PCB 제조 및 설계의 과제와 동향
Keywords: PCB Fabrication, RF PCB
신기술과 새로운 기술의 등장으로 인해 PCB, 즉 인쇄회로기판의 세계는 끊임없이 변화하고 있습니다. 이는 또한 PCB 시장의 영향도 받습니다: 원자재 공급이 더 어려워지거나 고갈되고 있습니다. 제품 개발, PCB 제조 및 설계는 고객 요구나 환경 변화에 의해 재구성되고 있습니다.
전도성 경로가 새겨진 PCB는 다른 적층 재료, 복합 에폭시 또는 얇은 유리 섬유 판으로 집적 회로, 저항기, 트랜지스터와 같은 부품을 연결하여 데이터를 분배 및 수집하고 기능적인 네트워크를 구축할 수 있도록 합니다.
완전히 새로운 응용 분야와 방법을 도입하면서 PCB의 새로운 기능과 성능이 지속적으로 등장하고 있습니다. 정보 기술, PCB 세계, 컴퓨팅 과학이 너무 많이 그리고 빠르게 변화하기 때문에 PCB 사용자에게 어떤 패턴이나 트렌드가 가장 중요할지 예측하기는 어렵습니다. 이는 소비자, 제조업체 및 다른 산업에도 적용됩니다. 비교적 짧은 기간 내에 업계에서 발판을 잡았거나 발생했거나 발생하고 있는 변화들을 살펴봐야 합니다. 인쇄회로기판 세계의 미래를 위해, 다음은 수반되는 도전 과제와 트렌드 중 일부이며 이는 중요한 역할을 할 것입니다. 그 내용은 다음과 같습니다:
고전력 기판 수요 증가
많은 새로운 솔루션과 기술 덕분에 48볼트 이상의 고전력 기판에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 일반적으로 태양광 응용 분야의 경우, 대부분의 패널이 작동하는 24~48볼트 범위와 같이 더 높은 전압 레벨이 연관됩니다.
더 크고 중요한 부품을 수용할 수 있는 옵션은 PCB의 전력을 증가시키는 한 가지 특별한 이유입니다. 예를 들어, 값비싼 배터리 팩의 도움으로 시스템이나 장치가 더 오래 작동할 수 있습니다. 이러한 제품에 대한 수요가 높습니다. 이러한 응용 분야를 지원하는 PCB는 더 강력하고 효율적이며 성능이 뛰어나야 합니다.
문제점
RF PCB 제조업체는 제품을 전례 없는 소형 크기로 슬림화해야 합니다. 그러나 가볍고 얇은 기판조차도 엄청난 양의 열을 발생시킬 수 있습니다. 궁극적으로 부품과 기판이 얼마나 강력해져야 하는지 때문에 열 밀도와 열 발생이 증가했습니다.
고전력 기판의 경우에도 방열 및 열 설계가 최적화되어야 하며, 이는 설계자에게 중요한 도전 과제입니다.
개방형 통신 및 IoT를 위한 더 많은 PCB
PCB 부문을 포함한 거의 모든 산업에서 사물 인터넷은 매우 흥미로운 도전 과제를 제시합니다. 소비자 등급 장치에서 이 기술은 과거에 개방 데이터 연결을 통한 원격 제어 및 모니터링을 제공하는 데 주로 초점을 맞추었습니다. 상업 산업에서는 여전히 이러한 경우이기는 하지만 오늘날 IoT는 개발, 소매, 제조 등 훨씬 더 널리 퍼져 있습니다.
IoT 장치는 일반적으로 휴대가 간편하고 컴팩트하며 기능으로 가득 차 있는 것이 특징입니다. 따라서 경량 PCB로 할 수 있는 것의 한계를 뛰어넘는 많은 장치들이 상당한 성능의 기판을 필요로 합니다.
기본 요소로서 보안이 내장되어야 하는 설계 세부 사항이 상황을 복잡하게 만들고 있습니다. 이는 이전에는 환경 변화로부터 기판과 그 부품을 보호하는 것이 더 중요한 관심사였던 반면, 이제는 인쇄회로기판이 변조에 대한 보다 진보된 보호 형태를 통합해야 함을 의미합니다.
IoT 지원 PCB는 그 개발을 직접적으로 규율하는 상당히 엄격한 규정과 표준을 충족해야 합니다. 작은 크기에도 불구하고 IoT 관련 기술을 위한 PCB의 구성 및 설계에는 훨씬 더 많은 요소가 포함됩니다.
플렉스 기판의 부상
최근 인쇄회로기판 제조에서 경성-연성 복합 기판과 연성 기판 모두에서 과거에는 훨씬 드물었던 두 가지 설계 방식이 인기를 얻고 있습니다.
이식 장치, 의료 기기, 모바일 소비자 가전, 센서 등 보다 구체적인 용도에는 연성 회로가 이상적입니다. 크기, 무게, 공간 제약이 매우 엄격한 설계에 탁월한 선택입니다. 고밀도 및 고온 응용 분야에도 더 적합합니다.
반면, 경성-연성 복합 기판은 연성 및 경성 설계 방식의 하이브리드입니다. 이들은 스펙트럼 양 끝의 특징을 모두 나타내지만, 어느 한쪽 목표에 특히 잘 부합하지는 않을 수 있습니다. 많은 경우 서브 기판이 됩니다. 순수 연성 기판이나 경성 기판에 추가 레이어를 생성하는 방식으로 부착됩니다. 그러나 설계 단계에 여러 단계가 포함된 다층 인쇄회로기판은 상당히 복잡해질 수 있습니다.
두 종류 모두 최대 성능, 더 작은 크기, 가벼운 무게, 더 높은 신뢰성 등급과 같은 기능적 이점을 제공합니다. 또한 기존의 경성 기판과 다르게 설계되었기 때문에 개발을 위한 더 다양한 재료 옵션을 제공합니다.
공급망의 더 엄격한 관리
요즘 거의 모든 사람이 사이버 보안을 염두에 두고 있기 때문에 하드웨어는 도전 과제입니다. 특히 전자제품이 제조와 같은 특정 산업의 핵심 시스템으로 자리 잡으면서, 예를 들어 위조 부품은 점점 더 커지는 문제입니다. 디지털 혁명으로 인해 점점 더 많은 전자제품이 요구되고 있으며, 이들 모두는 부착된 부품과 인쇄회로기판을 필요로 합니다.
부품과 함께, 기판 자체가 진화함에 따라 위조와 속임수에 대한 새로운 기회를 도입하는 많은 혁신적인 설계와 신규 기술이 등장할 것입니다. 관련된 모든 당사자에 대한 가시성과 책임성을 모두 높이면서, 시장은 공급망에 대한 감독을 강화해야 할 것입니다.
취약하거나 가짜 요소에 대한 잠재적 응용을 걸러내기 위해, 특히 새로운 인쇄회로기판 제조 표준과 방법이 개발되어야 합니다.
COTS 부품의 확산
상용 기성 부품, 즉 COTS 부품으로 전환하는 많은 인쇄회로기판 제조업체들이 있습니다. 이들은 설계 프로세스를 개선하고 가속화하는 것 외에도 다양한 정도의 이점을 제공하는 기성 솔루션입니다.
중요 시스템 및 우주 기반 시스템의 경우, 타사 요소가 규제 지침과 엄격한 표준화를 충족해야 하므로 COTS는 훌륭한 소식입니다. 훨씬 낮은 간접비로 더 높은 효율성과 신뢰성을 달성할 수 있습니다.
일부 인쇄회로기판 전문가들은 설계의 무분별한 상업화가 부품에 대한 규제 완화를 의미할 수 있다고 우려합니다. 즉, 모든 사람이 더 높은 품질 기준에 따라 생산된다는 것을 알고 평판이 좋은 출처에서 인쇄회로기판 제품을 받고 있다면 규제가 최소화될 것이라는 가정이 생길 수 있기 때문입니다.
새로운 인쇄회로기판 생산 표준
이러한 추세는 다가오는 인쇄회로기판 제조 및 설계의 변화를 의미하며, 일부는 다른 것보다 현재 시장에 더 큰 혼란을 야기할 가능성이 있습니다. 그러나 성능 계획 및 설계 혁신 측면에서 긍정적인 전진 추진력을 보여주기도 합니다.
더 많은 상업적 표준과 통일된 규제, 그리고 제품 신뢰성 및 설계에 대응하여, 인쇄회로기판 산업과 인쇄회로기판 제조 전반이 진화하고 개선되고 있습니다. 인쇄회로기판의 세계에 있어 이것은 혁신의 시대입니다.