PCB의 TG 선택 방법
1 분
- PCB의 Tg란?
- PCB Tg 등급
- PCB의 TG를 선택하는 방법
PCB의 Tg란?
PCB 제조에서 "Tg"라는 약어는 "유리 전이 온도(Glass transition temperature)"를 의미하며, 가열 중 소재가 고체 상태에서 고무처럼 탄성이 있는 상태로 전이되는 온도를 말합니다. 잘 알려진 바와 같이 PCB는 난연성을 갖추어야 하는데, 특정 온도에서 연소되지 않고 부드러워지기만 해야 합니다.
온도가 Tg를 초과하면 PCB 기판 소재인 FR-4는 단단하고 부서지기 쉬운 상태에서 부드러운 상태로 전이됩니다. 이러한 전이는 PCB의 치수 변화와 뒤틀림을 유발하여 결국 기계적·전기적 특성에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 PCB 소재를 선택할 때 필요한 작동 온도 범위를 고려하여 선택한 소재의 Tg 값이 설계 요구 사항을 충족할 수 있는지 확인해야 합니다.
높은 Tg 값을 가진 PCB 기판은 무더운 여름이든 추운 겨울이든 다양한 환경 조건에서 전자 기기가 정상적으로 작동할 수 있도록 보장합니다. PCB 설계 및 제조에서 적절한 유리 전이(Tg) 값을 가진 기판을 선택하는 것은 제품의 품질과 성능을 보장하는 중요한 요소입니다.
PCB Tg 등급
PCB 제조에서 엔지니어들은 애플리케이션의 요구 사항에 따라 적절한 FR-4 기판을 선택합니다. 표준 기판 소재는 에폭시 수지 시스템이며, Tg 값은 FR-4 기판 등급을 분류하는 데 가장 일반적으로 사용되는 지표입니다.
온도에 따라 일반적으로 세 가지 등급으로 구분되는데, 일반 Tg, 중간 Tg, 고 Tg가 있습니다.
일반 Tg:
일반 FR4 시트의 유리 전이 온도(Tg)는 일반적으로 약 130-140℃입니다. 그러나 우수한 물리적 특성, 확립된 생산 기술, 경제성 덕분에 대다수 회로 기판 제조업체에서 선호하는 소재로 남아 있습니다. 예를 들어 일반적인 3C 디지털 소비자 가전 제품의 경우 온도 요구 사항이 높지 않아 표준 Tg 값을 선택하면 충분합니다.
일반적으로 Tg 기판의 가공 기술은 성숙하고 단순하며, 생산 비용이 낮고 경제성이 좋습니다.
중간 Tg
중간 Tg 값은 약 150°C입니다. 일반 FR4 시트에 비해 Tg150 시트는 향상된 내열성, 내습성, 내화학성을 제공하며, 고온·고습·부식성 환경에서 장기간 안정적으로 작동할 수 있습니다. 따라서 Tg150 기판은 고속 디지털 회로, 마이크로파 주파수 회로, 고주파 회로 등 더 높은 요구 사항이 있는 분야에 적합합니다. 그러나 Tg150 기판의 가공은 일반 Tg 기판보다 더 까다롭고 비용이 높습니다.
고 Tg
기판의 유리 전이(Tg) 값이 170°C 이상이면 PCB가 높은 내열성, 내습성, 내화학성, 안정 저항 및 기타 중요한 특성을 갖게 됨을 의미합니다. 이는 높은 Tg 값이 필수적인 무연 솔더 분사 공정에서 매우 중요합니다.
PCB 가공 시 시간 제약이 있거나, PCB 레이어가 많거나, 용접 온도가 높거나(≥230℃), 작동 온도가 높거나(100℃ 이상), 용접 열 응력이 큰 경우(웨이브 솔더링 등) 고 Tg 기판을 선택하는 것이 좋습니다.
고 Tg 시트는 주로 고다층 인쇄 회로 기판(10층), 자동차 산업, 패키징 소재, 임베디드 기판, 산업 제어용 정밀 기기, 라우터 등의 산업 분야에서 사용됩니다. 그러나 Tg 값이 높을수록 PCB 회로 기판의 비용도 높아진다는 점에 유의해야 합니다. 일반적으로 Tg 값이 높을수록 기판의 내열성이 우수하여 기판 변형이 적고 휨 저항성이 향상됩니다.
그러나 높은 유리 전이(Tg) 점으로 인해 가공 및 프레싱 중 기판의 온도 요구 사항도 높아집니다. 그 결과 기판이 상대적으로 단단하고 부서지기 쉬워져 후속 기계적 드릴링 품질과 사용 시 전기적 특성에 어느 정도 영향을 미칠 수 있습니다. 비용은 동시에 요구 사항을 고려하여 결정해야 합니다.
적절한 적층판을 선택할 때는 전기적, 기계적, 화학적, 열적 특성을 고려해야 합니다. 일반적인 시나리오에서는 중·저 Tg FR-4로 완전히 충족할 수 있습니다.
다층 PCB의 경우 JLCPCB는 현재 고 TG FR-4 옵션을 제공합니다. 예를 들어 "고정밀 PCB" 서비스는 최대 20층까지 PCB를 제조할 수 있어, 복잡한 레이아웃과 대규모 집적이 필요한 프로젝트에 매우 유용합니다. 이 고 TG FR-4 소재는 고온 환경에서 안정성을 유지하고 우수한 성능을 제공합니다.
PCB의 TG를 선택하는 방법
PCB의 최대 작동 온도(Tg)를 선택하는 것은 고온 환경에서 PCB의 신뢰성과 성능을 결정하는 중요한 결정입니다. 다음은 PCB Tg를 선택하기 위한 몇 가지 제안입니다:
1. 적용 환경 파악: 먼저 적용 환경에서 발생할 수 있는 최대 온도를 결정하세요. 주변 온도, 예상 발열량 및 방열 등 PCB가 작동할 온도 조건을 고려하세요. 이를 통해 원하는 PCB Tg(유리 전이) 범위를 결정하는 데 도움이 됩니다.
2. 부품의 최대 작동 온도 고려: PCB에 사용할 계획인 부품의 최대 작동 온도를 확인하세요. 선택한 PCB의 Tg가 최소한 모든 부품의 최대 작동 온도 요구 사항을 충족할 수 있는지 확인하세요. 일반적으로 부품의 정상 작동과 수명을 보장하기 위해 PCB의 Tg는 부품의 최대 작동 온도보다 높아야 합니다.
3. 적절한 PCB 소재 선택: 높은 Tg를 가진 PCB 소재를 선택하세요. Tg는 PCB 기판이 지속적인 고온 조건에서 구조적 강도와 전기적 특성을 유지하는 능력을 나타냅니다.
4. PCB 제조 공정 고려: 서로 다른 PCB 제조 공정은 PCB의 유리 전이 온도(Tg)에 영향을 미칠 수 있습니다. 특정 제조 공정은 PCB의 Tg를 낮출 수 있습니다. PCB 제조업체를 선택할 때 Tg 요구 사항을 충족할 수 있도록 제조업체의 제조 공정과 유리 전이 온도(Tg) 제어 능력을 명확히 이해하는 것이 중요합니다.
요약하자면, PCB의 최대 작동 온도(Tg)를 선택할 때는 적용 환경, 부품의 최대 작동 온도, PCB 소재, 제조 공정 등의 요소를 고려해야 합니다. 고온 환경에서 PCB의 신뢰성과 성능을 보장하기 위해 선택한 PCB가 충분히 높은 Tg를 갖추고 있는지 확인하세요.
지속적인 성장
PCB에서 반환 경로 최적화: 고속 설계에서 최소 소음과 최대 무결성을 위한 전략
모든 PCB 설계자가 팔뚝에 문신으로 새겨야 할(물론 비유적으로) 근본적인 진실이 있습니다: 모든 신호 전류에는 리턴 전류가 필요합니다. 저임피던스 경로를 제공하지 않으면 전류는 단순히 찾을 수 있는 경로를 따라 흐를 것이고, 매우 바람직하지 않은 핫스팟이 생기게 됩니다. 전류 루프의 개념 전체가 리턴이 어려운 이유입니다. 본질적으로 신호가 A 지점과 B 지점 사이를 통과할 때 루프가 형성됩니다. 신호는 한 방향으로 이동하고, 리턴은 B 지점과 A 지점 사이에서 반대 방향으로 이동합니다. 보통 그라운드 플레인이나 작업 중인 기준 플레인을 통해서요. 루프 면적은 인덕턴스, 신호가 영향받는 정도, 그리고 방출되는 EM 방사량을 결정합니다. 손상되지 않은 그라운드 바로 위의 신호 트레이스처럼 촘촘하고 작은 루프에서는 낮은 인덕턴스, 사실상 제로에 가까운 방사, 높은 노이즈 내성을 얻습니다. 리턴 경로가 끊기거나 분리되었을 때의 크고 복잡한 루프는 높은 인덕턴스, 더 많은 방사, 더 노이즈가 많은 신......
할로겐 프리 PCB: 안전하고 RoHS를 준수하며 고성능 보드를 위한 스마트한 선택
오늘날 전자제품을 설계하는 엔지니어들은 명확한 선택에 직면합니다: 할로겐 난연제를 포함한 기존 FR-4를 계속 사용하거나, 엄격한 환경 및 안전 기준을 충족하면서 동등하거나 더 나은 성능을 제공하는 할로겐 프리 PCB 소재로 전환하는 것입니다. 할로겐 프리 PCB는 브롬과 염소를 인 또는 질소 기반의 난연제로 대체하여, 연소 시 독성 연기와 부식성 가스를 대폭 줄입니다. 이로 인해 신뢰성과 규제 준수가 필수적인 소비 가전, 자동차, 의료, 산업 응용 분야에서 선호되는 선택지가 되었습니다. 서론: 할로겐 프리 PCB가 이제 필수가 된 이유 기존 소재에서 할로겐 프리 소재로의 전환 기존 FR-4는 UL94 V-0 난연성을 달성하기 위해 브롬화 에폭시 수지를 사용합니다. 효과적이지만 이 할로겐은 연소 시 브롬화수소와 염화수소를 방출하여 매우 독성이 강하고 부식성 있는 연기를 만들어냅니다. 할로겐 프리 PCB는 대체 난연제를 사용하여 이 위험을 제거합니다. JLCPCB를 포함한 전문 제조업체들은 이제......
후동 PCB: 이점과 응용에 대한 개요
인쇄 회로 기판(PCB)은 현대 전자 제품의 근간으로, 전자 부품의 연결과 전기 신호 전송을 위한 플랫폼을 제공합니다. 고성능 및 신뢰성 있는 전자 기기에 대한 수요가 증가함에 따라 제조업체들은 PCB의 전반적인 성능과 내구성을 향상시킬 방법을 끊임없이 모색하고 있습니다. 후동 PCB는 표준 PCB에 비해 여러 가지 장점을 제공하는 특수한 유형의 PCB입니다. 표준 PCB에 비해 더 두꺼운 동박 레이어를 갖도록 설계되어 더 높은 전류 운반 용량, 향상된 열 관리, 강화된 내구성을 제공합니다. 이 글에서는 현대 전자 제품에서 후동 PCB의 장점과 적용 분야에 대해 알아보겠습니다. 후동 PCB란? 후동 PCB는 표준 PCB보다 더 두꺼운 동박 레이어를 갖도록 설계된 기판입니다. 후동 PCB의 동박 레이어 두께는 3oz에서 20oz 이상까지 다양하며, 표준 PCB는 일반적으로 1oz입니다. 더 두꺼운 동박 레이어는 더 높은 전류 운반 용량, 향상된 열 관리, 강화된 내구성을 제공하여 고전력 애플리케......
FR4는 당신의 디자인에 가장 적합한 보드 재료인가요?
전자 제품 및 인쇄 회로 기판 제조 분야에서 설계에 적합한 기판 소재를 선택하는 것은 성공과 실패의 차이를 만들 수 있습니다. FR4 기판은 뛰어난 기계적 강도, 전기 절연성, 열 및 화학 물질에 대한 저항성으로 업계에서 널리 사용됩니다. 이 글에서는 FR4 기판의 특성과 장점, 인쇄 회로 기판에서의 사용, 그리고 일부 한계와 올바른 FR4 소재 선택을 위한 팁을 살펴보겠습니다. FR4 기판 소재란? FR4 기판은 "Flame Retardant 4(난연성 4등급)"의 약자로, FR4 기판이 화염 전파에 저항하고 특정 화재 안전 기준을 충족하도록 제작되었음을 나타냅니다. FR4 난연 장치는 전자 제품이나 전기 시스템과 같이 화재 안전이 우려되는 곳에서 사용되며, 난연성은 화재 사고 위험이 있는 곳에서 추가적인 안전 장치 역할을 합니다. 이 유형의 기판은 전기 부품 제조에 사용되며 인쇄 회로 기판 제조에 널리 사용됩니다. 이 기판은 에폭시 수지와 함께 기계적 강도를 제공하는 유리 섬유를 주요 구성......
PCB 열전도율에 대한 이해: 재료 선택, 계산 방법 및 고성능 솔루션
소형 전자기기에서는 전력 소비가 문제가 되며, 이로 인해 열 문제가 발생합니다. PCB는 DRC 검사, SI 시뮬레이션, 심지어 기능 테스트도 통과할 수 있지만, 열 관리가 부족하면 현장에서 끔찍하게 실패할 수 있습니다. PCB 열전도율은 더 이상 전자 설계자에게 선택 사항이 아니라 현대 설계의 핵심 고려 사항이 되었습니다. 부품 크기가 작아질수록 열 여유는 사라집니다. 복잡하고 소형 조립의 PCB를 설계할 때는 PCB 재료의 적절한 열전도율을 알아야 합니다. 이 글에서는 견고한 제품과 비용이 많이 드는 재설계의 차이를 만들 수 있는 PCB 유효 열전도율을 계산하는 방법을 알아보겠습니다. 이 글은 실무적이고 엔지니어 친화적인 PCB 열전도율의 심층 분석을 제공합니다. 제안된 재료, 계산 방법, 고열전도율 PCB를 설계하기 위한 입증된 전략을 다룹니다. PCB 재료의 열전도율 기초 열전도율 정의 및 열 전달에서의 역할 열전도율 k는 W/mK 단위로 측정되며, 재료가 주변으로 열을 얼마나 효율적으......
후동 PCB: 뛰어난 전력 처리 및 열 성능 활용
PCB 시장에서 외층 회로 기판은 1 oz/ft²(약 35µm), 내층 회로 기판은 0.5 oz/ft²이 일반적인 구리 두께로 간주됩니다. 기존 방식을 뒤집는 또 다른 설계는 3 oz/ft²(105µm) 이상의 구리 두께를 사용하는 것이며, 일부 급진적인 설계에서는 20 oz/ft² 이상까지도 사용합니다. 오타가 아닙니다. 후동 PCB의 한쪽 면에 거의 1mm에 달하는 구리 층을 말하는 것입니다. 어느 정도의 구리가 필요할까요? 물리학이 답입니다. 도체의 단면적은 전류 용량에 비례합니다. 1 oz 구리에서 1A를 안전하게 흘릴 수 있는 트레이스는 동일 폭에서 약 3 oz 구리로 3A를 흘릴 수 있으며, 구리 두께가 증가할수록 그 비율이 유지됩니다. 수십 에서 수백 암페어가 흐르는 전력 전자 응용 분야에서는 두꺼운 구리가 선택이 아니라 필수입니다. 후동 기판은 일반 PCB와 여러 면에서 크게 다릅니다. 설계 가이드라인(트레이스 간격 및 애뉼러 링 증가 등)과 제조 공정(특수 식각 및 도금), 두......