PCB와 PCBA의 차이점은 무엇인가요?

이 글에서는 PCB와 PCBA의 정의, 재료, 응용 분야 및 제조 공정을 살펴보며 PCB와 PCBA의 세계에 대해 자세히 알아볼 것입니다. 기술 애호가이든 단순히 지식을 넓히고자 하는 사람이든 이 포괄적인 가이드는 PCB와 PCBA의 차이점을 명확하게 이해할 수 있도록 도와줄 것입니다. 그럼 지금부터 전자 산업의 필수 구성 요소에 대한 수수께끼를 풀어나가 보겠습니다.

PCB란 무엇인가요?

인쇄 회로 기판(PCB)은 전자 부품의 지지대 및 캐리어 역할을 하는 전자 부품으로, 전자 부품 간의 전기적 연결을 용이하게 합니다. 전자 인쇄 과정을 통해 만들어지기 때문에 흔히 "인쇄" 회로 기판이라고도 합니다. PCB는 유리 섬유 또는 복합 에폭시와 같은 비전도성 재료로 만들어지며, 한쪽 또는 양쪽에 전도성 재료(일반적으로 구리)가 층을 이루고 있습니다.

PCB의 주요 기능은 전자 부품을 연결하고 지원하는 안정적이고 효율적인 수단을 제공하는 것입니다. PCB는 부품 배치 및 상호 연결을 위한 표준화된 플랫폼을 제공함으로써 복잡한 배선 및 납땜이 필요하지 않습니다. 따라서 조립 과정이 간소화되고 전자 기기의 전반적인 신뢰성과 성능이 향상됩니다. 또한 PCB에는 구성 요소의 위치와 이름을 표시하기 위해 실크스크린으로 표시되어 있습니다.

PCB는 다양한 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는 다양한 크기와 모양으로 제공됩니다. 계산기와 같은 간단한 장치에 사용되는 작은 단일 레이어 보드부터 스마트폰이나 컴퓨터와 같은 첨단 전자 제품에 사용되는 복잡한 다층 보드에 이르기까지 다양합니다.

회로 레이아웃으로 알려진 PCB의 전도성 경로는 구성 요소 간의 전기 연결을 설정하도록 설계되었습니다. 이러한 경로는 전도성 재료를 특정 패턴으로 에칭하여 만들어집니다. 회로 레이아웃에 따라 구성 요소가 특정 기능을 수행하기 위해 통신하고 함께 작동하는 방식이 결정됩니다.

PCB는 소비자 가전, 산업 기계, 로봇 공학, 자동차, 의료 장비 등 다양한 산업과 분야에서 활용되고 있습니다. 전자 부품의 통합을 위한 안정적이고 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공하여 전자 기기가 제대로 작동하도록 보장합니다.

PCB에 사용되는 재료

PCB는 성능과 기능을 담당하는 다양한 재료로 구성됩니다. PCB 제작에 사용되는 재료에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

기판

기판 재료는 PCB의 베이스 역할을 하며 기계적 지지력을 제공합니다. 일반적으로 유리섬유 강화 에폭시 수지(FR-4)와 같은 비전도성 재료로 만들어집니다. FR-4는 우수한 전기 절연 특성, 높은 기계적 강도 및 비용 효율성으로 인해 널리 사용됩니다.

구리 호일

구리 호일을 기판 재료에 적층하여 전도성 경로를 만듭니다. 이는 PCB의 전도성 층 역할을 합니다. 구리는 높은 전기 전도성과 내식성 때문에 선택됩니다. 동박의 두께는 애플리케이션 및 설계 요구 사항에 따라 달라질 수 있습니다.

프리프레그

FR4 에폭시 수지, 폴리이미드 또는 테프론과 같은 수지로 코팅된 유리 직물인 프리프레그는 다층 PCB에서 구리 층 사이의 절연 층 역할을 합니다. 구리 피복 라미네이트라고도 하는 라미네이트는 열과 압력으로 함께 적층된 프리프레그 시트로 구성됩니다. 이는 PCB의 핵심 구조를 형성하여 강성과 안정성을 제공합니다.

솔더 마스크

솔더 마스크는 단락과 산화를 방지하기 위해 구리 트레이스 위에 도포하는 보호층입니다. 일반적으로 녹색이지만 빨간색, 파란색 또는 검은색과 같은 다른 색상도 사용할 수 있습니다. 솔더 마스크는 절연 기능을 제공하고 습기나 먼지와 같은 환경적 요인으로부터 구리 트레이스를 보호합니다.

실크스크린

실크스크린 레이어는 PCB에 부품 라벨, 참조 지정자 및 기타 표시를 추가하는 데 사용됩니다. 일반적으로 흰색이며 조립 및 문제 해결 중에 구성 요소와 그 위치를 식별하는 데 도움이 됩니다.

유연한 재료

이러한 재료 외에도 연성 PCB는 유연한 재료로 구성된 또 다른 유형의 PCB입니다. 이러한 유연한 PCB는 단층, 이중층 또는 다층으로 구성될 수 있으며 반복적인 구부림을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 노트북, 휴대폰, 로봇 팔과 같은 최신 기기에서 흔히 볼 수 있습니다.

PCB 제조업체는 이러한 재료를 신중하게 선택하고 활용함으로써 다양한 애플리케이션을 위한 안정적이고 효율적인 회로 기판을 제작할 수 있습니다. PCB 제작에 사용되는 재료는 PCB의 기능, 내구성 및 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다. 각 재료는 기계적 지지력 제공부터 전도성 경로 생성 및 환경 요인으로부터의 보호에 이르기까지 특정 목적을 달성합니다.

재료 선택은 유전율, 난연성, 고속 애플리케이션의 손실 계수, 기계적 강도 및 열 성능과 같은 요소에 따라 달라집니다. PCB 제조업체는 이러한 요소를 고려하여 사용되는 재료가 PCB 설계 및 의도된 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.

PCB의 응용 분야

PCB 또는 인쇄 회로 기판은 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다. 우리가 일상 생활에서 사용하는 많은 전자 기기의 필수 구성 요소입니다. PCB의 몇 가지 일반적인 응용 분야를 살펴보겠습니다:

소비자 가전

PCB는 스마트폰, 태블릿, 노트북, 텔레비전, 게임 콘솔과 같은 소비자 가전제품에 광범위하게 사용됩니다. 이러한 장치가 효율적이고 컴팩트하게 작동하는 데 필요한 회로를 제공합니다.

자동차 산업

PCB는 자동차 산업에서 널리 사용되며 엔진 제어 장치(ECU), 대시보드 전자 장치, 엔터테인먼트 시스템, 안전 시스템 등에 사용됩니다. 자동차에 사용되는 PCB는 혹독한 환경 조건을 견딜 수 있는 내구성과 신뢰성을 갖춰야 합니다.

의료 기기

PCB는 심장박동기, 제세동기, 초음파 기계, 의료용 영상 시스템 등 의료 기기 및 장비에 널리 사용됩니다. 이러한 장치는 높은 정밀도와 정확성을 요구하며, PCB는 이러한 중요한 의료 기기가 제대로 작동하도록 보장합니다.

산업 장비

PCB는 자동화, 제어 시스템 및 모니터링을 위한 산업 장비에 사용됩니다. 제조, 발전, 로봇 공학 및 공정 제어에 사용되는 기계에서 발견됩니다. 산업용 애플리케이션에 사용되는 PCB는 견고하고 까다로운 조건을 견딜 수 있어야 합니다.

항공우주 및 방위

PCB는 항공 전자 공학, 통신 시스템, 레이더 시스템, 내비게이션 시스템, 미사일 유도 시스템 등 항공우주 및 방위 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. 이러한 애플리케이션에 사용되는 PCB는 엄격한 품질 및 신뢰성 표준을 충족해야 합니다.

통신

PCB는 라우터, 스위치, 모뎀, 기지국과 같은 통신 장비에 사용됩니다. 이러한 장치에는 고속 및 고주파 회로가 필요하며 PCB는 효율적인 신호 전송 및 처리를 가능하게 합니다.

재생 에너지

PCB는 태양광 패널과 풍력 터빈과 같은 재생 에너지 시스템에 사용됩니다. 발전 프로세스를 제어하고 모니터링하여 효율적이고 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이 됩니다.

IoT 디바이스

사물 인터넷(IoT)이 부상하면서 PCB는 다양한 스마트 기기를 연결하고 제어하는 데 필수적인 요소가 되었습니다. 스마트 홈 시스템, 웨어러블 기기, 홈 오토메이션 및 기타 IoT 애플리케이션에 사용됩니다.

또한 PCB는 조명 장비, 해양 산업, 계산기, 데이터 저장 장비 등에도 사용됩니다. 다용도성, 신뢰성, 고밀도 배선 처리 능력으로 인해 PCB는 다양한 산업 분야의 최신 전자 장치에 필수적인 부품이 되었습니다.

여기에 언급된 애플리케이션은 전체 목록이 아니라 PCB가 사용되는 다양한 산업과 장치를 대표합니다. 기술의 지속적인 발전과 전자 기기에 대한 수요 증가로 인해 PCB의 응용 분야는 앞으로도 계속 확대될 것입니다.

다양한 유형의 PCB

PCB에는 여러 가지 유형이 있으며, 각 유형마다 고유한 특성과 용도가 있습니다. 다양한 유형의 PCB를 이해하면 프로젝트에 적합한 PCB를 선택할 때 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다. 간단한 단일 레이어 PCB가 필요하든 복잡한 다층 PCB가 필요하든 각 유형에는 고유한 장점이 있으며 다양한 애플리케이션에 적합합니다. 회로의 복잡성, 사용 가능한 공간, 필요한 유연성, 특정 전자 장치에 필요한 내구성 등의 요소를 고려하세요. 보다 포괄적인 이해를 돕기 위해 이러한 유형을 자세히 살펴보겠습니다.

단일 레이어 PCB

단면 PCB라고도 하는 단층 PCB는 가장 단순한 유형의 인쇄 회로 기판입니다. 절연 기판의 한 면에 일반적으로 구리로 된 단일 전도성 재료 층으로 구성됩니다. 전도성 층을 에칭하여 원하는 회로 패턴을 만들고 보드의 다양한 구성 요소와 트레이스를 연결합니다.

단층 PCB는 일반적으로 회로가 더 단순하고 부품 수가 적은 전자 기기에 사용됩니다. 다른 유형의 PCB에 비해 비용 효율적이고 제조가 비교적 쉽습니다. 단층 PCB의 한 가지 장점은 설계 및 생산이 쉽다는 것입니다. 일반적으로 프린터, 라디오, 계산기 등 저비용, 대량 생산 애플리케이션에 사용됩니다. 단일 층의 전도성 재료는 일반적으로 산화를 방지하기 위해 솔더 마스크 층으로 코팅됩니다. 구성 요소는 실크스크린을 사용하여 PCB에 표시됩니다.

단일 레이어 PCB는 더 많은 수의 구성 요소와 연결이 필요한 장치에는 적합하지 않을 수 있습니다. 단일 레이어는 트레이스와 구성 요소에 사용할 수 있는 공간을 제한하므로 밀도가 높거나 복잡한 라우팅이 있는 회로를 설계할 때 제약이 될 수 있습니다. 사용 가능한 공간을 최대화하려면 부품 배치와 트레이스 라우팅을 신중하게 계획하고 최적화해야 합니다.

더블 레이어 PCB

2층 PCB라고도 하는 이중층 PCB는 절연 층으로 분리된 두 층의 전도성 재료로 구성된 인쇄 회로 기판의 한 유형입니다. 이 유형의 PCB는 일반적으로 다양한 전자 장치 및 애플리케이션에 사용됩니다.

이중층 PCB의 구성에는 기계적 지지와 절연을 제공하는 기판 재료(일반적으로 유리 섬유 또는 에폭시)가 사용됩니다. 기판 위에 구리 층이 적용되어 회로의 전도성 재료 역할을 합니다. 구리 층을 에칭하여 원하는 회로 패턴을 만들고, 전자 부품을 연결하는 데 사용되는 흔적과 패드를 남깁니다.

더블 레이어 PCB는 단일 레이어 PCB에 비해 더 복잡한 회로 설계를 수용할 수 있습니다. 두 층의 전도성 재료를 사용하면 더 복잡하고 밀도가 높은 회로를 만들 수 있어 기능과 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 소비자 가전, 자동차 시스템, 산업 제어 시스템과 같이 높은 수준의 복잡성이 필요한 애플리케이션에 적합한 이중 레이어 PCB를 만들 수 있습니다. 더블 레이어 PCB는 단층 PCB에 비해 신호 무결성이 향상되고 전자기 간섭(EMI)이 감소합니다. 두 번째 레이어에 접지면이 있으면 잡음과 간섭을 최소화하여 전자 장치의 전반적인 성능과 안정성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

다층 PCB

다층 PCB는 이름에서 알 수 있듯이 두 개 이상의 전도성 구리 층으로 구성된 인쇄 회로 기판입니다. 이 기판은 더 많은 수의 구성 요소와 연결이 필요한 복잡한 애플리케이션을 수용하도록 설계되었습니다. 여러 층의 전도성 재료는 향상된 회로 밀도를 제공하여 다층 PCB를 단층 또는 이중층 PCB에 비해 더 강력하고 내구성이 뛰어나며 컴팩트하게 만듭니다.

다층 PCB는 더 작은 설치 공간에서 복잡한 회로를 처리할 수 있습니다. 설계자는 여러 레이어를 활용함으로써 단일 레이어 또는 이중 레이어 PCB로는 불가능한 복잡한 전자 시스템을 만들 수 있습니다. 따라서 다층 PCB는 위성 시스템, GPS 기술, 파일 서버, 데이터 저장 장비 및 의료 기기와 같은 애플리케이션에 이상적입니다.

다층 PCB의 구성에는 절연 층 사이에 전도성 재료 층을 샌드위치하고 접착제로 층을 서로 고정하는 작업이 포함됩니다. 이렇게 하면 과도한 열로 인해 회로가 손상되지 않고 보드에 안정성을 제공합니다. 여러 층은 절연 층을 통해 뚫고 전도성 재료로 도금한 작은 구멍인 비아를 통해 상호 연결됩니다. 이러한 비아를 통해 전기 신호가 PCB의 여러 레이어 사이를 통과하여 회로가 의도한 대로 작동할 수 있도록 합니다.

유연한 PCB

플렉스 회로 또는 플렉스 보드라고도 하는 연성 PCB는 유연성과 구부러짐을 제공하는 인쇄 회로 기판의 일종입니다. 유연한 기판 위에 인쇄 회로와 구성 요소를 배열한 것으로, 일반적으로 폴리아미드, PEEK 또는 투명 전도성 폴리에스테르 필름과 같은 재료로 만들어집니다. 플렉시블 PCB는 단면, 양면 또는 다층 구성으로 설계할 수 있습니다.

플렉시블 PCB는 공간을 절약할 수 있는 것으로 유명합니다. 유연성 덕분에 구부리거나 접어서 좁은 공간에 맞출 수 있어 더욱 컴팩트한 디자인을 구현할 수 있습니다. 따라서 스마트폰이나 노트북과 같은 휴대용 전자기기와 같이 공간이 제한적인 애플리케이션에 이상적입니다.

또 다른 장점은 커넥터를 제거할 수 있다는 점입니다. 플렉시블 PCB를 디바이스에 직접 통합하면 커넥터의 필요성이 줄어들어 더욱 간결하고 컴팩트한 디자인이 가능해집니다. 이는 공간을 절약할 뿐만 아니라 조립 공정을 간소화하여 비용 절감에 기여할 수 있습니다.

유연한 PCB는 열 관리도 개선합니다. 기판의 유연성은 열 방출을 개선하여 과열을 방지하고 장치의 전반적인 성능과 안정성을 향상시킵니다. 이는 고전력 전자 제품이나 열악한 환경에서 작동하는 장치와 같이 열 발생이 우려되는 애플리케이션에서 특히 중요합니다.

리지드 PCB

리지드 PCB는 전자 기기에 사용되는 가장 일반적인 유형의 PCB입니다. 유리섬유 강화 에폭시 라미네이트와 같이 단단하고 유연하지 않은 기판 재료로 만들어집니다. 리지드 PCB는 전자 부품을 장착하고 구리 트레이스와 상호 연결하기 위한 견고하고 견고한 플랫폼을 제공합니다. 단면, 양면, 다층 디자인 등 다양한 구성으로 제공됩니다.

리지드 PCB는 비용 효율적입니다. 일반적으로 구조와 제조 공정이 간단하기 때문에 다른 유형의 PCB에 비해 더 저렴합니다. 또한 리지드 PCB는 진단 및 수리가 용이합니다. 이러한 보드의 견고한 특성 덕분에 구성 요소에 쉽게 접근할 수 있어 문제 해결 및 구성 요소 교체가 더 편리합니다.

또한 연성 PCB에 비해 더 나은 전기적 성능과 낮은 전자 노이즈를 제공합니다. 리지드 PCB의 단단한 기판은 향상된 절연성을 제공하여 신호 간섭의 가능성을 줄여줍니다. 따라서 신호 무결성이 중요한 애플리케이션에 적합합니다.

또 다른 장점은 기계적 안정성입니다. 진동을 흡수할 수 있어 진동이나 충격을 받을 수 있는 기기에 이상적입니다. 또한 리지드 PCB는 작고 가벼워 공간이 제한적이거나 무게 감소가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

플렉스 리지드 PCB

플렉스 리지드 PCB는 플렉시블 PCB와 리지드 PCB의 요소를 결합한 독특한 유형의 회로 기판입니다. 이 기판은 단일 기판에서 유연성과 강성의 이점을 제공하도록 설계되어 두 가지 특성이 모두 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

플렉스-리지드 PCB는 여러 층의 연성 PCB 재료가 리지드 PCB 재료 층과 상호 연결된 구조로 이루어져 있습니다. 이 조합을 통해 기판은 특정 영역에서는 구부러지고 휘어지지만 다른 영역에서는 단단하게 유지됩니다. 유연한 섹션은 일반적으로 폴리이미드 또는 폴리에스테르 필름과 같은 재료로 만들어지며, 단단한 섹션은 FR4와 같은 재료로 만들어집니다.

플렉스 리지드 PCB는 공간을 절약하고 커넥터와 케이블의 필요성을 줄여줍니다. 플렉시블 섹션과 리지드 섹션을 하나의 보드에 통합함으로써 전자 기기의 전체 크기와 무게를 줄일 수 있습니다. 이는 휴대용 기기나 웨어러블 기술과 같이 공간이 제한된 애플리케이션에서 특히 유용합니다.

또한 별도의 플렉시블 보드와 리지드 보드를 사용할 때보다 안정성이 향상됩니다. 커넥터와 케이블을 제거하면 연결 장애의 위험이 줄어들고 신호 무결성이 향상됩니다. 또한 유연한 소재를 사용하여 진동, 충격 및 열팽창을 견딜 수 있으므로 열악한 환경에서도 내구성이 향상됩니다.

PCBA란 무엇인가요?

인쇄 회로 기판 조립(PCBA)은 전자 부품을 인쇄 회로 기판에 조립하여 완전한 기능을 갖춘 회로 기판을 만드는 과정입니다. 여기에는 PCB의 지정된 패드와 트레이스에 부품을 배치하고 납땜하는 작업이 포함됩니다.

PCBA 공정에는 여러 단계가 포함됩니다. 먼저 절연 기판에 전도성 패턴을 생성하여 베어 PCB를 제조합니다. 이 패턴은 구성 요소 간의 전기적 연결을 위한 기초 역할을 합니다. PCB는 회로 설계의 복잡성에 따라 단일 레이어, 이중 레이어 또는 다중 레이어가 될 수 있습니다.

PCB가 준비되면 표면 실장 기술(SMT) 공정을 거칩니다. 이 공정에서는 저항기, 커패시터, 집적 회로, 커넥터와 같은 표면 실장 부품을 자동화된 기계를 사용하여 PCB에 배치하고 납땜합니다. SMT는 부품을 정밀하게 배치하고 고속으로 조립할 수 있어 대량 생산에 적합합니다. SMT 외에도 더 강력한 기계적 연결이나 더 높은 전력 처리 능력이 필요한 특정 구성 요소에는 스루홀 기술(THT)을 사용할 수 있습니다. THT는 PCB에 구멍을 뚫고 이 구멍에 부품의 리드를 삽입하는 방식입니다. 그런 다음 리드를 수동으로 또는 웨이브 납땜기를 사용하여 보드의 반대편에 납땜합니다.

모든 구성 요소가 부착되면 PCBA는 기능과 신뢰성을 보장하기 위해 테스트, 검사 및 품질 관리를 거칩니다. 육안 검사, 자동 광학 검사, 기능 테스트 등 다양한 테스트 방법을 사용하여 어셈블리의 결함이나 문제를 감지합니다. 이를 통해 PCBA가 필요한 사양과 표준을 충족하는지 확인합니다.

PCBA의 애플리케이션

PCBA는 PCB와 마찬가지로 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 이러한 어셈블리는 전자 장치 및 장비에 사용되어 연결성과 기능을 제공합니다. PCBA의 몇 가지 일반적인 응용 분야를 살펴 보겠습니다:

소비자 가전

PCBA는 스마트폰, 태블릿, 노트북, 텔레비전, 게임 콘솔과 같은 소비자 가전제품에 광범위하게 사용됩니다. 이러한 장치의 중추 역할을 하며 전력 분배, 신호 처리 및 사용자 인터페이스에 필요한 회로를 제공합니다. 또한 PCBA는 주방 가전제품과 엔터테인먼트 시스템에도 사용됩니다.

산업 장비

PCBA는 자동화, 제어 및 모니터링 목적으로 산업 장비에 사용됩니다. 기계, 전력 컨버터, 전력 측정 장치, 산업용 제어 시스템 등에 사용됩니다. 산업용 애플리케이션용으로 설계된 PCBA는 열, 습기, 화학 물질 등 열악한 환경을 견딜 수 있도록 제작됩니다.

자동차 산업

PCBA는 자동차 산업에서 필수적인 부품으로 엔진 제어 장치(ECU), 인포테인먼트 시스템, 대시보드 디스플레이, 센서, 조명 시스템 등에 사용됩니다. 이러한 어셈블리는 차량 내 다양한 시스템의 안정적이고 효율적인 작동을 보장합니다.

의료 기기

PCBA는 의료 영상 시스템, 환자 모니터, 진단 장비, 수술 기구 등에 사용되는 의료 분야에서 필수적인 부품입니다. 이러한 어셈블리는 의료 기기에서 정확한 데이터 처리, 정밀한 제어 및 안정적인 성능을 가능하게 합니다. 고밀도 인터커넥트 HDI PCB는 정밀도와 높은 정확도가 요구되는 의료용 애플리케이션을 위해 특별히 설계되었습니다.

통신

PCBA는 라우터, 스위치, 모뎀, 기지국 등의 장치에 널리 사용되는 통신 산업에서 광범위하게 사용됩니다. 데이터 전송, 신호 처리 및 네트워크 연결에 필요한 회로를 제공합니다.

항공우주 및 방위

PCBA는 항공우주 및 방위 산업에서 항공 전자 시스템, 통신 장비, 레이더 시스템, 내비게이션 시스템, 미사일 유도 시스템 등에 사용되는 매우 중요한 부품입니다. 이러한 어셈블리는 극한의 조건을 견디고 까다로운 환경에서도 안정적인 성능을 보장하도록 설계되었습니다.

에너지 및 전력 시스템

PCBA는 에너지 및 전력 시스템에서 제어, 모니터링, 보호 목적으로 사용됩니다. 인버터, 전력 변환기, 스마트 미터, 재생 에너지 시스템 등에 사용됩니다. 이러한 시스템의 PCBA는 효율적인 전력 변환과 안정적인 작동을 보장합니다.

기타 애플리케이션

PCBA는 조명 및 조명 시스템, 해양 산업 장비, 데이터 저장 장비, 비디오 게임 시스템 등 다양한 다른 애플리케이션에도 사용됩니다.

PCBA의 구성 요소

PCBA의 조립 과정에서 빈 PCB 보드에 전자 부품을 채워서 작동하는 인쇄 회로 어셈블리를 형성합니다. PCBA에 사용되는 구성 요소는 수동 및 능동 전자 부품으로 분류할 수 있습니다.

패시브 구성 요소

저항기 및 커패시터와 같은 수동 부품은 전압 레벨을 제어하고 노이즈를 필터링하며 신호 조절 기능을 제공합니다. 변압기는 또한 서로 다른 회로 간에 전기 에너지를 전송하고 전압 레벨을 조정하는 데 사용됩니다. 이러한 구성 요소는 회로의 올바른 작동을 위한 것입니다.

활성 구성 요소

집적 회로(IC), 트랜지스터, 다이오드를 포함한 능동 부품은 전자 신호와 전력을 증폭하거나 전환하는 역할을 합니다. 하나의 칩에 여러 개의 디바이스가 포함된 IC는 회로 내에서 다양한 기능을 수행합니다. 트랜지스터는 증폭, 발진 및 디지털 논리 회로에 사용되며 다이오드는 전류가 한 방향으로 흐르게 하고 반대 방향으로 차단하는 역할을 합니다.

기타 구성 요소

커넥터, 릴레이, 통합 수동 소자(IPD) 및 센서는 PCBA에서 볼 수 있는 다른 구성 요소입니다. 커넥터는 PCBA와 외부 장치 또는 기타 PCB 사이에 전기적 연결을 설정합니다. 릴레이는 전기 신호로 제어되는 전자 기계식 스위치 역할을 합니다. IPD는 수동 부품을 단일 칩에 통합하여 PCB의 공간을 절약합니다. 센서는 물리적 또는 환경 변화를 감지하고 이에 대응하여 다양한 애플리케이션을 지원합니다.

PCBA 프로세스

인쇄 회로 기판 조립 공정에는 전자 부품을 PCB에 조립하여 기능적인 전자 장치를 만드는 과정이 포함됩니다. PCBA 공정에는 표면 실장 기술(SMT), 스루홀 기술, 혼합 기술 등 다양한 방법과 기술이 사용됩니다.

참고: PCBA 공정 전에 PCB의 설계 요구 사항에 따라 전자 부품을 신중하게 소싱해야 합니다. 저항기, 커패시터, 집적 회로 및 마이크로프로세서 칩과 같은 구성 요소는 설계 단계에서 선택한 다음 적절한 조립 방법을 사용하여 PCB에 장착합니다.

표면 실장 기술(SMT)

표면 실장 기술(SMT)은 PCB 조립에 사용되는 고도로 자동화된 공정입니다. 이 공정은 전자 부품을 PCB 표면에 직접 실장하므로 구멍을 뚫거나 기판을 통해 리드를 삽입할 필요가 없습니다.

SMT 공정은 PCB 준비로 시작됩니다. 솔더 합금과 플럭스의 혼합물인 솔더 페이스트는 부품이 장착될 특정 영역에 도포됩니다. 이 솔더 페이스트는 접착제 역할을 하며 납땜 공정을 원활하게 진행하도록 돕습니다.

다음으로 픽 앤 플레이스 기계와 같은 자동화 장비를 사용하여 부품을 솔더 페이스트 위에 배치합니다. 이 기계는 부품을 PCB의 지정된 영역에 정확하게 배치합니다. 솔더 페이스트의 끈적끈적한 특성이 부품을 제자리에 고정합니다.
부품이 제자리에 배치되면 리플로우 오븐에서 PCB를 가열합니다. 오븐은 PCB의 온도를 높여 솔더 페이스트가 녹아 부품과 PCB 사이에 결합을 형성합니다. 이 과정을 리플로우 납땜이라고 합니다.
리플로 납땜을 하는 동안 용융된 땜납이 흐르면서 부품과 PCB 사이에 강력한 전기적, 기계적 연결을 형성합니다. 땜납의 표면 장력은 부품을 올바르게 정렬하여 안정적인 연결을 보장합니다.
리플로우 공정이 끝나면 PCB가 냉각되어 땜납이 굳어지고 SMT 어셈블리가 완성됩니다. 이렇게 완성된 PCBA는 부품을 정밀하게 배치하고 납땜했기 때문에 작고 가벼우며 신뢰성이 높습니다.

SMT VS THT

SMT는 기존 스루홀 기술에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. SMT는 부품을 기판의 양면에 배치할 수 있기 때문에 더 작고 조밀하게 PCB를 설계할 수 있습니다. 따라서 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있고 더 작은 전자 장치를 만들 수 있습니다.

또한 SMT는 THT에 비해 더 빠르고 자동화된 공정입니다. 픽 앤 플레이스 기계와 리플로우 오븐을 사용하면 조립 공정 속도가 크게 빨라져 생산 시간과 비용이 절감됩니다.

또한 SMT는 신호 경로가 짧고 기생 커패시턴스 및 인덕턴스가 감소하여 전기적 성능이 향상됩니다. 그 결과 신호 무결성이 향상되고 더 높은 주파수에서 작동할 수 있습니다.

쓰루홀 기술(THT)

스루홀 기술(스루홀 기술 또는 THT)은 전자 부품을 PCB에 조립하는 방법입니다. 이 조립 공정은 스루홀 부품을 PCB 보드에 장착하는 데 사용됩니다. 스루홀 구성 요소에는 PCB의 미리 뚫린 구멍에 삽입되는 긴 리드가 있습니다. 이러한 구성 요소는 일반적으로 표면 실장 구성 요소에 비해 더 크고 저렴합니다.

스루홀 기술의 공정은 특정 위치에 PCB에 구멍을 뚫는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 구성 요소의 리드를 이 구멍에 삽입하고 납땜하여 제자리에 고정합니다. 납땜은 부품을 단단히 고정할 뿐만 아니라 리드와 PCB 사이의 전기적 연결도 제공합니다.

THT는 안정적이고 내구성이 뛰어납니다. 이 방식으로 장착된 부품은 PCB에 단단히 부착되어 기계적 스트레스와 진동에 덜 민감합니다. 따라서 스루홀 기술은 항공우주, 자동차, 산업용 전자기기와 같이 높은 신뢰성이 요구되는 애플리케이션에 적합합니다.

또한 스루홀 기술을 사용하면 수동 조립 및 수리가 용이합니다. 부품이 미리 뚫린 구멍에 물리적으로 삽입되기 때문에 필요한 경우 결함이 있는 부품을 육안으로 검사하고 교체하기가 더 쉽습니다. 따라서 스루홀 기술은 프로토타입 제작 및 소량 생산에 선호되는 기술입니다.

THT는 또한 특정 경우에 더 나은 전기 연결을 제공합니다. 부품의 리드는 PCB의 양쪽에 납땜되어 있어 더 강력하고 안정적인 연결을 제공합니다. 이는 고전류를 처리하거나 강력한 기계적 지원이 필요한 구성 요소에 특히 중요합니다.

그러나 스루홀 부품에 필요한 드릴 구멍이 클수록 PCB에 배치할 수 있는 부품의 밀도가 제한되어 소형화 및 소형 전자 장치에는 적합하지 않습니다. 또한 스루홀 기술의 수작업 조립 공정은 표면 실장 기술(SMT)에 비해 시간과 노동력이 많이 소요되므로 대량 생산 시 생산 비용이 높아질 수 있습니다.

스루홀 기술은 커넥터, 스위치, 전원 장치와 같이 높은 기계적 강도가 필요한 부품에 일반적으로 사용됩니다. 또한 스루홀 기술은 SMT에 비해 열 방출이 우수하기 때문에 고전력 회로를 포함하는 애플리케이션에 선호됩니다.

혼합 기술

하이브리드 기술이라고도 하는 혼합 기술은 PCBA 조립 공정에서 표면 실장 기술(SMT)과 스루홀 기술(THT)의 장점을 모두 결합한 기술입니다. 이 접근 방식은 특히 두 가지 조립 방식의 조합이 필요한 애플리케이션에서 제조의 유연성과 효율성을 높여줍니다.

혼합 어셈블리에서 일부 구성 요소는 SMT를 사용하여 실장하고 다른 구성 요소는 THT를 사용하여 실장합니다. 특정 구성 요소는 스루홀 패키지로만 제공되거나 크기 또는 전기적 요구 사항으로 인해 스루홀 마운팅에 더 적합할 수 있으므로 더 다양한 구성 요소 옵션을 사용할 수 있습니다. THT는 더 강력한 기계적 연결을 제공하므로 더 높은 수준의 스트레스를 받거나 추가 지원이 필요한 구성 요소에 적합합니다. 또한 스루홀 패키지로만 제공되는 레거시 구성 요소를 통합할 수 있습니다. 이는 이러한 구성 요소에 여전히 의존하는 구형 전자 시스템을 업그레이드하거나 수리할 때 특히 유용합니다.

혼합 기술 조립 공정에는 SMT와 THT 공정의 조합이 포함됩니다. 먼저 자동화된 픽 앤 플레이스 기계를 사용하여 SMT 부품을 PCB에 장착하고 리플로우 납땜 기술을 사용하여 기판 표면에 납땜합니다.

SMT 부품이 실장된 후, PCB는 스루홀 부품을 수용하기 위해 2차 공정을 거칩니다. 여기에는 스루홀 부품이 삽입될 PCB에 구멍을 뚫는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 스루홀 구성 요소를 드릴링된 구멍에 수동으로 삽입하고 웨이브 솔더링 또는 수작업 솔더링 기술을 사용하여 PCB에 납땜합니다.

혼합 기술은 SMT와 스루홀 기술의 장점을 결합하여 두 가지 장점을 모두 제공합니다. 더 넓은 범위의 구성 요소 옵션, 더 강력한 기계적 연결, 기존 구성 요소를 통합할 수 있는 기능을 제공합니다. 따라서 다양한 부품 유형의 조합이 필요한 PCBA에 다재다능하고 효율적인 옵션이 될 수 있습니다. 또한 혼합 기술 조립은 솔더 페이스트를 사용하지 않으므로 특정 애플리케이션에 필수적인 공정입니다.

PCBA를 제조하는 데 필요한 파일

PCBA 공정의 정확한 생산과 조립을 위해서는 여러 파일이 필요합니다. 이러한 파일은 제조업체가 PCB를 제작하고 구성 요소를 올바르게 조립하는 데 필요한 정보를 제공합니다. PCBA 제조에 필요한 필수 파일을 살펴 보겠습니다:

거버 파일

거버 파일은 PCB 설계의 각 보드 레이어에 대한 정보를 표시하는 개방형 ASCII 벡터 형식 파일입니다. 여기에는 구리 트레이스, 패드, 구멍 및 기타 디자인 요소를 포함한 PCB 레이아웃에 대한 자세한 정보가 포함되어 있습니다. 거버 파일은 PCB 설계 소프트웨어에서 생성되며 일반적으로 필요한 모든 레이어와 데이터가 포함되도록 압축된 형식(.zip 또는 .rar)으로 제공됩니다.

자재 명세서(BOM)

BOM은 PCBA를 구성하는 데 필요한 모든 구성 요소의 포괄적인 목록입니다. 여기에는 부품 번호, 부품 설명, 수량 및 참조 지정자와 같은 세부 정보가 포함됩니다. BOM은 제조업체가 올바른 부품을 조달하고 조립이 정확한지 확인하는 데 도움이 됩니다. 생산 공정을 간소화하려면 대량 제조에 맞게 BOM을 최적화하는 것이 중요합니다.

파일 선택 및 배치

이 파일은 PCBA의 모든 구성 요소와 각각의 x-y 좌표 및 회전을 보여줍니다. 이 파일은 PCB 설계 소프트웨어에서 얻으며 자동화된 조립 공정에 매우 중요합니다. 픽 앤 플레이스 파일은 픽 앤 플레이스 기계가 부품을 PCB에 정확하게 배치하도록 안내하여 정확한 정렬과 방향을 보장합니다.

이러한 파일 외에도 PCBA 제조 공정의 특정 요구 사항에 따라 필요할 수 있는 다른 파일과 문서가 있습니다. 여기에는 어셈블리 도면, 테스트 파일(테스트 포인트 파일, 테스트 픽스처 파일, 테스트 프로그램 파일 등), 회로도 등이 포함될 수 있습니다. 이러한 추가 파일은 제조 및 테스트 프로세스에 대한 추가 지침과 사양을 제공합니다.

고객은 제조업체에서 지정한 적절한 형식으로 이러한 파일을 제공해야 합니다. 일반적인 파일 형식으로는 Gerber(RS-274X), BOM용 Excel 또는 CSV, 픽 앤 플레이스 파일용 ASCII 또는 CSV가 있습니다. 원활한 커뮤니케이션과 정확한 생산을 위해 제조업체에 문의하여 특정 파일 형식 요구 사항을 확인하는 것이 좋습니다.

PCBA 비용 분석 방법

PCBA 비용을 분석하려면 전체 가격에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다:

인건비

PCBA 비용은 제조 공정에 투입되는 인건비의 영향을 받습니다. 임금이 낮은 국가는 인건비가 저렴하고 임금이 높은 국가는 인건비가 높은 경향이 있습니다. 인건비를 고려할 때는 비용과 품질 간의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

툴링 및 요금 설정

맞춤형 PCB 모양이 필요한 경우 툴링 및 설정 비용을 지불해야 할 수 있습니다. 하지만 표준 형상의 PCB를 선택하면 이러한 추가 비용을 피할 수 있습니다. 설계 요구 사항을 분석하고 툴링 및 설정 비용을 최소화하기 위해 맞춤형 모양이 필요한지 결정하세요.

처리 시간

PCBA가 필요한 속도는 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 처리 시간이 빠를수록 제조업체가 주문의 우선 순위를 정하거나 추가 시간을 근무하거나 신속 배송 비용을 지불해야 할 수 있으므로 비용이 더 많이 듭니다. 프로젝트 일정과 예산을 분석하여 최적의 처리 시간을 결정하세요.

수량

PCBA 제조에는 규모의 경제가 적용됩니다. 대량으로 주문하면 툴링 및 설정 비용을 여러 장치에 분산할 수 있으므로 특히 맞춤형 보드의 경우 가격이 낮아질 수 있습니다. 반대로 소량의 맞춤형 보드를 주문하면 비용이 높아질 수 있습니다. 생산량 요구 사항을 분석하고 비용에 미치는 영향을 고려하여 결정하세요.

기술

표면 실장 기술(SMT) 또는 스루홀 기술 등 PCBA에 사용되는 기술은 전체 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 고도로 자동화된 공정인 SMT는 스루홀 기술에 비해 비용을 절감할 수 있습니다. 프로젝트의 요구 사항을 분석하고 비용과 기능의 균형을 맞추는 적절한 기술을 선택하세요.

패키징

PCB에 필요한 패키징 유형도 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 전기 핀이 많기 때문에 장착하는 데 더 많은 시간과 노력이 필요한 볼 그리드 어레이(BGA) 패키징은 조립 비용이 높아질 수 있습니다. 패키징 요구 사항을 분석하고 비용에 미치는 영향을 고려하여 결정하세요.

중국의 PCBA 제조는 일반적으로 다른 국가에 비해 저렴하고 빠릅니다. 중국 제조업체는 종종 경쟁력 있는 가격과 더 짧은 처리 시간을 제공합니다. 고객은 다른 국가의 대안을 고려할 때 전문성, 기술 및 품질과 같은 다른 요소도 평가해야 합니다.

PCBA 제조업체를 선택하는 방법

PCBA 제조업체를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 특정 주문을 처리할 수 있는 제조업체의 역량입니다. 필요한 경우 대량의 보드를 처리할 수 있는 역량을 갖춘 제조업체를 선택하는 것이 중요합니다. 또한 이러한 요소는 프로젝트의 전체 비용과 일정에 영향을 미칠 수 있으므로 제조업체의 간접비와 제조 시간에 대해 문의하세요.

PCBA 설계에 대한 철저한 테스트는 또 다른 중요한 고려 사항입니다. 향후 발생할 수 있는 설계 문제를 방지하기 위해 엔지니어가 이미 작동하는 프로토타입을 제작한 제조업체와 협력하는 것이 좋습니다. 전자기 문제를 미리 감지하는 것도 향후 지연이나 문제를 예방하는 데 중요합니다. 따라서 품질 테스트를 강조하는 PCBA 제조업체와 우선적으로 협력하는 것이 좋습니다.

보드의 레이어 수는 제조 공정의 비용과 복잡성에도 영향을 미칠 수 있습니다. 레이어가 많은 보드는 제작, 테스트, 생산 및 조립에 추가 시간이 필요할 수 있습니다. 따라서 크기, 무게, 디자인, 기능 등의 요소를 고려하는 PCBA 제조업체와 협력하세요. 비용, 기술 및 디자인에 대한 투명성이 중요하며 제조업체는 특정 요구 사항을 충족하기 위해 기꺼이 협력할 의향이 있어야 합니다.

리드 타임은 또 다른 주요 고려 사항입니다. 지연으로 인해 생산 일정이나 제품 출시에 차질이 생길 수 있으므로 제조업체가 조립된 보드의 적시 배송을 보장하는지 확인해야 합니다. 제조업체는 설계의 제조 가능성을 높이고 잠재적인 제조 문제와 비용을 피하기 위한 권장 사항을 제공하는 상세한 제조 가능성 설계(DFM) 보고서를 제공해야 합니다.

가격도 선택 과정에서 중요한 요소입니다. PCBA 제조업체가 제시하는 비용은 경쟁력이 있어야 하며 협상의 대상이 되어야 합니다. 유연한 가격 구조를 통해 투자 가치를 극대화할 수 있습니다. 제조업체와 논의하고 협상하면 예산을 관리하면서 고품질의 제품을 받을 수 있습니다.

중국의 PCBA 비용과 아시아의 PCBA 비용 비교

PCBA 비용과 관련하여 중국은 전통적으로 인건비가 저렴하기 때문에 가격이 저렴한 것으로 알려져 왔지만 인건비만으로 비용이 결정되는 것은 아닙니다. 재료비, 부품 가용성, 제조 능력, 품질 관리와 같은 요소도 전체 비용을 결정합니다.

중국이 PCB 제조 산업을 주도하고 있지만, 베트남과 인도와 같은 저임금 아시아 국가는 운영 비용이 저렴할 수 있습니다. 하지만 복잡한 전자 제품 제조에 있어서는 이들 국가에 필요한 전문 지식과 기술이 부족할 수 있습니다.

이러한 국가 중 하나로 말레이시아가 PCBA 제조의 대안으로 떠오르고 있습니다. 그럼에도 불구하고 말레이시아의 PCBA 제조는 중국에 비해 비용과 시간이 더 많이 소요되는 경향이 있습니다. 말레이시아의 SMT 효율성은 더 낮으며, 특히 소규모 생산의 경우 중국에서 말레이시아로 부품 릴을 운송하는 것이 번거로울 수 있습니다. 말레이시아의 인건비는 매년 크게 증가하여 정확한 비용 계산이 어려울 수 있습니다. 말레이시아의 조립 작업자는 중국 심천의 작업자에 비해 속도가 느린 경향이 있습니다. 결과적으로 말레이시아의 PCBA 제조는 중국보다 비용과 시간이 더 많이 소요될 수 있습니다.

베트남과 인도는 운영 비용이 저렴하지만 복잡한 전자 제품 제조에 필요한 전문 지식과 기술이 부족할 수 있으므로 고려할 수 있는 옵션입니다. 프로젝트의 구체적인 요구 사항을 고려하고 선택한 국가가 이러한 요구 사항을 효과적으로 충족할 수 있는지 평가하세요.

PCBA 비용은 인건비, 툴링 비용, 설치 비용, 처리 시간, 수량, 기술, 배송 및 포장 등 다양한 요소의 영향을 받습니다. 인건비는 국가마다 다를 수 있으며, 일부 국가에서는 인건비가 저렴하지만 기대 품질이 낮을 수 있습니다. 맞춤형 모양과 빌드에는 추가 설정 비용이 발생할 수 있지만, 표준 PCB 설계는 이러한 비용을 피하는 데 도움이 될 수 있습니다.

처리 시간과 수량도 PCBA 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 신속한 배송과 추가 작업 시간은 일반적으로 비용을 증가시키며, 자재 가격은 경제 요인에 따라 변동될 수 있습니다. SMT 또는 스루홀 기술과 같은 필수 기술도 비용에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 SMT는 비용을 절감할 수 있는 보다 자동화된 프로세스입니다.

일반적으로 중국에서 PCBA가 더 저렴할 수 있지만, 고객은 배송 및 물류를 포함한 총 비용을 고려해야 합니다. 제조업체의 품질과 전문성도 간과해서는 안 됩니다. 잠재적 제조업체를 철저히 조사하고 검증하여 품질 기준을 충족하는지 확인하는 것이 중요합니다. 비용만을 기준으로 제조업체를 선택하면 장기적으로 문제가 발생할 수 있습니다.