이 기사는 소개하는 것을 목표로합니다 인쇄회로기판(PCB) 기판에 사용되는 다양한 재료. 선택한 기판 재료는 설계자의 응용 분야에 적합해야 합니다. 패키징 기판은 전자 패키징의 필수 부품이며 칩과 외부 회로를 연결하는 브리지입니다. 기질은 포장에서 다음과 같은 역할을 합니다.
- 칩과 외부 회로 사이의 전류 및 신호 전송 실현
- 기계적으로 칩을 보호하고 지원합니다.
- 칩이 외부 세계로 열을 발산하는 주요 방법입니다.
물질적 관점에서 보면, 일반적으로 사용되는 PCB 기판에는 유기 기판(FR-4), 세라믹 기판 및 금속 기판이 있습니다..
FR-4 기판
FR-4 소재 일반적으로 PCB의 표준 기판으로 간주됩니다.. FR-4 재료의 비용은 저렴하여 FR-4 재료를 PCB의 표준 옵션으로 만듭니다. FR-1, FR-2 및 FR-3 재료와 비교할 때 FR-4 재료는 단면에서 다층 PCB를 만드는 데 가장 적합한 선택입니다. FR은 내화재 등급 코드이며 4는 유리 강화 에폭시 수지 직조를 나타냅니다. PCB에 사용되는 다양한 유형의 FR-4 등급 재료가 있습니다., 그 대부분은 tera-function 에폭시 수지, 필러 및 유리 섬유로 만든 복합 재료입니다. FR-4 재료의 주요 기술 특징은 안정적인 전기 절연, 우수한 표면 평탄도 및 표준 두께 허용 오차로 FR-4 재료는 고성능 전자 절연 요구 사항이 있는 제품에 적합합니다. FR-4 소재는 낮은 흡습성으로 인해 건조하고 습한 환경에서 높은 기계적 강도와 우수한 단열성을 유지합니다. 그러나 FR-4 FR-4 재료는 유전율이 높기 때문에 PCB 기판 재료는 고주파 PCB에 적합하지 않습니다. (Df), 이는 신호 주파수가 증가할수록 더 많은 신호가 손실된다는 것을 의미합니다. 또한 FR-4 소재는 항공우주 분야와 같은 고온 환경에서 사용하기에 적합하지 않습니다.
FR-4 PCB 기판 재료의 예:
- 표준 FR-4: 이 유형의 FR-4의 유리 전이 온도(Tg)는 130~140입니다.
- Mid Tg FR-4: 이 유형의 FR-4의 유리 전이 온도(Tg)는 150~160입니다.
- 높은 Tg FR-4: 이러한 유형의 FR-4의 유리 전이 온도(Tg)가 170보다 큽니다.
- 고속 및 매우 낮은 손실 HDI 재료: 이 FR-4 재료의 예는 Isola I-speed입니다.
세라믹 기판
세라믹 보드는 열전도성 세라믹 분말과 유기 접착제로 만들어집니다. FR-4라는 용어와 유사하게 세라믹은 화학적 구조와 물리적 특성이 유사한 일련의 재료를 말합니다. 인쇄회로기판의 세라믹 기판은 주로 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화베릴륨 등이다. 탄화규소와 질화붕소의 경우 유사한 특성을 가진 널리 사용되는 세라믹입니다. FR-4 PCB 기판에 비해 세라믹 기판은 열전도율이 높습니다. 9 ~ 20 W/mk 범위이며 특정 응용 분야에서 몇 가지 이점이 있습니다. 즉, 세라믹은 차세대 대규모 집적 회로 및 전력 전자 모듈에 이상적인 재료입니다. 예를 들어 고출력 LED 조명 분야에서는 방열성이 우수한 세라믹과 금속이 일반적으로 PCB 기판을 준비하는 데 사용됩니다. 세라믹 보드의 다른 장점은:
- 도체 구조 값에 더 가까운 열팽창 계수
- 저항이 낮은 금속막
- 기판의 우수한 납땜성 및 높은 사용 온도
- 낮은 고주파 손실
- 좋은 단열
- 고밀도 어셈블리
- 환원 환경에서 장기간 사용
- 항공우주 분야의 높은 신뢰성
- 바람직한 기계적 강도
금속 기판
PCB의 금속 기판은 코어 재료가 금속이라는 것을 의미하므로 많은 양의 열을 빠르게 발산하여 부품 손상을 방지할 수 있습니다.. 현재 금속 기판 제조에 가장 일반적으로 사용되는 금속은 구리와 알루미늄입니다. 둘 다 열전달 능력이 뛰어납니다. 알루미늄과 비교할 때 구리는 더 비싸고 무거우며 덜 단단합니다. 따라서 알루미늄은 금속 기판 선택에서 보다 경제적인 옵션입니다. 금속 기판의 응용 분야에는 LED 조명, 산업용 전력 장비, 입출력 증폭기, 반도체 냉각 장치 등이 있습니다.
확인 : PCB의 종류.
참조 :
https://www.proto-electronics.com/blog/pcb-fr4-guide-printed-circuits
https://www.protoexpress.com/blog/choosing-hdi-materials/
https://resources.altium.com/p/ceramic-vs-fr4-multilayer-pcbs-when-use-either-and-how
https://www.protoexpress.com/blog/advantages-metal-core-printed-circuit-boards/
참조 :
https://www.protoexpress.com/blog/wet-pcb-etching-acidic-alkaline-methods/