PCB (인쇄회로기판) 는 전자 부품을 지지하는 구조물이자 전기 연결을 위한 매개체 역할을 하는 중요한 전자 부품입니다. 전자 인쇄 기술을 이용하여 제작되기 때문에 "인쇄" 회로기판이라고 불립니다. PCB는 전자 산업에서 필수적인 부품 중 하나입니다. 디지털 시계나 계산기와 같은 소형 기기부터 컴퓨터, 통신 전자 장비, 군사 무기 시스템과 같은 대형 시스템에 이르기까지 거의 모든 전자 기기는 집적 회로 및 기타 전자 부품을 전기적으로 연결하기 위해 인쇄회로기판을 사용합니다.
인쇄회로기판(PCB)은 절연 기판, 연결선, 그리고 전자 부품 조립 및 납땜을 위한 패드로 구성되며, 전도성 경로와 절연 기판의 역할을 동시에 수행합니다. PCB는 복잡한 배선을 대체하여 다양한 부품 간의 전기적 연결을 구현하고, 조립 및 납땜 공정을 간소화하며, 기존 배선 방식에 따른 작업량을 줄이고 노동 강도를 크게 낮춥니다. 또한, PCB는 기기의 전체 크기를 줄이고, 제품 비용을 절감하며, 전자 장비의 품질과 신뢰성을 향상시키는 데 기여합니다. PCB는 제품의 일관성을 높이고 설계 표준화가 가능하여 생산 공정의 기계화 및 자동화를 용이하게 합니다. 나아가, 완전히 조립 및 테스트된 PCB는 독립적인 예비 부품으로 사용할 수 있어 완제품의 교체 및 유지보수를 간편하게 해줍니다.
인쇄회로기판(PCB)은 원래 종이 기반의 구리 피복 적층판으로 만들어졌습니다. 1950년대 반도체 트랜지스터가 도입된 이후 PCB에 대한 수요는 급증했습니다. 집적회로의 급속한 발전과 광범위한 적용으로 전자 기기의 소형화와 회로 밀도 및 복잡성 증가가 이루어지면서 PCB의 지속적인 혁신이 요구되었습니다. 현재 PCB는 단면 기판에서 양면 기판, 다층 기판, 플렉서블 기판으로 발전해 왔습니다. 구조와 품질 또한 초고밀도, 소형화, 고신뢰성 수준으로 향상되었습니다. 새로운 설계 방법, 재료, 제조 공정이 끊임없이 등장하고 있습니다. 최근에는 PCB용 다양한 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어가 업계에 널리 보급되었으며, 전문 PCB 제조업체에서는 기계화 및 자동화 생산 방식이 수작업 공정을 완전히 대체했습니다.
레이어 수에 따른 분류
회로 기판(PCB)은 회로층의 수에 따라 단면 기판 , 양면 기판, 다층 기판으로 분류할 수 있습니다. 일반적인 다층 기판은 보통 4층 또는 6층으로 구성되지만, 더욱 복잡한 기판은 수십 층으로 구성될 수 있습니다. PCB 분류의 주요 세 가지 유형은 다음과 같습니다.
단면 보드
단면 기판(Single-Sided Boards)은 부품이 한쪽 면에 집중되어 있고 전도성 트레이스는 반대쪽 면에 있는 PCB입니다(또는 트레이스와 표면 실장 부품이 한쪽 면에 있고 스루홀 부품이 반대쪽 면에 있는 경우도 있습니다). 트레이스가 한쪽 면에만 나타나기 때문에 이러한 유형의 PCB를 단면 기판이라고 합니다. 회로 설계 에 엄격한 제약 (트레이스가 교차할 수 없고 반드시 서로 다른 경로를 따라야 함)이 있기 때문에 단면 기판은 일반적으로 초기 회로 설계에만 사용됩니다.
양면 보드
양면 기판(Double-Sided Boards)은 양면에 배선이 되어 있어 양쪽 면 사이에 적절한 전기적 연결이 필요합니다. 이러한 연결은 비아(via)라고 하며, 양쪽 면의 회로를 연결하는 작은 구멍으로 금속으로 채워지거나 코팅되어 있습니다. 단면 기판보다 표면적이 두 배인 양면 기판은 단면 기판 설계 에서 발생하는 배선 인터리빙 문제를 해결합니다 (비아를 통해 연결 가능). 따라서 단면 기판에서 일반적으로 처리하는 회로보다 더 복잡한 회로에 적합합니다.
연성보드, 강성-연성보드
다층 기판(Multi-Layer Boards, PCB)은 여러 개의 단면 또는 양면 기판을 활용하여 배선 면적을 넓힙니다. 예를 들어, 4층 PCB는 내부 층에 양면 기판을 사용하고 양쪽 외부 층에 단면 기판 두 개를 배치하거나, 내부 층에 양면 기판 두 개와 외부 층에 단면 기판 두 개를 배치할 수 있습니다. 이러한 인쇄 회로 기판들은 절연 접착제로 겹쳐 쌓고 설계 요구 사항에 따라 서로 연결됩니다. 층 수는 반드시 독립적인 배선 층의 수를 나타내는 것은 아닙니다. 특별한 경우에는 기판 두께를 조절하기 위해 빈 층을 추가할 수 있으며, 일반적으로 가장 바깥쪽 두 층을 포함하여 층 수는 짝수입니다. 대부분의 마더보드는 4~8층으로 구성되지만, 기술적으로 PCB는 거의 100층까지 가질 수 있습니다. 고성능 슈퍼컴퓨터는 종종 고도로 다층화된 마더보드를 사용하지만, 이제는 일반 컴퓨터 클러스터가 이러한 시스템을 대체할 수 있게 되면서 초고층 기판은 점차 드물어지고 있습니다. PCB의 각 층은 긴밀하게 통합되어 있어 실제 층 수를 파악하기 어렵지만, 마더보드 를 자세히 살펴보면 이 정보를 알 수 있습니다.
연성보드, 강성-연성보드
플렉서블 기판, 리지드 플렉스 기판은 리지드 회로 기판과 플렉서블 회로 기판으로 분류됩니다. 일반적으로 첫 번째 이미지에 표시된 PCB는 리지드 PCB(Rigid PCB)라고 하며, 두 번째 이미지의 노란색 연결 부분은 플렉서블 PCB(Flexible PCB)라고 합니다. 직관적인 차이점은 플렉서블 PCB는 구부릴 수 있다는 것입니다. 리지드 PCB의 일반적인 두께는 0.2mm, 0.4mm, 0.6mm, 0.8mm, 1.0mm, 1.2mm, 1.6mm, 2.0mm입니다. 플렉서블 PCB의 일반적인 두께는 0.2mm이며, 부품 납땜을 위해 뒷면에 두꺼운 층이 추가되어 0.2mm에서 0.4mm까지 다양합니다. 이러한 세부 사항을 이해하면 구조 엔지니어가 설계 시 공간적 기준을 확보할 수 있습니다. 리지드 PCB의 일반적인 재료로는 페놀 종이 라미네이트, 에폭시 종이 라미네이트, 폴리에스터 유리 섬유 라미네이트, 에폭시 유리 섬유 라미네이트가 있으며, 플렉서블 PCB의 일반적인 재료로는 폴리에스터 필름, 폴리이미드 필름, 불소화 에틸렌 프로필렌 필름이 있습니다.
