빈 회로 기판(베어 PCB)이란 무엇이며 어떻게 사용될까요?

전자 부품이 하나도 없는 인쇄 회로 기판(PCB)을 블랭크 PCB 또는 베어 PCB라고 합니다. 반면 PCBA는 필요한 모든 전자 부품이 장착된 PCB입니다. 블랭크 PCB 보드는 회로 기판 위에 구리 층이 덮여 있어 "구리 클래드" 회로 기판이라고도 불립니다. 블랭크 PCB는 에폭시 유리섬유, 구리 박, PCB 잉크 층으로 구성된 컴퓨터 기판입니다. 블랭크 인쇄 회로 기판에서 구리 시트 앞에는 비전도성 프리프레그 층이 있습니다. 보드에는 베이스 시트도 있습니다. 구리로 채워진 홀이 여러 구리 트레이스 레이어를 연결합니다.

단층, 양면, 다층 베어 PCB 등 다양한 유형이 있습니다. 복잡성과 유용성에 따라 스택업을 선택할 수 있습니다. 제조 시 FR-4(유리섬유 에폭시), 폴리이미드(플렉시블 보드용), 또는 중장비 용도에 맞는 메탈 코어 소재와 같은 기본 소재를 사용합니다. 이 내용들은 이 글의 다음 섹션에서 다루겠습니다. 이 글에서는 블랭크 PCB가 무엇인지, 어디에 사용할 수 있는지, 어떻게 제조되는지 설명합니다. 또한 JLCPCB의 제조 서비스를 사용하여 블랭크 PCB를 만드는 방법도 보여줍니다.

1.    제로 PCB와 블랭크 PCB의 차이점:

제로 PCB(범용 보드 또는 퍼프보드라고도 함)는 홀과 구리 패드가 격자 형태로 미리 만들어진 보드로, 수동 회로 프로토타이핑에 사용됩니다. 부품을 홀에 삽입하고 전선이나 솔더 브릿지로 연결합니다. 제로 PCB는 빠르고 소규모의 실험에 이상적이지만 복잡하거나 고밀도 회로는 지원하지 않습니다.

반면 블랭크 PCB는 맞춤 제조된 보드입니다. 미리 뚫린 홀이나 구리 트레이스가 없습니다. 특정 회로 설계에 따라 어떤 형태, 크기, 레이어 수로도 제조됩니다. 블랭크 PCB는 전문적인 프로토타이핑 및 양산에 사용됩니다.

2.    베어 PCB의 구조

일반적인 블랭크 회로 기판은 다음 레이어로 구성됩니다:

⦁ 기판(기본 소재): 기계적 지지와 절연을 제공합니다.

⦁ 구리 레이어: 전자 부품을 상호 연결하는 전도성 경로입니다.

⦁ 솔더 마스크: 구리 트레이스를 보호하고 부품 배치 시 솔더 브릿지를 방지합니다.

⦁ 실크스크린: 부품 배치와 기준 지시자를 나타내는 인쇄된 텍스트나 기호입니다.

3.    JLCPCB에서 블랭크 PCB 만드는 방법

JLCPCB는 합리적인 가격, 빠른 납기, 포괄적인 설계-생산 워크플로우로 잘 알려진 PCB 제조 서비스입니다. JLCPCB를 통해 블랭크 PCB를 만드는 과정은 다음과 같습니다:

1. 거버 파일 준비

KiCad, Altium Designer, Eagle 등의 PCB 설계 소프트웨어로 회로를 설계하세요. 구리, 솔더 마스크, 실크스크린, 드릴 정보에 대한 레이어 데이터를 포함하는 거버 파일을 내보내세요.

2. JLCPCB 웹사이트 방문

계정에 로그인하고 새 PCB 주문을 시작하세요. 거버 파일을 플랫폼에 업로드하세요. 인터페이스가 자동으로 블랭크 보드 레이아웃의 미리보기를 렌더링합니다.

3. PCB 사양 설정

보드 속성을 선택하세요:

⦁ 치수 및 수량

⦁ 레이어 수

⦁ 보드 두께

⦁ 구리 두께

⦁ 표면 마감(HASL, ENIG 등)

⦁ 솔더 마스크 색상

블랭크 PCB를 주문하는 경우 부품 장착을 위한 BOM(부품 목록)이나 픽앤플레이스 파일을 포함할 필요가 없습니다.

4. 주문하기

모든 파라미터가 확인되면 결제로 진행하세요. 납기 일정과 예산에 맞는 배송 방법을 선택하세요.

5. 블랭크 PCB 수령 및 사용

배송받으면 블랭크 PCB는 부품 어셈블리 준비가 완료된 상태입니다. 사용자의 환경에 따라 수동 또는 자동화된 픽앤플레이스 시스템을 통해 어셈블리할 수 있습니다.

4.    블랭크 PCB의 유형:

1.    FR-4

FR4 PCB는 가장 일반적으로 사용되는 블랭크 PCB입니다. FR4는 소재가 아닌 4단계 난연성 등급입니다. FR4 PCB는 실제로 4등급 난연 에폭시 유리섬유 PCB입니다. 구리 레이어 사이의 예비 함침 레이어는 마찬가지로 에폭시 유리섬유이지만 부분적으로 경화된 상태입니다.

제조가 용이하며, FR4 블랭크 PCB는 동일한 레이어 수와 회로 복잡도의 다른 PCB보다 저렴합니다.

2.    메탈 코어 PCB

메탈 코어 PCB에는 구리 및 알루미늄 코어 PCB가 있습니다. 주로 LED 조명 및 기타 전력 응용 분야에 사용되며, 메탈 코어 PCB는 FR4 코어보다 훨씬 높은 열전도성을 제공합니다.

3.    리지드-플렉스 PCB

구부러질 수 있는 PI 또는 PET 기반의 빈 PCB가 플렉시블 또는 리지드-플렉스 PCB입니다. 특수 플렉시블 PCB인 리지드-플렉스 PCB는 플렉스 영역에 라미네이팅된 FR4 PCB 레이어를 가지고 있습니다.

4.    고주파 PCB

고주파 PCB는 고속 RF 마이크로파 PCB이기도 합니다. 고주파 신호를 송수신하는 이 PTFE 기반 블랭크 PCB는 레이더부터 충돌 방지 시스템, GPS, 휴대폰, 미사일 시스템까지 안테나, 레이더 등에 활용됩니다.

5.    혼합 신호 베어 PCB 설계 가이드라인:

섹션 분리: PCB 배선 설계 시 다음 원칙을 따라야 합니다. 아날로그 신호와 클록 신호를 분리하고 두 섹션 사이에 20H의 간격을 유지합니다. 여기서 H는 최상위 레이어에서 다음 그라운드 리턴 레이어까지의 간격을 의미합니다.

임피던스 매칭: PCB 설계를 완성할 때 PCB가 균일한 임피던스와 낮은 전자기 간섭을 갖도록 해야 합니다. 이를 통해 신호 반사를 줄이고 적절한 신호 무결성을 유지할 수 있습니다.

6.    블랭크 PCB 사용의 이점:

우선 설계자들이 매우 낮은 비용으로 회로를 테스트하고 새로운 아이디어를 시도할 수 있습니다. 회로가 완성되면 솔더링 및 어셈블리를 위한 완성 보드로 이동합니다. 둘째, DIY 전자공학 애호가들은 공개 PCB가 설계 요구사항에 맞지 않을 때 처음부터 만들 수 있어 베어 PCB를 광범위하게 활용합니다. 주요 장점은 다음과 같습니다:

현대 전자 제품 생산은 블랭크 PCB 보드의 다양성과 적응성에 의존하며, 이는 회로 설계의 기둥으로서 혁신적인 전자 제품의 강력한 기반을 제공합니다.

블랭크 PCB 테스트:

형태와 크기: 드물지만 베어 PCB는 부품이 도입되기 전에 이미 결함이 있을 수 있으며, 설치 후 회로 기판 프레임으로서 PCB가 파손되면 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.

제조 문제: 더 자주 발생하는 문제로는 에칭 부족, 과에칭, 홀 문제가 있습니다. 사소한 결함도 제조 실패로 이어질 수 있습니다. 부품 밀도 증가로 인해 다층 PCB 보드에 대한 수요가 증가함에 따라 베어 보드 테스트가 더욱 중요해집니다.

베어 PCB가 뼈대라면 보드의 부품은 장기와 근육입니다. 부품은 다소 비싸고 중요한 경우가 많으므로 튼튼한 프레임이 고급 부품의 장기적인 낭비를 방지하는 데 도움이 됩니다.

결론

블랭크 인쇄 회로 기판은 모든 전자 및 전기 장치와 제품의 기초입니다. JLCPCB와 같은 서비스를 이용하면 맞춤형 블랭크 PCB를 그 어느 때보다 쉽게 만들 수 있습니다. 설계 파일과 몇 가지 설정 단계만으로 디지털 회로 레이아웃을 실제 양산 준비 완료 보드로 전환할 수 있습니다. 전문 엔지니어든 전자공학 애호가든, 블랭크 PCB를 이해하고 활용하는 것은 성공적인 하드웨어 개발의 기초입니다. 스택업, 레이어 또는 설계 문제 등 블랭크 또는 베어 인쇄 회로 기판에 대한 질문이 있으시면 JLCPCB 지원팀에 문의하세요.