A 다층 PCB 보드는 세 개 이상의 전도성 구리 호일로 만들어집니다. 이 호일들은 접착되고 그 사이에 절연층이 적층되어 있습니다. 우리는 비아 각 층 간의 전기적 연결을 구현합니다. 이를 통해 다양한 크기의 복잡한 PCB를 제작할 수 있습니다.
전자 제품은 시간이 지남에 따라 더욱 정교해지고 있으며, 이에 따라 고급 PCB가 요구됩니다. 기존 PCB는 누화, 노이즈, 부유 용량 등의 문제가 있었습니다. 따라서 몇 가지 설계 제약 조건을 따라야 했습니다. 그러나 이러한 설계 제약 조건은 단층 PCB의 만족스러운 성능을 구현하지 못했습니다. 따라서 제조업체들은 다층 PCB를 개발하게 되었습니다.
다층 PCB 기판은 현대 전자제품에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 다양한 크기로 제공되어 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 다층 PCB 기판은 3~50겹으로 구성될 수 있습니다. 하지만 홀수 겹은 회로 왜곡을 유발할 수 있으므로 대부분 짝수 겹으로 사용됩니다. 일반적인 용도에서는 12겹 이하로 구성되지만, 특수 용도에서는 최대 100겹까지 구성될 수 있습니다. 하지만 이는 비용 효율성이 떨어지기 때문에 매우 드뭅니다.
다층 PCB 보드는 대안보다 더 좋습니다.
다층 PCB 기판을 단층 또는 이중층 PCB와 비교해 보면 다층 PCB 기판의 장점이 더욱 두드러지게 보입니다. 여기서는 그 중 몇 가지를 살펴보겠습니다.
더 높은 조립 밀도
단층 PCB는 표면적이 좁아 밀도가 제한적입니다. 하지만 다층 PCB는 적층을 통해 밀도를 높일 수 있습니다. 이를 통해 기능, 속도, 용량을 향상시키고 크기를 줄일 수 있습니다.
작은 크기
다층 PCB 기판은 단층 PCB에 비해 크기가 작습니다. 단층 PCB는 크기를 늘려야만 표면적을 늘릴 수 있습니다. 반면, 다층 PCB는 층을 더 추가하여 표면적을 늘릴 수 있습니다. 따라서 전체 크기를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 매우 작은 전자 장치에도 다층 PCB를 사용할 수 있습니다.
가벼운 무게
다층 PCB 기판은 많은 부품을 원활하게 통합할 수 있으므로 필요한 커넥터 수가 줄어듭니다. 따라서 다층 PCB 기판은 가벼워 복잡한 전자 애플리케이션에 이상적입니다. 다층 PCB 기판은 단층 PCB와 동일한 기능을 제공하지만, 필요한 연결 수가 적고 무게도 가볍습니다. 이는 전체 무게가 중요한 소형 기기의 경우 경험적으로 입증된 결과입니다.
기능 향상
다층 PCB 기판은 단층 PCB보다 성능이 뛰어납니다. 임피던스 제어, 설계 품질 향상, 그리고 향상된 EMI 차폐 기능을 갖추고 있습니다. 따라서 단층 PCB보다 더 많은 것을 달성할 수 있습니다.
다층 PCB 보드는 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다.
다층 PCB 기판은 여러 장점에도 불구하고 몇 가지 한계점을 가지고 있습니다. 따라서 다층 PCB 기판에 대해서도 살펴볼 필요가 있습니다.
더 높은 비용
다층 PCB 기판 제조는 이중층 및 단일층 PCB에 비해 비용이 더 많이 듭니다. 다층 PCB 기판 설계는 까다로워서 발생 가능한 문제를 해결하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 제조 공정이 복잡하여 인건비가 높습니다. 또한, 다층 PCB 기판 제조에 사용하는 장비는 다소 비쌉니다.
복잡한 생산
다층 PCB 기판은 제조가 어렵고 정교한 제조 기술이 필요합니다. 따라서 설계나 제조 공정에 작은 결함이 있더라도 다층 PCB 기판은 쓸모없게 될 수 있습니다.
고도로 숙련된 인력의 필요성
다층 PCB 기판은 제작 전에 광범위한 설계가 필요합니다. 경험이 부족하면 매우 어려울 수 있습니다. 다층 기판의 여러 층 사이에는 상호 연결이 필요합니다. 하지만 임피던스 문제와 누화(crosstalk)를 방지해야 합니다. 따라서 설계상의 작은 결함이라도 PCB 작동 불량으로 이어질 수 있으므로 주의해야 합니다.
생산 시간
복잡성이 증가함에 따라 제조 단계가 더 많아집니다. 이는 다층 PCB 기판의 회전율에 영향을 미칩니다. 모든 다층 PCB 기판은 제조에 상당한 시간이 필요합니다. 이로 인해 주문 후 제품 배송까지 대기 시간이 길어집니다.
다층 PCB 보드 설계를 위한 팁
효율적인 다층 PCB 기판을 설계하려면 많은 노력과 주의가 필요합니다. 설계 과정에 도움이 될 수 있는 몇 가지 팁을 소개합니다.
보드 크기
보드 크기를 먼저 설정하면 다층 PCB 보드의 다른 구성 요소를 결정하는 데 제약이 생깁니다. 최적의 보드 크기는 부품의 크기와 개수에 따라 달라집니다. 또한 보드를 장착할 위치, 간격 허용 오차, 드릴 구멍, 그리고 여유 공간 등에 따라서도 달라집니다.
레이어 디자인
PIN 밀도를 사용하여 보드에 필요한 층 수를 계산할 수 있습니다. 층 설계 시에는 임피던스 요건을 고려해야 하며, 특히 제어 임피던스나 고정 임피던스를 사용하는 경우 더욱 그렇습니다.
VIAS 선택
보드에 선택하는 VIAS는 제조 복잡성에 영향을 미칩니다. 따라서 이는 다층 PCB 보드의 품질에 영향을 미칩니다.
재료 선택
보드 제조를 위한 소재는 적층 방식을 사용하여 선택해야 합니다. 하지만 소재가 양호한 신호 무결성과 접지면 분포를 보장하는지 확인해야 합니다.
제조 공정 최적화
설계 결정은 다층 PCB 기판의 성능에 영향을 미칩니다. 간격, 솔더 마스킹, 드릴 구멍 크기, 그리고 트레이스 매개변수를 신중하게 선택해야 합니다. 이 모든 요소는 제조 공정에 상당한 영향을 미칩니다.
다층 PCB 기판의 두께 표준
과거 PCB의 일반적인 두께는 1.57mm 또는 0.063인치였습니다. 이는 합판 기판으로 인해 표준화되었습니다. 그러나 다층 PCB 기판 개발을 시작하면서 층간 커넥터 두께를 준수해야 했습니다. 따라서 필요한 두께는 가변적이 되었습니다. 그러나 일반적인 표준 두께는 0.008인치에서 0.240인치입니다. 요구 사항과 용도에 따라 PCB 두께를 선택할 수 있습니다.
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