회로 기판 트레이스란 무엇인가요?

회로 기판 트레이스는 PCB 기판에 직접 에칭됩니다. 경로라고도 합니다. 이러한 트레이스는 전선과 유사합니다. 이러한 트레이스의 기본 목적은 신호나 전력을 PCB 부품으로 전달하는 것입니다. 예를 들어 릴레이, 저항, 단자, 커패시터 케이스, 도체 등이 있습니다. 그렇다면 PCB 엔지니어는 이러한 상황을 어떻게 처리할까요? 그들은 구리 호일로 PCB 트레이스를 좁은 폭으로 만듭니다.

흥미로운 점은 이러한 트레이스가 전자 분야에 변화를 가져왔다는 것입니다. 예를 들어, 이러한 트레이스는 기존 배선 방식을 완전히 대체합니다. 오늘날 제조업체들은 신뢰성 향상과 표준화된 배선 경로로 이러한 트레이스를 활용하고 있습니다.

회로 기판 트레이스란 무엇인가요?

아주 간단히 말해서, 회로 기판 트레이스는 회로 기판에서 흔히 볼 수 있는 얇은 금속 선입니다. 전기가 흐르는 작은 도로라고 생각하면 됩니다. 장치에 전원을 공급하면 전기가 이 트레이스를 따라 흐릅니다. 모든 부품을 연결하는 것이 목적입니다.

아시다시피, 이 트레이스는 매우 중요합니다. 트레이스가 없으면 전자 제품이 전혀 작동하지 않을 테니까요! 가장 중요한 점은 지저분한 전선을 대체하여 기기를 더 작고 안정적으로 만들어준다는 것입니다. 왜 중요할까요? 우리가 사용하는 거의 모든 기기에 트레이스가 내장되어 있기 때문입니다.

회로 기판 트레이스의 재료

PCB 트레이스의 일반적인 소재를 확인하세요.

● 구리(Cu)

● 알루미늄(Al)

● 은(Ag)

● 금(Au)

● 니켈(Ni)

구리 (Cu)

PCB 제조업체들은 구리(Cu)를 일반적인 제조 재료로 사용합니다. 따라서 PCB에서 신호 전달을 위한 얇은 경로를 구축하는 데 구리가 활용됩니다. 구리가 뛰어난 특성을 제공한다는 사실, 알고 계셨나요? 구리는 필수적인 선택입니다. 예를 들어, 전기 전도성, 저렴한 가격, 그리고 호환성 등이 있습니다.

구리의 고유한 특성과 성능은 엔지니어들에게 도움을 줍니다. 구리는 엔지니어들이 생산적인 전자 제품을 생산할 수 있도록 해줍니다. 내구성, 신뢰성, 그리고 취급 시 손상에 대한 저항성 덕분에 구리는 가장 널리 사용되는 소재입니다.

 

속성:

 

● 높은 전기 전도도

● 열전도도

● 연성

● 경제적

● 녹에 강함

● 강도 대 중량 비율

● 신뢰성

 

어플리케이션 :

 

마이크로스트립 전송선

 구리 트레이스는 마이크로스트립 전송선의 고주파 신호를 개선하는 데 사용됩니다. 구리 트레이스는 원하는 폭과 두께로 맞춤 제작할 수 있습니다.

파워 앰프

 제조업체는 전력 증폭기에 구리 배선을 사용하여 전력을 분배하고 출력 레벨을 조절합니다.

고주파 회로

구리 배선은 레이더나 통신 시스템을 포함한 고주파 회로의 성능을 향상시킵니다. 구리 배선은 우수한 전기 전도성과 낮은 제어 저항을 제공합니다.

무선 주파수 식별(RFID)

 제조업체는 무선 주파수 식별(RFID) 장치에 구리선을 부착합니다. 이를 통해 무선으로 데이터를 전송하며, 저장 목적으로도 사용됩니다.

MEMS 장치

 이러한 트레이스는 미세전자기계(MEM) 장치에 사용됩니다. 기계적 요소와 전자적 요소를 단일 트립으로 결합합니다.

태양 전지 패널

 태양광 패널은 옥외용으로 사용됩니다. 따라서 부식과 환경적 요인에 대한 내구성이 뛰어난 소재의 광범위한 특성이 요구됩니다. 따라서 엔지니어는 태양광 패널의 PCB에 구리 배선을 삽입합니다.

신호 무결성

구리 트레이스는 전자 장치에 널리 사용됩니다. 이는 신호 무결성을 향상시키고, 전자기 간섭(EMI)과 누화를 줄여줍니다.

알루미늄 (Al)

우리 모두 알다시피 알루미늄은 수십 년 동안 제조 기술에 사용되어 왔습니다. 시중에서 쉽게 구할 수 있으며, 뛰어난 내식성을 자랑합니다. 알루미늄 PCB 트레이스는 금속 코어라는 제조 공정을 통해 제작됩니다.

 

알루미늄 합금을 사용하여 회로 기판 트레이스를 구성하는 것은 경량 제품의 핵심입니다. 알루미늄 합금의 열전도 특성은 전송 작업 중 발생하는 열을 분산하는 데 도움이 됩니다.

속성:

● 낮은 전기 전도도

● 우수한 열전도도

● 가볍다

● 부식 방지

● 내구성이 좋음

● 신뢰할 수 있는

어플리케이션 :

극저온 전자공학

 알루미늄 배선은 초전도 배선 역할을 합니다. 이를 통해 신호 공급이 가능해집니다. 이것이 극저온에서도 고전력 흐름을 유지하는 이유입니다. 이는 매우 낮은 온도를 필요로 합니다. 극저온 전자 제품은 양자 컴퓨팅이나 진보적인 연구 도구 및 과학 기기입니다.

X선 시스템용 투명 PCB

 알루미늄 트레이스는 원자 번호를 포함합니다. X선 시스템에서 X선 감쇠율이 낮아 사용되며, 구리보다 방사선 흡수를 현저히 줄입니다. 사용자가 물체에 X선을 조사하면 이 트레이스는 투명해지며, 명확한 관찰 결과를 제공합니다.

핵빔 응용 분야

앞서 논의했듯이 알루미늄 합금은 우수한 열전도도를 제공합니다. 따라서 제조업체는 고준위 방사선을 포함하는 핵 빔 응용 분야에 알루미늄 합금을 사용합니다. 알루미늄 트레이스는 열 발산을 관리합니다. 탐지 장치, 핵 계측 장치, 입자 가속기 전자 장치에 이러한 트레이스가 사용되며, 이는 열 발생을 줄이는 데 도움이 됩니다.

LED 조명 시스템

 LED 조명은 작동 중에도 계속 열을 발생시킵니다. 이 과도한 열을 방출하는 부품이 필요합니다. 알루미늄 배선은 과열을 제어하는 가장 좋은 방법입니다.

항공우주 및 자동차

 소비자들은 다양한 산업 시스템에서 알루미늄 트레이스를 활용합니다. 이러한 트레이스는 작동 중 과열을 방지합니다. 항공우주 및 자동차 산업에서는 자동차, 항공기, 가전제품, 그리고 소비자 가전제품에 알루미늄 트레이스가 사용됩니다. 이러한 기기들은 알루미늄 트레이스를 방열판으로 사용합니다.

실버 (Ag)

은은 금보다 저렴합니다. 높은 열 전도성과 내식성을 제공하여 납땜 성능을 향상시킬 수 있습니다. 제조업체들은 은을 이용하여 구리의 표면 마감을 향상시킵니다. 따라서 기판 조립 라인에 보호층을 형성합니다.

속성:

● 열을 효과적으로 방출합니다.

● 최고의 전기 전도도.

● 구리보다 산화에 대한 저항성이 우수합니다.

● 비싼

어플리케이션 :

고주파 회로 기판

은 트레이스는 우수한 전류 용량을 가지고 있어 신호 전송을 지원합니다. 이 트레이스는 고주파 신호의 간섭을 제거합니다. 은 트레이스는 RF 회로 및 정밀 신호 전송이 필요한 제품에 사용됩니다.

의료기기

  은 트레이스는 심박 조율기와 진단 장치에 사용됩니다. 은 트레이스의 기본 목적은 무엇일까요? 이 트레이스는 PCB에 삽입되어 장비 성능을 향상시킵니다. 이를 통해 민감한 장비에서 정확한 정보를 수집할 수 있습니다.

군사 시스템

은 금속은 구리를 대체할 수 있는 경제적인 대안입니다. 따라서 군사 시스템에 널리 사용됩니다. 또한 해양 관련 장비를 극한 환경으로부터 보호합니다.

가전제품

PCBasic과 같은 PCB 회사는 안전하고 신뢰할 수 있는 전자 제품 제작에 중점을 둡니다.. 은 트레이스는 PCB 납땜을 위한 추가 층을 제공합니다. 이는 제품의 수명과 내구성을 향상시킵니다.

골드 (Au)

금은 다른 금속에 비해 비싼 재료입니다. 하지만 금은 다양한 특성을 가지고 있습니다. 금을 사용하면 내구성 있는 회로 기판을 만들 수 있습니다. 주요 특징(내식성, 유연성, 열용량) 외에도 전선 간의 강력한 접합을 가능하게 합니다. 이 재료는 생체 적합성이 뛰어나고 빠르게 녹습니다. 제조업체는 이 부품을 재활용하여 새로운 수율의 제품을 생산할 수 있습니다.

속성:

● 산화 및 부식에 대한 우수한 저항성

● 생체적합성

● 표면 마감

● 비용이 많이 든다

● 유연성

● 녹기 쉬움

● 납땜성이 좋음

● 무연

어플리케이션 :

엣지 커넥터 및 스위치 접점

 금 물질은 PCB의 엣지 커넥터와 스위치 접점을 코팅하는 데 사용됩니다. 이는 시간이 지남에 따라 안정적인 연결을 유지하는 데 도움이 됩니다.

마이크로

PCB에서는 IC나 반도체와 같은 마이크로전자 부품의 기여도가 높습니다. 따라서 PCB의 전도성을 안정화하기 위해 금이 사용됩니다.

전자 장비

 금도금 컬럼은 컴퓨터, 웨어러블 기기, 스마트폰과 같은 전자 기기에 사용되며, 보조 회로를 통해 마더보드에 연결됩니다.

우주선과 위성

 우주선 및 위성 애플리케이션은 위험한 기후 조건을 견뎌내기 위해 PCB에 금 트레이스를 사용합니다. 이러한 트레이스는 통신 전송 및 전력 시스템을 효과적으로 제어합니다.

니켈 (Ni)

니켈 소재는 PCB의 구리판에 이중 코팅층을 형성하는 데 일반적으로 사용됩니다. 첫 번째 코팅층은 구리판을 녹과 산화로부터 보호합니다. 마찬가지로 두 번째 코팅층은 구리판의 수명을 연장합니다. 이 금속은 솔더링 부분과 구리 사이의 장벽 역할도 합니다.

속성:

● 산화에 대한 강한 저항성을 제공합니다.

● 수명 연장

● 납땜성

● 중간 정도의 전기 전도도

● 경도

어플리케이션 :

ENIG 도금

무전해 니켈 도금은 PCB에 적용되어 산화 방지를 위한 추가적인 보호층을 제공합니다.

도금된 스루홀

 엔지니어는 니켈 도금을 사용하여 관통 구멍을 만듭니다. 이는 다층 PCB의 기계적 강도를 향상시킵니다.

커넥터 및 접점

 PCB의 커넥터와 접점은 장기간 사용을 위해 견고한 집적도를 요구합니다. 따라서 부품 납땜 및 하네스 제공에는 니켈 소재가 사용됩니다.

PCB 트레이스 두께

PCB 트레이스 두께는 트레이스의 폭과 높이를 말합니다. 프로젝트 설계에 따라 결정될 수 있습니다. 일반적으로 회로 기판 트레이스의 두께는 0.008인치에서 0.240인치입니다. PCB 트레이스의 두께를 결정할 때는 다음 요소를 고려하십시오.

● 표준 두께

● 트레이스 폭

● 추적 종료

● 트레이스 크기 계산기

표준 두께

단순 산업 분야부터 산업용까지 PCB 트레이스의 표준 두께는 약 0.5oz/ft²에서 2oz/ft²입니다. 그러나 고전압 전력을 사용하는 중장비 프로젝트에서는 2oz/ft² 이상이 필요합니다.

트레이스 폭

트레이스 폭은 일반적으로 PCB 제작자가 정하고 지정합니다. 이는 신호 전송을 담당하는 얇은 구리선을 의미합니다.

추적 종료

독자가 기억해야 할 또 다른 점은 트레이스와 패드의 접합부 또한 트레이스 두께에 영향을 미친다는 것입니다. 트레이스 폭은 주로 SOIC 풋프린트에서 패드 폭에 따라 결정됩니다.

트레이스 크기 계산기

PCB 제조업체는 트레이스 크기 계산기를 사용하여 트레이스 두께를 측정합니다. 이를 통해 과열 및 감전 위험을 방지하기 위한 적절한 치수를 선택할 수 있습니다.

PCB 트레이스 폭 대 전류

PCB 트레이스 폭과 전류는 어떤 관계가 있을까요? 간단히 설명하자면, PCB 트레이스와 전류의 관계는 전송 용량을 나타낸다고 할 수 있습니다. 트레이스 두께의 크기는 저전류에서 고전류까지의 전력 전압에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 PCB의 신뢰성을 높이려면 적절한 크기 선택이 필수적입니다.

전류에 대한 PCB 트레이스 폭 계산:

● IPC-2221 표준

● 고려해야 할 요소

IPC-2221 표준

IPC-2221은 가장 효과적인 접근 방식입니다. 이는 제조업체가 트레이스 두께의 정확한 크기를 결정하는 데 도움이 됩니다. 전류 용량 및 온도 상승에 대한 공식과 차트 형태로 몇 가지 중요한 측면을 제시합니다. 아래 차트를 참조하세요. 이 차트는 두께 크기를 선택하는 방법을 안내합니다. 이 크기는 외부 및 내부 층의 전류 용량을 기반으로 합니다.

 

전류(암페어)	외부 트레이스 폭(밀)	내부 트레이스 폭(밀)	외부 트레이스 폭(밀)	내부 트레이스 폭(밀)
	(10°C 상승)	(10°C 상승)	(20°C 상승)	(20°C 상승)
0.5	6	12	4	7
1	12	24	7	14
2	20	40	12	24
3	30	60	20	40
5	50	100	30	60
10	100	200	60	120
15	150	300	100	200

 

고려해야 할 요소

● 전류 흐름

● 허용 온도 상승

● PCB 레이어

회로 기판 트레이스를 수리하는 방법?

회로 기판의 트레이스가 끊어지면 직접 수리할 수 있습니다. 핵심은 전기가 흐를 수 있는 새로운 경로를 만드는 것입니다. 먼저 손상된 부분을 깨끗이 청소하여 PCB를 수리해야 합니다. 먼지가 있으면 수리한 부분이 잘 붙지 않습니다. 그런 다음 전도성 페인트, 납땜 또는 가는 전선을 사용하여 끊어진 트레이스를 다시 연결합니다.

 새 연결 부분이 안전하고 완전히 접촉되는지 확인하는 것이 가장 중요합니다. 왜 중요할까요? 약하게 수리하면 곧 다시 고장 날 수 있기 때문입니다. 아시겠죠? 회로 기판 트레이스 수리를 잘하면 기판 전체를 교체하지 않아도 됩니다!

맺음말

회로 기판 트레이스는 회로 기판의 표준 경로입니다. 모든 요소에 신호 전송을 분산시킵니다. 제조업체는 다양한 재질 중에서 선택하여 원하는 트레이스를 제작할 수 있습니다. 이러한 트레이스는 신호 무결성을 위해 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 트레이스의 두께와 너비는 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 기능적인 특성을 고려하여 PCB 트레이스를 설계할 때는 특정 측면을 고려해야 합니다.