 구리 증착이라고도 알려진 직접 도금은 PCB 내, 특히 레이저 드릴링으로 생성된 마이크로비아에서 전기적 견고한 연결을 설정하는 데 중요합니다. 이 프로세스에는 비아 벽과 보드 표면에 얇은 구리 층을 화학적으로 증착하는 작업이 포함됩니다. 

전통적인 전기 도금과 달리 직접 도금은 기판에 전기 전도성이 필요하지 않으므로 절연 재료 도금에 이상적입니다. 이 기술은 다음을 보장합니다.

  • 균일한 적용 범위: 직접 도금은 비아 내부와 보드 표면에 균일한 구리 층을 달성하는데, 이는 안정적인 전기 연결에 필수적입니다.
  • 부착: 이 프로세스는 후속 구리 레이어의 접착력을 향상시켜 PCB의 전반적인 무결성과 내구성을 향상시킵니다.
  • 복잡한 구조: 첨단 전자 장치에 필수적인 구조를 통해 여러 층과 밀도를 갖춘 복잡한 PCB 제조를 지원합니다.
  • 전문 에칭

특수 에칭 공정은 PCB의 구리 두께와 트레이스 폭을 정밀하게 제어하는데, 이는 보드가 설계 사양을 충족하는지 확인하는 데 중요합니다. 

에칭에는 회로 패턴을 정의하기 위해 보드에서 원하지 않는 구리를 제거하는 작업이 포함됩니다. 광화학 에칭 및 플라즈마 에칭과 같은 고급 에칭 기술은 다음과 같은 몇 가지 이점을 제공합니다.

  • 정확성: 이러한 방법을 사용하면 구리를 정확하게 제거하여 설계 요구 사항에 맞는 깨끗하고 정밀한 트레이스를 생성할 수 있습니다.
  • 잔주름: 특수 에칭은 공간이 중요한 고밀도 디자인에 필수적인 우수한 라인과 공간을 생성할 수 있습니다.
  • 재료 무결성: 고급 에칭 기술은 기본 재료에 대한 영향을 최소화하여 최종 PCB의 무결성과 성능을 보존합니다.

제조 공정

특수 PCB의 제조 공정에는 여러 세부 단계가 포함되며 각 단계는 보드의 최종 성능과 신뢰성에 중요합니다.

  1. 재료 선택: 여기에는 전기적, 열적, 기계적 특성에 영향을 미치는 PCB의 의도된 애플리케이션을 기반으로 적절한 기판과 구리 두께를 선택하는 것이 포함됩니다.
  2. 패턴 전송: 회로 설계는 포토리소그래피를 사용하여 기판에 전사되어 에칭 공정을 위한 청사진이 생성됩니다.
  3. 에칭: 과도한 구리는 보드에서 화학적으로 제거되어 원하는 회로 패턴이 남게 되는데, 이는 PCB 기능에 매우 중요합니다.
  4. 교련: 정밀한 드릴링은 보드의 전기적 무결성에 필수적인 부품 배치 및 층간 연결을 위한 비아와 구멍을 만듭니다.
  5. 도금: 구리는 드릴링된 구멍에 추가되어 PCB 레이어 사이에 전도성 경로를 설정하고 보드의 구조적, 전기적 연결성을 강화합니다.
  6. 솔더 마스크: 구리 트레이스를 절연하고 전기 단락을 방지하기 위해 보호 층이 적용되며 납땜 구성 요소를 위한 개구부가 남아 있습니다.
  7. 표면 마감: 노출된 구리 부분은 표면 마감 처리되어 납땜성을 향상하고 내식성을 제공하여 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

응용 분야

  • 항공우주 및 방위: 항공 전자 공학, 위성 통신 및 군용 하드웨어에 필수적인 극한 조건에서의 신뢰성을 위해 활용됩니다.
  • 자동차: 내구성과 고출력 핸들링이 요구되는 엔진 제어, 안전 시스템, 인포테인먼트에 사용됩니다.
  • 의료 기기: 웨어러블 건강 모니터 및 진단 영상에 매우 중요하며 정밀도, 신뢰성 및 생체 적합성이 요구되는 경우가 많습니다.
  • 통신: 이는 현대 통신 네트워크의 인프라를 지원하는 라우터와 기지국의 고속 데이터 전송에 필요합니다.
  • 가전: 소형, 다기능, 고밀도 디자인이 중요한 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 기기에 사용됩니다.
  • 산업 및 전력 전자: 이는 기계 및 에너지 시스템에 사용되며 고전류, 전압 및 열 부하를 관리할 수 있는 PCB가 필요합니다.
  • LED 조명: 금속 코어 PCB는 효과적인 열 관리를 위해 선택되었으며, 이는 LED 구성 요소의 효율성과 수명에 필수적입니다.
  • 컴퓨팅 및 스토리지: 이 제품은 서버, 데이터센터, 컴퓨팅 시스템에서 고속 데이터 처리와 열 관리를 지원합니다.
  • IoT 장치: 이는 스마트 홈 제품, 센서 및 웨어러블 장치의 연결성, 소형화 및 에너지 효율성에 필수적입니다.

결론

특수 PCB는 전자 설계 및 제조의 최전선에 있으며 기술적으로 가능한 것의 경계를 넓히는 장치를 만들 수 있습니다. 엔지니어와 설계자는 특수 PCB에 대한 깊은 이해를 통해 이러한 고급 구성 요소의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. 

보다 정교한 전자 장치에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 혁신과 효율성을 주도하는 특수 PCB의 역할은 의심할 여지 없이 더욱 중요해질 것입니다.

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