회로 기판 부품에 대한 궁극적인 가이드 - 유형, 선택 및 조립

회로 기판 구성 요소의 종류

회로 기판을 구성하는 다양한 구성 요소는 복잡성이 다양합니다. 다음은 가장 일반적인 유형의 회로 기판 구성 요소에 대한 개요입니다:

1. 패시브 구성 요소

목적

패시브 컴포넌트에는 세 가지 목적이 있습니다:

• 회로를 통과하는 전류를 줄이면 저항이 증가합니다.
• 회로 전압 제한.
• 전기장 또는 자기장의 형태로 에너지를 저장합니다.

공통 자료

• 구리
• 니켈
• 실버 
• 팔라듐

장점

패시브 회로 기판 구성 요소의 장점은 다음과 같습니다:

• 비교적 저렴한 가격입니다. 
• 가볍고 크기가 작습니다.
• 하나의 칩 또는 보드를 다른 구성 요소와 통합할 수 있습니다.
• 패시브 컴포넌트는 손실이 적기 때문에 액티브 디바이스와 달리 광범위한 주파수(10Hz~100kHz)에 걸쳐 사용할 수 있습니다.

애플리케이션

• 전원 공급 장치: 정류기, 커패시터 및 필터에 사용됩니다.
• 오디오 증폭기: 필터, 커패시터 및 인덕터에 사용됩니다.
• 필터: 커패시터, 인덕터 및 저항기에 사용되어 원치 않는 주파수를 제거합니다.
• 의료 기기: 센서 및 모니터링 장비에 사용됩니다.
• 항공우주 기술: 센서, 내비게이션 시스템 및 통신 장비에 사용됩니다.
• 산업 자동화: 센서, 스위치, 제어 시스템에서 사용됩니다.

일반적인 유형

가장 일반적인 패시브 컴포넌트 유형은 다음과 같습니다:

• 저항기 는 전류가 회로를 통과할 때 열이나 저항을 발생시켜 회로의 전류 흐름을 제한하는 데 사용됩니다.
• 커패시터 공기나 플라스틱과 같은 절연체로 분리된 두 개의 전도성 판에 반대 전하를 쌓아 전기 에너지를 저장하는 방식입니다.
• 인덕터 전류가 통과할 때 주변에 전자기장을 생성합니다.

2. 활성 구성 요소

목적

이러한 장치는 증폭하거나 스위치 전기 신호를 고속으로 전송할 수 있습니다. 전기의 흐름을 변경할 뿐만 아니라 경로를 전환할 수도 있습니다.

공통 자료

회로 기판의 활성 구성 요소에 사용되는 재료에는 다음이 포함됩니다:

• 구리 호일 또는 구리 피복 라미네이트(Cu)
• 알루미늄 도체는 기판에 직접 도금하거나 전기 도금을 사용하여 두꺼운 구리 층으로 인쇄합니다.
• 솔더 마스크 부식 및 단락을 방지하기 위해 노출된 구리 흔적과 패드를 덮는 데 사용됩니다.
• 포토레지스트는 에칭 시 보호 필름으로, 납땜 시 솔더 마스크로 사용됩니다.

장점

다음은 액티브 컴포넌트의 장점 중 일부입니다:

• 패시브 컴포넌트보다 작은 크기
• 다른 구성 요소를 위해 PCB에 더 많은 공간을 확보하세요.
• 저전력 소비
• 에너지 변환 효율이 높습니다. 따라서 외부에서 소비하는 에너지보다 더 많은 에너지를 전기로 변환할 수 있습니다.

애플리케이션

다음은 회로 기판의 활성 구성 요소의 응용 분야입니다:

• 주파수 제어: 능동 부품은 주파수 제어에서 중요한 역할을 합니다. 그 결과 장치는 특정 주파수에서 작동하거나 기능합니다.
• 증폭: 증폭 는 액티브 컴포넌트의 또 다른 응용 프로그램입니다. 이는 신호의 진폭을 증가시키기 때문에 발생합니다.
• 전압 조정: 능동 부품 회로의 또 다른 응용 분야는 전압 조정입니다. 입력 전압의 변동에 관계없이 출력 전압을 조절하는 데 도움이 됩니다.
• 전환 작업: 스위칭 동작은 능동 부품 회로의 또 다른 응용 분야로, AC 소스(전원)에 연결된 상태로 유지되는 부하를 켜고 끄는 데 사용합니다.

일반적인 유형

오늘날에는 다양한 유형의 액티브 컴포넌트를 사용할 수 있습니다. 몇 가지 예를 들면 다음과 같습니다:

• 트랜지스터: 증폭 및 스위칭에 사용할 수 있습니다. 이미터, 베이스, 컬렉터가 트랜지스터를 구성합니다.
• 다이오드: 전류가 한 방향으로만 흐르도록 합니다. 리드에는 세 개의 리드(양극, 음극, 게이트)가 있습니다.

집적 회로(IC): 이 실리콘 칩에는 여러 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 대부분의 컴퓨터는 이를 사용하여 중앙 처리 장치(CPU)를 제어합니다.

3. 전자기계 부품

목적

회로 기판에서 전자기계 부품은 양면 사이의 전도성 경로 역할을 합니다.

공통 자료

전자기계 부품 제조에 사용되는 재료는 매우 다양합니다. 다음은 가장 일반적인 몇 가지입니다:

• 금속 합금
• 플라스틱
• 고무 및 엘라스토머
• 유리

장점

전자기계 부품은 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 위치 및 속도에 대한 높은 정밀도를 유지합니다.
• 소음이 적어야 합니다.
• 수명이 길어 유지보수나 교체 없이 수년간 사용할 수 있습니다.
• 설치가 간편하고 가볍습니다.

애플리케이션

• 트랜스듀서: 센서, 마이크, 스피커는 이러한 장치를 사용하여 기계적 동작을 전기 신호로 변환합니다.
• 센서: 이러한 디바이스로 자동차, 항공우주, 의료 등 다양한 분야에서 온도, 압력, 동작을 측정할 수 있습니다.
• 발전기: 발전소, 풍력 터빈, 수력 발전소에서 볼 수 있는 전기 기계식 발전기는 기계 에너지를 전기로 변환합니다.

일반적인 유형

일부 유형에는 다음이 포함됩니다:

• 릴레이: 저전압 회로가 고전압 회로를 제어할 수 있도록 하는 장치로, 전력 및 산업용 애플리케이션에서 일반적으로 사용됩니다.
• 스위치: 전기 회로를 연결하거나 분리하는 데 사용할 수 있으며 푸시 버튼, 토글, 회전식 및 슬라이드 스위치를 포함합니다.
• 커넥터: 두 개 이상의 전기 회로를 연결합니다. USB, 오디오, 비디오 및 전원 유형으로 제공됩니다. 전자 장치가 없으면 제대로 작동할 수 없습니다.

회로 기판 구성 요소는 어떻게 선택하나요?

가장 먼저 해야 할 일은 회로 기판의 용도를 결정하는 것입니다. 간단한 타이머를 만들 건가요, 아니면 고급 센서를 만들 건가요? 

이렇게 하면 필요한 구성 요소의 유형을 좁히는 데 도움이 됩니다.

• 기능: 회로 기판에 필요한 기능과 일치하는 구성 요소를 선택합니다.
• 크기: 보드의 물리적 크기에 맞는 구성 요소를 선택합니다.
• Power: 회로의 전력 요구 사항을 처리할 수 있는 부품을 선택합니다.
• 가용성: 필요한 구성 요소에 쉽게 접근할 수 있고 재고가 있는지 확인합니다.
• 비용: 구성 요소의 비용과 프로젝트의 전체 예산의 균형을 맞추세요.
• 신뢰성: 신뢰할 수 있고 수명이 긴 것으로 알려진 구성 요소를 선택합니다.
• 제조업체의 평판: 회로 기판 부품을 선택할 때는 해당 업체가 얼마나 오랫동안 사업을 운영해왔는지, 얼마나 많은 제품을 성공적으로 배송했는지 살펴보세요. 신뢰할 수 있고 경험이 풍부한 회로 기판 부품 제조업체를 찾는 분들을 위한 것입니다, Langir 는 훌륭한 옵션입니다.  

회로 기판 설계 및 레이아웃

다양한 부품 유형의 회로 기판 레이아웃 모범 사례

다음은 다양한 구성 요소 유형이 있는 회로 기판 레이아웃에 대한 몇 가지 모범 사례입니다:

패시브 컴포넌트:

• 패시브 컴포넌트를 연결된 IC 또는 커넥터 근처에 배치합니다.
• 필터링 또는 신호 커플링과 같은 그룹 패시브 컴포넌트는 동일한 기능에 사용됩니다.

액티브 컴포넌트:

• 신호 간섭을 최소화하기 위해 회로 기판 중앙에 활성 부품을 배치합니다.
• 액티브 회로 기판 구성 요소에 가까운 디커플링 커패시터를 사용하여 노이즈를 줄이세요.

커넥터:

• 쉽게 접근할 수 있도록 회로 기판의 가장자리에 커넥터를 배치하세요.
• 커넥터를 일관된 방향으로 정렬하여 올바른 정렬을 보장합니다.
• 간섭을 방지하기 위해 커넥터 사이에 적절한 간격을 유지하세요.

전원 및 접지:

• 전원과 접지를 별도의 평면에 사용하여 소음을 최소화하세요.
• 전원 및 접지 트레이스는 필요한 전류를 처리할 수 있을 만큼 충분히 넓습니다.

고주파 구성 요소:

• 기생 커패시턴스 및 인덕턴스의 영향을 최소화할 수 있는 위치에 고주파 부품을 배치하세요.
• 고주파 성분에 짧은 트레이스를 사용하여 신호 손실을 최소화하세요.
• 전용 접지면을 사용하여 신호 간섭을 최소화하세요.

회로 기판 어셈블리

회로 기판 조립은 작동하는 전자 장치를 만들기 위해 전자 부품으로 회로 기판을 채우는 작업입니다. 이 프로세스에는 부품 선택, 인쇄 회로 기판(PCB) 레이아웃 및 조립 프로세스를 포함한 여러 단계가 포함됩니다.

조립 방법의 유형

회로 기판 조립에는 크게 두 가지 방법이 있습니다:

관통 구멍

표면 실장

조립 전 구성 요소 테스트

조립 전에 회로 기판 구성 요소를 테스트하면 사양을 충족하고 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 이 프로세스를 사용하면 제품 고장으로 이어질 수 있는 값비싼 오류를 방지할 수 있습니다.

납땜 중 열 충격 방지

납땜 기술 및 조립 장비

납땜 기술 및 장비에는 웨이브 납땜, 리플로우 납땜, 수동 납땜 등이 있습니다. 생산량과 납땜하는 구성 요소의 유형에 따라 장비는 달라집니다.

회로 기판 구성 요소 문제 해결

회로 기판 구성 요소는 고장, 손상, 잘못된 설치, 호환성 문제 등 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하고 진단하려면 다양한 구성 요소 유형과 진단 도구에 대한 지식이 필요합니다.

회로 기판 구성 요소의 일반적인 문제

회로 기판과 그 구성 요소에는 다음과 같은 문제가 발생하기 쉽습니다:

• 실패: 과전압, 과열 또는 부적절한 취급으로 인해 회로 기판 구성품이 고장날 수 있습니다.
• 피해: 부품은 취급, 조립 또는 작동 중에 손상되어 회로 기판에 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 설치가 잘못되었습니다: 잘못된 설치로 인해 극성이 뒤바뀌거나 정렬이 잘못되는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
• 호환성 문제: 일부 회로 기판 구성 요소는 PCB 또는 다른 구성 요소와 호환되지 않을 수 있습니다.

다양한 유형의 컴포넌트 문제 해결 및 진단하기

멀티미터, 오실로스코프, 로직 분석기 등 수동 및 능동 구성 요소의 문제를 해결하는 데 다양한 진단 도구를 사용할 수 있습니다. 이러한 도구는 결함이 있는 구성 요소나 깨진 흔적과 같은 근본 원인을 파악합니다.

재작업 기법

재작업 기술에는 PCB의 손상된 부품을 수리하거나 교체하는 작업이 포함됩니다. 기술에는 납땜 제거, 열풍 재작업 스테이션, 납땜 인두 등이 있습니다. PCB 또는 구성 요소의 추가 손상을 방지하려면 적절한 재작업 기술을 따르는 것이 필수적입니다.

회로 기판 부품의 미래

자동화, 소형화그리고 인공지능(AI)은 향후 회로 기판 부품의 개발에 영향을 미칠 것입니다.

더 복잡한 전자 기기에 대한 수요가 증가함에 따라 더 작고 효과적인 전자 부품이 필요합니다. 여기서 중요한 역할을 하는 것이 바로 나노기술입니다. 나노기술은 나노미터(nm) 또는 10억분의 1미터 단위로 측정되는 재료를 사용합니다.

나노 스케일 제조 기술의 이점은 다음과 같이 다양합니다.

• 더 작은 크기로 성능 및 효율성 개선
• 결함 감소로 인한 내구성 및 신뢰성 향상
• 에너지 소비도 줄일 수 있습니다.

AI 시스템은 교통, 의료 및 기타 산업 분야에서 사용하기 위해 개발되었습니다. 지난 몇 년 동안 AI 기반 시스템은 사람의 개입 없이도 이미지 식별, 물체 인식, 음성 인식, 번역과 같은 정교한 작업에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 사람이 이해할 수 없는 패턴을 식별하여 방대한 데이터 세트에 대한 인사이트를 제공합니다.

소형화 추세에 힘입어 장비 크기는 점점 작아지고 있지만 성능은 그 어느 때보다 빠르게 향상되고 있습니다. 이러한 추세로 인해 생산자는 이제 최저 비용으로 고성능 제품을 생산할 수 있습니다.

결론 

회로 기판 부품을 성공적으로 작동하려면 적절한 부품 선택, 설계 및 조립이 중요합니다. 회로 기판이 이러한 요구 사항을 충족하려면 Langir와 같은 평판이 좋고 경험이 풍부한 공급업체와 상담하는 것이 필수적입니다.

패널 스위치, 제어 패널 및 회로 보호에 대한 전문 지식을 갖추고 있습니다, Langir 는 회로 기판 개발 프로세스의 모든 단계에서 도움을 드릴 수 있습니다. 

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