초보자를 위한 기판 종류 해설
1 분
- 기판이란? 초보자가 가장 먼저 알아 두어야 할 기본
- 기판의 종류는 어떻게 분류될까?
- 대표적인 기판 종류 목록
- 층수에 따른 기판의 차이
- 용도별로 보는 기판 선택 방법
- 기판의 종류를 알면 목적에 맞는 선정이 쉬워집니다
전자 공작이나 제품 개발에 사용되는 '기판'에는 몇 가지 종류가 있습니다. 그런데 종류가 많다 보니 오히려 "어떻게 구분해서 써야 할까?"라고 느끼시는 분이 많습니다.
이 글에서는 기판의 종류를 '재료', '구조', '용도'의 관점에서 알기 쉽게 정리합니다.
기판이란? 초보자가 가장 먼저 알아 두어야 할 기본
전자기기에 사용되는 '기판'은 전자 부품을 장착하고 전기적으로 연결하기 위한 토대입니다. 배선을 정리해 주며, 기기를 소형화하고 안정적으로 동작시킬 수 있습니다.
기판은 가전, PC, 스마트폰, LED 기기 등 폭넓게 사용됩니다. '기판의 종류'를 알아 두면 용도에 맞는 선정이 한결 쉬워집니다.
기판의 종류는 어떻게 분류될까?
기판의 분류에는 몇 가지 관점이 있습니다.
대표적인 것은 다음 두 가지입니다.
- 재료에 따른 차이: 기판이 어떤 재료로 만들어졌는가
- 층수에 따른 차이: 기판의 배선이 몇 층으로 나뉘어 있는가
예를 들어 강도와 가격을 중시하는지, 소형화와 휘어지는 성질을 중시하는지에 따라 최적의 기판은 달라집니다.
대표적인 기판 종류 목록
유리에폭시 기판(FR-4)
유리에폭시 기판(FR-4)은 강도와 절연성의 균형이 좋은, 가장 일반적인 기판입니다. 범용성이 뛰어나고 저렴하며, 6층 이상의 다층 기판에도 대응합니다.
플렉시블 기판
플렉시블 기판은 구부릴 수 있다는 점이 특징인 기판입니다. 얇게 구부릴 수 있기 때문에 공간과 무게 절감, 고밀도화에 적절합니다.
알루미늄 기판
알루미늄 기판은 방열성이 우수한 특징을 가진 기판입니다. LED 관련 기기처럼 발열이 쉬운 기기에 사용됩니다.
구리 코어 기판
구리 코어 기판은 열전도성과 방열성이 우수한 기판입니다. 고출력 전원이나 LED 기기처럼 방열이 필요한 프로젝트에 사용됩니다.
로저스(Rogers) 기판
로저스 기판은 낮은 유전정접과 뛰어난 치수 안정성을 가진 기판입니다. 고주파 통신을 다루는 용도에 사용됩니다.
테프론 기판
테프론 기판은 손실 계수가 매우 낮다는 특성을 가진 기판입니다. 고온 및 고주파 신호 용도에 사용됩니다.
이처럼 기판의 종류에 따라 강도와 전기적 특성 등이 달라집니다.
층수에 따른 기판의 차이
기판은 배선 층의 수에 따라서도 종류가 나뉩니다. 대표적인 것이 단면 기판, 양면 기판, 다층 기판입니다. 층수가 늘어날수록 한정된 면적에 더 많은 배선을 할 수 있기 때문에, 복잡한 회로나 소형화가 요구되는 용도에도 대응하기 쉬워집니다.
단면 기판
단면 기판은 기판의 한쪽 면에만 배선하는 기판입니다. 구조가 단순하기 때문에 설계가 쉽고 비용이 낮습니다. 반면 배선할 수 있는 면이 한쪽뿐이므로, 회로가 복잡해지면 설계의 자유도가 떨어집니다.
양면 기판
양면 기판(2층 기판)은 기판의 양쪽 면에 배선할 수 있는 기판입니다. 단면보다 많은 배선을 담을 수 있어 다소 복잡한 회로에도 대응하기 쉽습니다. 비용과 배선성의 균형을 잡기 좋기 때문에 폭넓은 전자기기에 사용됩니다.
다층 기판
다층 기판은 내부에도 배선할 수 있는 층을 가진 기판입니다. 배선 가능한 층이 늘어나므로 고성능 기기처럼 회로가 복잡한 프로젝트나, 기기의 소형화처럼 배선 밀도를 높이고 싶은 용도에 적합합니다. 다만 단면 기판이나 양면 기판에 비해 설계 난이도는 높습니다.
층을 늘릴 때의 주의점
층수가 늘어날수록 고밀도 설계가 가능하지만 제조 비용은 올라가기 쉬우므로, 프로젝트에 맞는 층수를 선택하시기 바랍니다. 또한 기판의 종류에 따라 대응하는 층수가 다르기 때문에, 조합할 경우에는 확인이 필요합니다.
용도별로 보는 기판 선택 방법
지금부터는 기판 선택 방법을 용도별로 살펴보겠습니다. 전자 공작 프로젝트나 양산을 앞두고 최적의 기판을 확인해 보시기 바랍니다.
전자 공작, 학습, 일반 용도
전자 공작·학습 용도나 일반적인 전자기기에는 유리에폭시(FR-4) 기판을 추천합니다. 비교적 다루기 쉽고 비용도 낮게 억제할 수 있습니다.
소형화에 적합한 기판
소형화가 필요한 기기에서는 다층 기판이나 플렉시블 기판이 후보로 꼽힙니다. 특히 플렉시블 기판은 구부러지기 때문에 기기의 틈새로 통과시키는 등 자유도 높은 배선이 가능합니다.
LED 기기나 발열하는 회로
열이 발생하는 기기에서는 알루미늄 기판이나 구리 코어 기판처럼 방열이 잘되는 소재의 기판이 유력합니다.
고주파 신호용
고주파 신호를 다루는 기기에서는 로저스 기판이나 테프론 기판처럼 고주파 특성이 우수한 종류의 기판을 사용하는 것을 검토해 보시기 바랍니다.
초보자라면 우선 가장 흔하고 다루기 쉬운 종류, 즉 FR-4부터 검토하는 것을 권장드립니다.
기판의 종류를 알면 목적에 맞는 선정이 쉬워집니다
기판은 재료, 층수, 경도 등 여러 항목으로 분류할 수 있다는 것을 알아보았습니다. 초보자는 우선 대표적인 종류와 용도의 차이를 파악하는 것이 중요합니다. 용도에 맞는 기판을 선택하면 비용과 성능의 균형을 잡기 쉬워집니다. 시제품 제작이나 양산을 생각하신다면 기판의 특징을 고려하면서 안을 좁혀나가시길 바랍니다.
지속적인 성장
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