PCB란 무엇이며 회로 기판의 작동 원리

스마트폰의 복잡한 내부 작동 방식에 감탄하거나 복잡한 위성 시스템이 어떻게 이렇게 작은 패키지에 들어갈 수 있는지 궁금한 적이 있으신가요? 그 해답은 전자공학의 세계에 혁명을 일으킨 놀라운 발명품인 인쇄 회로 기판에 있습니다. 이 평범하지만 독창적인 부품은 가장 단순한 계산기부터 최첨단 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 오늘날 우리가 사용하는 거의 모든 전자 기기의 근간을 이루고 있습니다.

전자 부품의 구성, 디자인, 제조 공정, 그리고 현대 기술에서 중요한 역할을 하는 전자 부품에 대해 알아보세요. 노련한 엔지니어든 단순히 좋아하는 기기의 내부 작동 방식이 궁금한 분이든, 이 글을 통해 필수 전자 부품에 대한 철저한 이해를 얻을 수 있을 것입니다.

인쇄 회로 기판이란?

인쇄 회로 기판(PCB)은 비전도성 재료로 만든 평평한 기판으로, 핵심 전자 부품을 연결하고 지지하는 플랫폼 역할을 합니다. 하지만 이 간단한 정의는 실제 복잡성과 중요성에 대한 표면적인 설명에 불과합니다.

도로가 구리로 만들어지고 건물이 전자 부품으로 이루어진 미니어처 도시를 상상해 보세요. 견고하고 단열된 기초 위에 놓인 이 도시는 본질적으로 전자제품의 세계에서 PCB가 상징하는 것과 같습니다. 비유에서 '도로'는 실제로는 기판 표면에 에칭 또는 인쇄된 트레이스라고 하는 얇은 구리 통로입니다. 이러한 트레이스는 다양한 전자 부품을 연결하는 전선 역할을 하여 전기가 정밀하게 제어된 방식으로 부품 간에 흐르도록 합니다.

이 전자 도시의 기초는 일반적으로 유리섬유 강화 에폭시 라미네이트의 일종인 FR4라는 재료로 만들어집니다. FR4는 전기 절연 특성, 기계적 강도, 열과 습기에 대한 저항성이 뛰어나다는 평가를 받고 있습니다. 그러나 특정 용도에 따라 에폭시나 페놀과 같은 다른 소재가 사용될 수 있으며, 특히 덜 까다롭거나 비용에 민감한 용도의 경우 더욱 그렇습니다.

PCB는 전자 제조에 혁명을 일으켰습니다. PCB가 등장하기 전에는 전자 기기는 점대점 배선 또는 와이어 래핑 기술에 의존했습니다. 이러한 방식은 노동 집약적이고 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 오류와 신뢰성 문제가 발생하기 쉬웠습니다. 반면 PCB는 복잡한 전자 회로를 만드는 데 있어 보다 간소화되고 안정적이며 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

PCB 레이어 및 재료

PCB를 제대로 이해하려면 말 그대로 PCB의 층을 벗겨내야 합니다. PCB는 하나의 균일한 기판이 아니라 각각 특정 용도에 맞게 세심하게 설계된 다양한 재료의 샌드위치입니다. 이러한 레이어를 자세히 살펴보겠습니다:

기판 레이어

기판 레이어는 모든 PCB의 핵심입니다. 이것은 다른 모든 것이 구축되는 기반이며, 그 특성은 보드의 전반적인 성능에 결정적인 영향을 미칩니다. 앞서 언급했듯이 PCB 기판에 가장 일반적으로 사용되는 소재는 FR4인데, 이 소재가 업계에서 널리 사용되는 이유는 무엇일까요?

FR4의 인기는 놀라운 특성 조합에서 비롯됩니다. 전기 절연성이 뛰어나 회로의 다른 부분 간에 원치 않는 전류가 흐르는 것을 방지하는 데 매우 중요합니다. 하지만 전기적 특성은 시작에 불과합니다. FR4는 또한 뛰어난 기계적 강도를 자랑하여 뒤틀림이나 파손 없이 혹독한 제조 및 사용 환경을 견뎌낼 수 있습니다.

기판 소재의 중요한 파라미터 중 하나는 유리 전이 온도(Tg)입니다. 이는 소재가 부드러워지고 딱딱한 구조를 잃기 시작하는 온도입니다. FR4의 경우 이 온도는 일반적으로 약 130-140°C로 대부분의 애플리케이션에 충분합니다. 그러나 고성능 또는 고온 애플리케이션의 경우 더 높은 Tg 값을 가진 소재가 필요할 수 있습니다.

기판의 다른 중요한 특성으로는 인장 강도, 유전 상수, 수분 흡수 및 열팽창이 있습니다. 인장 강도는 보드가 파손되기 전에 견딜 수 있는 응력의 양을 결정합니다. 유전율은 특히 고주파수에서 보드의 전기적 성능에 영향을 미칩니다. 수분 흡수율은 일반적으로 시간이 지나도 보드의 전기적, 기계적 특성을 유지하기 위해 낮은 흡수율이 선호되므로 주의해야 합니다. 열팽창은 작동 중 온도 변동이 심한 보드의 경우 특히 중요합니다.

FR4는 대부분의 애플리케이션에 가장 많이 사용되지만 특정 특성이 필요한 경우 다른 소재도 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 열 방출이 주요 관심사인 애플리케이션에는 알루미늄 기판을 사용할 수 있습니다.

구리 층

PCB의 가장 중요한 구성 요소인 구리층은 기판 층 위에 있습니다. 이 얇은 구리 호일 층은 기판에 적층되어 회로를 통해 전기가 흐르도록 하는 전도성 경로를 형성합니다.

이 구리 층의 두께는 일반적으로 평방피트당 온스(oz/ft²)로 지정되며, 1온스/ft²가 일반적인 표준입니다. 이것은 이상한 측정 단위처럼 보일 수 있지만 PCB 제조의 역사에 깊이 뿌리를 두고 있습니다. 실제로 1온스/ft²는 약 35마이크로미터(µm)의 두께를 의미합니다.

구리 두께가 중요한 이유는 무엇인가요? 전류 전달 능력과 열 방출에 관한 것입니다. 구리가 두꺼울수록 더 높은 전류를 처리하고 열을 더 효과적으로 방출할 수 있습니다. 이러한 이유로 고전력 애플리케이션에서는 2온스/ft² 또는 심지어 3온스/ft² 구리를 사용한 PCB를 찾을 수 있습니다.

구리 층은 전체 기판을 단단한 시트로 덮지 않습니다. 대신 특정 패턴으로 에칭되어 회로를 형성하는 트레이스를 만듭니다. 이러한 트레이스의 폭과 간격은 보드의 전기적 성능과 제조 수율에 영향을 미치는 중요한 설계 매개 변수입니다.

솔더 마스크 레이어

PCB를 자세히 살펴본 적이 있다면 다른 색상도 물론 가능하지만 주로 녹색인 독특한 색상을 보셨을 것입니다. 이 색상은 구리 층 위에 도포되는 솔더 마스크 층에서 비롯됩니다.

솔더 마스크는 몇 가지 중요한 기능을 합니다. 구리 흔적을 산화 및 단락으로부터 보호합니다. 또한 조립 과정에서 솔더가 좁은 간격의 솔더 패드 사이에 끼는 것을 방지합니다. 또한 실크스크린 레이어에 고대비 배경을 제공하여 부품 배치를 더 쉽게 만듭니다.

솔더 마스크의 가장 일반적인 색상은 녹색입니다(군사용으로 거슬러 올라가는 전통). 빨강, 파랑, 검정, 투명 등의 다른 색상도 사용할 수 있습니다. 색상 선택은 기능보다는 미관이나 특정 업계 관습에 따라 결정되는 경우가 많지만, 일부 색상은 시각적 검사에 약간 더 나은 대비를 제공할 수 있습니다.

실크스크린 레이어

일반적으로 PCB에서 볼 수 있는 마지막 레이어는 실크스크린입니다. 일반적으로 흰색(다른 색상도 가능)이며 보드의 조립, 테스트 및 사용에 도움이 되는 텍스트와 기호가 포함되어 있습니다.

실크스크린에는 부품 지정자(예: 첫 번째 저항의 경우 R1, 세 번째 커패시터의 경우 C3), 극성 부품의 극성 표시기, 집적 회로의 경우 핀 1 표시기가 포함될 수 있습니다. 또한 제조업체의 로고나 보드 개정 번호, 경고 기호 또는 기타 중요 공지사항이 표시될 수도 있습니다.

실크스크린은 보드의 전기 기능에 직접적인 영향을 미치지는 않지만 그 중요성을 과소평가해서는 안 됩니다. 잘 설계된 실크스크린은 조립 및 문제 해결 프로세스의 속도를 크게 높여 제품 수명 주기 동안 수많은 시간을 절약할 수 있습니다.

기타 자료 및 고려 사항

예를 들어, 다층 보드는 전도성 층 사이에 프리프레그라고 하는 부분 경화 에폭시 수지를 사용합니다. 가열하고 누르면 프리프레그가 흐르다가 경화되어 층을 단단한 구조로 결합합니다.

또한 FR4가 가장 일반적인 기판 소재이기는 하지만 유일한 옵션은 아닙니다. 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 다른 소재를 사용할 수도 있습니다. 알루미늄 PCB는 열 방출을 개선하기 위해 사용할 수 있으며, Kapton 또는 Pyralux와 같은 유연한 기판은 PCB가 구부러지거나 휘어져야 하는 애플리케이션에 사용됩니다. 세라믹 기판은 초고주파 애플리케이션에 사용됩니다.

PCB용 재료를 선택할 때 엔지니어는 앞서 설명한 기본 사항 외에도 다양한 특성을 고려해야 합니다. 여기에는 유전 상수(Dk), 손실 계수(Df), 열팽창 계수(CTE)가 포함될 수 있습니다. 유전 상수(Dk)는 특히 고주파에서 보드의 전기적 성능에 영향을 미칩니다. 손실 계수(Df)는 유전체 재료에서 열로 손실되는 에너지의 양과 관련이 있습니다. 열팽창 계수(CTE)는 작동 중 온도 변동이 심한 보드에 특히 중요합니다.

PCB의 전자 부품

PCB는 회로의 전반적인 기능에서 각각 고유한 역할을 하는 다양한 전자 부품의 기초 역할을 합니다.

저항기

회로 내에서 전류가 어떻게 제어되는지 궁금한 적이 있나요? 바로 여기에 저항이 등장합니다. 어디에나 있는 이 부품은 전류의 흐름을 제어하고 전압을 나누는 전자 회로의 핵심 부품입니다.

커패시터

저항기가 전류의 흐름을 제어한다면 전기 에너지를 저장하는 부품은 무엇일까요? 바로 커패시터입니다. 이 부품은 전기 에너지를 빠르게 저장하고 방출할 수 있어 전원 공급 장치 출력을 부드럽게 하거나 회로 단계 간 신호를 결합하는 등의 작업에 매우 중요합니다.

인덕터

인덕터는 저항기와 커패시터보다는 덜 일반적이지만 많은 회로에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 구성 요소는 자기장에 에너지를 저장하고 고주파 신호는 차단하는 동시에 DC 및 저주파 신호는 통과시킬 수 있습니다.

트랜지스터

트랜지스터는 현대 전자제품의 기본 구성 요소입니다. 이 3단자 장치는 신호를 증폭하거나 스위치 역할을 하며 모든 디지털 로직의 기초를 형성합니다.

다이오드

전류가 한 방향으로만 흐르도록 해야 한다면 어떻게 해야 할까요? 바로 다이오드가 필요한 경우입니다. 이 두 단자 장치는 전류는 한 방향으로 흐르게 하고 다른 방향은 차단합니다.

집적 회로(IC)

집적 회로는 전자 소형화의 정점입니다. 이러한 구성 요소는 수십억 개의 트랜지스터를 포함하는 전체 회로를 하나의 칩에 담습니다.

커넥터

신호와 전력은 어떻게 PCB에 들어오고 나가나요? 커넥터를 통해서입니다. 이러한 구성 요소는 PCB와 외부 세계 사이의 인터페이스를 제공합니다.

스위치

스위치는 회로를 수동으로 제어할 수 있는 수단을 제공합니다.

트랜스포머

변압기는 전원 공급 장치와 오디오 회로에서 중요한 구성 요소입니다. 변압기는 전자기 유도를 사용하여 회로 간에 전기 에너지를 전달하며, 이 과정에서 전압 레벨을 변경하는 경우가 많습니다.

센서

점점 더 스마트하고 연결된 세상에서 센서는 중요한 역할을 합니다. 이러한 구성 요소는 온도, 압력 또는 빛과 같은 물리적 현상을 회로에서 처리할 수 있는 전기 신호로 변환합니다.

퓨즈 및 회로 차단기

전자 설계에서 안전은 가장 중요한 요소이며, 퓨즈와 회로 차단기가 바로 여기에 해당합니다. 이러한 구성 요소는 과전류 조건으로부터 회로를 보호하여 전류가 안전 수준을 초과할 경우 회로를 차단합니다.

전위차계

회로의 동작을 수동으로 조정해야 하나요? 흔히 '포텐셔미터'라고 줄여서 부르는 전위차계는 이러한 조정이 가능한 가변 저항기입니다.

수정 발진기

많은 전자 회로에서 타이밍은 매우 중요하며 수정 발진기는 매우 안정적인 시간 기반을 제공합니다.

PCB 설계 및 제조

회로 아이디어에서 완성된 PCB까지의 여정은 전기 공학, 재료 과학, 정밀 제조가 결합된 흥미로운 과정입니다. PCB 제작의 주요 단계를 살펴보겠습니다:

디자인 단계

회로도 캡처

PCB 제작의 첫 번째 단계는 회로 설계를 회로도로 캡처하는 것입니다. 이 단계에서 엔지니어는 구성 요소 간의 논리적 연결을 정의하여 기본적으로 회로가 어떻게 작동해야 하는지에 대한 맵을 작성합니다. 최신 PCB 설계 소프트웨어는 이 과정을 예전보다 훨씬 쉽게 만들어 주지만, 여전히 전자공학 및 회로 이론에 대한 깊은 이해가 필요합니다.

회로도를 캡처하는 동안 엔지니어는 부품 선택, 신호 흐름, 전력 분배, 설계 규칙과 같은 요소를 고려해야 합니다. 구성 요소 선택에는 올바른 값과 등급을 가진 올바른 구성 요소를 선택하는 것이 포함됩니다. 신호 흐름은 신호가 회로를 통해 의도한 방식으로 이동하도록 보장합니다. 전력 분배에는 회로의 다양한 부분에 전력을 공급하는 방법을 계획하는 것이 포함됩니다. 설계 규칙은 모범 사례와 프로젝트에 대한 특정 요구 사항을 준수해야 합니다.

PCB 레이아웃

다음 단계는 회로도가 완성되면 그 논리적 표현을 물리적 레이아웃으로 변환하는 것입니다. 이 단계는 PCB 설계에서 고무와 도로가 만나는 지점이며, 종종 예술이자 과학으로 간주됩니다.

레이아웃 과정에서 설계자는 부품 배치, 트레이스 라우팅, 레이어 스택업, 신호 무결성, 전력 무결성 및 전자기 호환성(EMC)을 고려해야 합니다. 부품 배치에는 최적의 신호 흐름, 열 관리, 조립 용이성을 위한 부품 배치가 포함됩니다. 트레이스 라우팅은 회로도에 따라 구성 요소를 연결할 구리 경로를 만드는 프로세스입니다. 레이어 스택업은 PCB의 레이어 수와 레이어 배열 방법을 결정해야 합니다. 신호 무결성은 고속 신호가 왜곡이나 간섭 없이 전파될 수 있도록 보장합니다. 전력 무결성에는 모든 구성 요소에 깨끗하고 안정적인 전력을 공급하기 위한 전원 플레인과 디커플링 설계가 포함됩니다. 전자파 적합성(EMC)은 보드 안팎에서 전자파 간섭을 최소화해야 합니다.

최신 PCB 레이아웃 소프트웨어는 자동 라우터와 설계 규칙 검사기 등 이러한 작업을 지원하는 강력한 도구를 제공합니다. 그러나 복잡한 기판은 최적의 결과를 얻기 위해 상당한 수작업이 필요한 경우가 많습니다.

제작 단계

이미징 및 에칭

디자인이 완성되면 제작 프로세스가 시작됩니다. 첫 번째 단계는 디자인을 구리로 덮인 보드에 옮기는 것입니다. 이 작업은 일반적으로 포토리소그래피 프로세스를 사용하여 수행됩니다. 기판은 포토레지스트라고 하는 감광 필름으로 코팅됩니다. PCB 디자인은 투명 필름에 인쇄되어 포토마스크를 만듭니다. 포토마스크가 보드에 정렬되고 어셈블리가 자외선에 노출됩니다. 포토레지스트의 노출된 부분은 굳어지고 노출되지 않은 부분은 부드러워집니다. 기판이 개발되어 부드러운 포토레지스트가 제거되고 PCB 디자인과 일치하는 패턴이 남습니다.

기판은 이미징 후 에칭 과정을 거칩니다. 화학 물질을 사용하여 노출된 구리를 제거하고 회로를 구성하는 구리 흔적만 남깁니다. 그런 다음 남은 포토레지스트를 제거하여 완성된 구리 패턴을 드러냅니다.

드릴링 및 도금

다음으로 부품 리드와 비아(레이어 간 연결)를 위해 보드에 구멍을 뚫습니다. 최신 제조에서는 일반적으로 정밀도를 위해 컴퓨터로 제어되는 드릴링 머신으로 이 작업을 수행합니다.

보드는 드릴링 후 도금 공정을 거칩니다. 이렇게 하면 드릴링된 구멍의 벽에 얇은 구리 층이 쌓여 레이어 간에 전기적 연결이 이루어집니다. 다층 보드의 경우 레이어가 쌓이면서 이 과정을 여러 번 반복할 수 있습니다.

솔더 마스크 및 실크스크린 적용

다음으로 솔더 마스크가 적용됩니다. 이는 일반적으로 보드의 양면에 적용되는 얇은 폴리머 층으로, 부품이 납땜될 부분만 노출된 구리를 남깁니다. 그런 다음 일반적으로 열 또는 자외선을 사용하여 기판을 경화시켜 솔더 마스크를 굳힙니다.

마지막으로 실크스크린을 적용합니다. 이 작업은 일반적으로 스크린 인쇄 프로세스를 사용하여 수행되지만, 일부 고급 보드에서는 더 세밀한 디테일을 위해 잉크젯 인쇄를 사용할 수도 있습니다.

조립 단계

구성 요소 배치

이제 베어 보드가 완성된 상태에서 구성 요소를 추가할 차례입니다. 간단한 보드나 소규모 생산의 경우 이 작업을 수작업으로 수행할 수 있습니다. 하지만 대부분의 최신 PCB 어셈블리는 놀라운 속도와 정밀도로 부품을 배치할 수 있는 자동화된 픽 앤 플레이스 기계를 사용합니다.

납땜

구성 요소가 제자리에 배치되면 보드에 영구적으로 부착해야 합니다. 이 작업은 일반적으로 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 수행합니다:

웨이브 납땜: 기판을 용융된 땜납의 물결 위로 통과시켜 노출된 금속 표면에 접착하여 필요한 연결을 만듭니다. 이 방법은 일반적으로 스루홀 구성 요소에 사용됩니다.

리플로우 납땜: 부품을 배치하기 전에 솔더 페이스트를 보드에 도포합니다. 그런 다음 전체 어셈블리를 리플로우 오븐에서 가열하여 땜납을 녹이고 연결부를 만듭니다. 이 방법은 표면 실장 구성 요소에 사용됩니다.

테스트 및 검사

PCB 제조의 마지막 단계는 테스트 및 검사입니다. 여기에는 육안 검사, 자동 광학 검사(AOI), 회로 내 테스트 및 기능 테스트가 포함될 수 있습니다. 육안 검사에는 잘못 배치된 부품이나 납땜 브리지와 같은 명백한 결함이 있는지 확인하는 작업이 포함됩니다. 자동 광학 검사(AOI)는 카메라와 이미지 처리를 사용하여 결함을 감지합니다. 회로 내 테스트에는 올바른 조립을 확인하기 위해 보드의 다양한 지점을 검사하는 작업이 포함됩니다. 기능 테스트는 보드의 전원을 켜고 보드가 의도한 대로 작동하는지 확인해야 합니다.

이 테스트에 불합격한 보드는 가능하면 재작업하거나 결함이 너무 심하면 폐기합니다.

회로 기판의 작동 원리

이제 PCB의 구성과 제조에 대해 살펴보았으니, 전자 기기에서 실제로 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. PCB는 전자 부품을 위한 물리적 지지 구조이자 그 핵심에 있는 복잡한 전기 연결 네트워크의 역할을 합니다. 그렇다면 단순해 보이는 이 기판이 어떻게 현대 전자기기의 정교한 기능을 구현할 수 있을까요?

상호 연결 플랫폼으로서의 PCB

PCB는 건물이 전자 부품이고 도로가 구리 선로인 미니어처 도시라고 생각하면 됩니다. 도시의 인프라를 통해 사람과 물품이 건물 사이를 효율적으로 이동할 수 있는 것처럼, PCB의 흔적을 통해 전기 신호와 전력이 구성 요소 사이를 이동할 수 있습니다.

이러한 상호 연결 역할은 매우 중요합니다. PCB가 없다면 각 구성 요소를 개별적으로 와이어로 연결해야 하는데, 이 과정은 시간이 오래 걸리고 오류가 발생하기 쉬우며 부피가 크고 신뢰할 수 없는 장치가 될 것입니다. PCB는 부품 상호 연결을 위한 표준화되고 컴팩트하며 안정적인 플랫폼을 제공함으로써 이 문제를 해결합니다.

트레이스의 역할

PCB의 구리 트레이스는 회로의 생명선입니다. 폭이 1밀리미터도 안 되는 이 얇은 통로는 보드 전체에 전기 신호와 전력을 전달합니다. 이러한 트레이스의 레이아웃은 회로의 기능에 매우 중요합니다.

예를 들어, 디지털 회로에서 트레이스는 마이크로프로세서와 메모리 칩 사이에 데이터 신호를 전달할 수 있습니다. 아날로그 회로에서는 다양한 증폭 단계 간에 오디오 신호를 전달할 수 있습니다. 이러한 트레이스의 폭, 길이, 라우팅은 특히 임피던스 및 신호 반사와 같은 요소가 중요한 고주파 애플리케이션에서 회로의 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

컴포넌트 상호 작용

트레이스는 경로를 제공하지만, 회로에 기능을 부여하는 것은 구성 요소 간의 상호 작용입니다. 저항기는 전류 흐름을 제어하고 전압을 나누며, 커패시터는 전기 에너지를 저장 및 방출하여 전원 공급을 원활하게 하고 AC 신호를 결합하며, 인덕터는 필터링 및 전력 변환에 유용한 자기장에 에너지를 저장하고, 트랜지스터와 집적 회로는 신호를 처리하고 증폭하여 모든 디지털 및 아날로그 처리의 기반을 형성하는 등 보드의 각 구성 요소는 특정한 역할을 수행합니다.

PCB의 트레이스에 의해 연결된 이러한 구성 요소의 특정 배열에 따라 회로의 전체 기능이 결정됩니다. 이는 LED 점멸 회로처럼 간단할 수도 있고 스마트폰의 메인 보드처럼 복잡할 수도 있습니다.

신호 라우팅 및 전력 분배

PCB는 신호를 효율적으로 라우팅하고 전력을 분배할 수 있습니다. 다층 PCB에서는 전체 레이어가 전력 분배 및 접지 전용으로 사용될 수 있습니다. 이를 통해 기존 배선 방식에 비해 더 효율적으로 전력을 공급하고 노이즈를 더 잘 차단할 수 있습니다.

PCB의 신호 라우팅은 특히 고속 디지털 회로에서 매우 복잡할 수 있습니다. 설계자는 트레이스 길이 매칭, 임피던스 제어, 크로스토크 최소화 등의 요소를 고려해야 합니다. 트레이스 길이 정합은 병렬 신호(예: 데이터 버스 라인)가 동시에 도착할 수 있도록 동일한 전기적 길이를 갖도록 보장합니다. 임피던스 제어는 신호 반사를 방지하기 위해 트레이스를 따라 임피던스를 일정하게 유지해야 합니다. 크로스토크 최소화는 한 트레이스의 신호가 인접한 트레이스에 간섭하는 것을 방지합니다.

최신 PCB 설계 소프트웨어는 이러한 복잡성을 관리하는 데 도움이 되는 도구를 제공하지만, 최상의 성능을 위해 보드의 레이아웃을 최적화하려면 여전히 상당한 전문 지식이 필요합니다.

시스템으로서의 PCB

PCB는 부품의 총합 그 이상입니다. 특정 재료 특성과 레이아웃을 갖춘 보드 자체는 회로의 필수적인 부분이 됩니다. 예를 들어

• 기판의 유전체 특성은 트레이스 사이의 정전 용량에 영향을 미치며, 이는 고주파 신호 전파에 영향을 줄 수 있습니다.
• 보드의 열 특성은 전력 소모가 많은 구성 요소에서 열을 방출하는 방식에 영향을 미칩니다.
• 구성 요소와 트레이스의 물리적 배열은 회로의 전자기 방출과 간섭에 대한 민감성에 영향을 줄 수 있습니다.

본질적으로 PCB는 단순히 회로를 호스팅하는 것이 아니라 회로의 일부가 됩니다. 그렇기 때문에 PCB 설계는 전자 제품 개발에서 매우 중요한 부분입니다. 잘 설계된 PCB는 제품의 성능, 신뢰성 및 제조 가능성을 향상시킬 수 있는 반면, 잘못 설계된 PCB는 기능, 전자기 호환성 또는 열 관리에 문제를 일으킬 수 있습니다.