단면 PCB와 양면 PCB: 어느 것이 당신에게 맞을까요?

개요

단면 PCB는 한 면에 회로가 ​​있고 양면 PCB는 양쪽에 연결이 가능합니다. 어느 것이 프로젝트에 가장 적합할까요? 이 글에서는 전자 제품에 적합한 선택을 하는 데 도움이 되도록 장단점을 살펴보겠습니다. 자세히 살펴보겠습니다!

단면 PCB

단면 PCB 기본 재료의 한 표면에만 구리 흔적이 있으며 일반적으로 포함됩니다. 유리 섬유 에폭시 복합재. 구성 요소는 반대쪽 또는 카운터 쪽에 장착됩니다. 이러한 보드는 기본적이고 경제적이며 대부분의 복잡하지 않은 가젯에 적합합니다. 이러한 유형의 회사는 많은 수의 간단한 회로를 제조하는 데 매우 뛰어납니다. 그럼에도 불구하고 IC에 통합된 구성 요소의 구현 복잡성과 밀도 측면에서 단점이 있습니다. 단일 레이어 PCB는 종종 계산기, 전원 공급 장치, LED 및 CCFL 조명 시스템에 사용됩니다.

양면 PCB

와 양면 PCB, 전도성 구리 층은 기판의 상단 및 하단 표면에 모두 있습니다. 한쪽 또는 양쪽에 장착되고 구멍이나 비아를 통해 도금될 수 있습니다. 이 디자인은 더 유연하고 복잡하여 주어진 영역과 복잡한 회로 패턴에 더 많은 구성 요소를 수용할 수 있습니다. 고밀도 양면 PCB는 컴퓨터, 스마트 폰및 기타 산업 자동화 시스템을 적당한 가격으로 제공합니다.

단면 PCB와 양면 PCB 비교

필요와 요구 사항에 따라 앞서 언급한 유형 중 하나를 선택하여 디자인에서 디자인합니다. 단면은 더 쉽게 만들 수 있지만 사용에 제한이 있습니다. 양면은 양면을 모두 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 프로젝트에 적합한 옵션을 알 수 있습니다. 이제 몇 가지 주요 사항을 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 레이아웃

단일 레이어 PCB는 한 쪽에만 구성 요소를 장착할 수 있으므로 설계 유연성이 상당히 제한됩니다. 즉, 복잡한 회로를 배치할 수 있는 여유 공간이 훨씬 줄어듭니다. 반면, 이중 레이어 PCB는 보드의 양쪽을 구성 요소와 트레이스에 사용할 수 있도록 배치할 수 있습니다. 이를 통해 구성 요소에 더 많은 공간을 제공하여 세부적인 설계에 적합합니다. 이중 레이어 PCB는 일반적으로 더 고급 회로에 대한 레이아웃을 최적화하여 사용 가능한 공간을 더 잘 활용하는 데 도움이 됩니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 크기

물론, 단면 보드는 보드의 부품과 선의 기하학적 평면이 한 면만을 위한 충분한 공간을 남기지 않기 때문에 전반적으로 더 큽니다. 다시 말해, 대부분의 컴팩트한 디자인에서는 그렇지 않은, 더 큰 폼 팩터가 제품으로 달성됩니다. 보드의 두 표면을 모두 활용하는 양면 PCB와 유사하게, 공간 감소에 비슷한 역할을 합니다. 이는 우연히도 공간이 문제가 되는 휴대 가능하고 얇은 WWAN에 더 적합하게 만들 것입니다. 크기를 줄이면 일반적으로 디자인이 더 효과적입니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 복잡성 및 구성 요소 밀도

단면 PCB는 하드웨어 복잡도가 낮은 간단한 애플리케이션에만 사용해야 합니다. 양면 설계와 고밀도 설계에서는 신호 라우팅을 허용할 공간이 없습니다. 양면은 이제 더 복잡한 애플리케이션을 위해 고안되었으며 구성 요소 배치와 관련하여 더 많은 유연성이 부여됩니다. 더 많은 구성 요소를 양쪽에 장착할 수 있으므로 더 높은 구성 요소 밀도를 달성할 수 있습니다. 이는 단면 PCB가 너무 복잡하고 고성능의 복잡한 연결을 요구하는 모든 설계에 적합하지 않기 때문입니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 라우팅 기능

단면은 모든 구성 요소와 라인이 한쪽에만 있기 때문에 라우팅과 관련된 레이어링이 제한적입니다. 대부분의 경우 다른 연결 사이에 점퍼 와이어가 필요합니다. 그래서 일반적으로 레이아웃 덜 효율적일 것입니다. 양면 PCB에서 이러한 여러 개의 비아 홀은 PCB 한 면의 트레이스를 반대 면의 트레이스에 전기적으로 연결합니다. 이러한 보드는 트레이스를 더 잘 계획할 수 있으므로 점퍼 와이어의 수가 줄어듭니다. 또한 신호의 설계된 경로는 장치의 성능을 상당히 개선합니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 지원되는 기능

단일 레이어 PCB는 기본 기능에 적합하고 단일 레이어 보드는 간단한 회로에만 적합합니다. 그러나 현대적인 디자인 요소의 적용 유연성을 제공하지 못합니다. 양면 PCB의 장점은 다음과 같은 특징을 포함합니다. 바닥 및  동력 비행기, 만큼 잘 매우 복잡한 신호 상호 연결. 이는 더 복잡한 회로 레이아웃과 EMI와 같은 노이즈 감소를 향상시키고 고성능 전자 장치에 필수적인 효율적인 전력 분배를 위해 사용됩니다.

단면 PCB 대 양면 PCB 비용

단면 PCB는 생산에 사용할 작업이 적고 재료도 더 적기 때문에 더 저렴합니다. 표준화되고 저렴한 가격대의 제품 라인이 확장된 경우에 유리합니다. 양면 PCB는 제조에 더 많은 재료와 공정이 필요하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 그러나 많은 경우 전체 보드 공간을 줄이고 더 많은 기능을 허용하여 복잡한 설계에 더 저렴합니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 제조 공정

단면 PCB는 간단한 제조 공정을 포함합니다. 한 표면에 회로를 새기고 후자를 통해 부품 경로를 만듭니다. 빠르고 프로세스가 덜 필요합니다. 양면 PCB는 관통 구멍 구성 요소를 위해 양쪽을 정렬해야 하기 때문에 프로세스가 약간 더 복잡합니다. PTH, 그리고 레이어 간에 필요한 연결을 확보합니다. 표준화는 덜 필요하지만 보드는 훨씬 더 다양하고 더 미세 조정이 필요합니다.

제조업의 추가 프로세스 중 일부는 다음과 같습니다.

• 구멍을 통해 도금
• 각 계층 간의 연결이 양호하도록 하세요.
• 특수 상황에서는 다양한 품질 보드에 맞게 조정할 수 있습니다.

단면 PCB와 양면 PCB의 생산 기간

단면 PCB는 생산하기 쉽기 때문에 프로토타입이나 설계 변경이 정기적으로 발생하는 경우에 사용하기에 이상적입니다. 따라서 설계가 자주 생성되고 변경되는 프로젝트나 프로토 타입. 양면 PCB의 생산은 일반적으로 일반적인 생산 시간보다 더 많은 시간이 걸립니다. 양면 에칭 및 관통 홀 도금과 같이 보드를 만드는 데 필요한 추가 단계는 제작하는 데 더 많은 시간이 걸리지만 더 나은 보드를 생산합니다.

단면 PCB와 양면 PCB 비교표

응용 및 예

단면 PCB 애플리케이션

단면 PCB는 애플리케이션 요구 사항이 간단하고 가전제품의 수량이 많은 경우에 유용합니다. 통합 계산기, LED 조명, 전원 공급 장치, 간단한 가전제품 등이 있습니다. 회로의 복잡성이 낮은 제품, 즉 공간이 큰 고려 사항이 아닌 중간 복잡도의 제품에는 비교적 저렴하고 구현하기 쉽습니다.

양면 PCB 애플리케이션

양면 PCB는 더 복잡한 전자 기기의 적용에서 더 자주 사용됩니다. 스마트폰, 컴퓨터, 산업용 제어 시스템 및 의료 기기에 사용됩니다. 제한된 공간에서 정교한 구조로 설계할 수 있기 때문에 고급 통신 회로에 유용합니다. 자동차 가전제품, 고성능 컴퓨팅 장비.

PCB 선택 시 추가 고려 사항

디자인 복잡성

회로가 얼마나 복잡한지 생각해 보세요. 이는 특히 단일 레이어 PCB에 해당하며 제한된 수의 부품만 결합하여 보드의 매우 낮은 크로스오버를 구성하는 경우에 적합할 수 있습니다. 이중 레이어 PCB는 복잡한 요소/구성 요소의 상호 연결 패턴을 유지할 수 있으며 단일 레이어 보드보다 더 많은 기능을 처리하는 데 적합할 것입니다. 이는 공간이 덜 부피가 크기 때문입니다.

보드 재료 및 두께

관찰한 바와 같이, 사용된 재료의 유형은 PCB의 성능과 비용에 영향을 미칩니다. FR-4는 두 유형 모두에 사용됩니다. 그러나 단면 PCB는 비기술적 목적으로 비용 재료를 사용할 수 있습니다. 일부 양면 PCB는 더 나은 신호 무결성을 보장하기 위해 더 나은 기판이 필요할 수 있습니다. 두께 문제는 장착된 부품을 조립하고 보드 강성을 위해 똑같이 중요합니다.

구성 요소 풋프린트 영역

구성 요소의 크기를 결정합니다. 단면 PCB를 사용하는 가장 큰 단점은 대형 보드 크기와 관련된 어려움과 혼잡으로 인해 구성 요소를 포장하는 문제입니다. 양면 PCB는 공간 관리 비율이 더 좋으며 주어진 영역에 더 많은 수의 구성 요소를 넣을 수 있습니다. 이는 특히 소형 폼 팩터, 높은 기능 밀도 가젯에 중요합니다.

고주파 신호

많은 경우 PCB를 자주 사용할 때 양면 PCB를 가장 많이 사용합니다. 이는 신호 무결성을 높이고 임피던스 제어 스트립라인 라우팅을 비롯한 다른 수단을 통해 달성할 수 있습니다. 단면 PCB는 구성하기 쉽고 간섭을 받기 쉽기 때문에 고주파 신호를 처리하는 데 다소 권장됩니다.

환경 요인

다음 사항을 고려하세요: 환경. 안정적이고 양성인 조건의 경우 단면 PCB가 충분할 수 있습니다. 양면 PCB는 래스터 설정, 쉴드, 연마 환경에 대해 다소 더 탄력적일 수 있습니다. 진동, 그리고 양면 PCB의 두 번째 면은 덜 열려 있어서 추가 보호 층을 적층할 수 있으므로 열 변화가 발생할 수 있습니다.

열 부하

냉각 요구 사항을 평가합니다. 단면 PCB는 단일 레이어이며 열 발산 문제를 해결할 잠재력이 거의 없습니다. 양면 PCB가 더 바람직하며, 더 나은 열 관리 시스템, 구리 양쪽 모두 고출력 소자나 특수 열 조건을 적용하기 때문에 사용될 수 있습니다.

비용 고려 사항

의사 결정의 일반적인 규칙 중에서 필요한 성능 및 비용 벤치마크에 해당하는 옵션을 선택하는 것이 중요합니다. 단면 PCB는 기본적이고 대규모 제조에 더 비용 효율적입니다. 일부 장점으로는 양면 PCB가 더 높은 초기 비용을 발생시키지만 복잡한 회로 및 설계에서 비용 효율적일 수 있어 전체 시스템 비용, 크기 및 기능적 향상에 기여한다는 사실이 있습니다.

자주 묻는 질문

언제 단면 PCB를 사용해야 합니까?

간단한 회로, 전자 부품의 수가 적고 상호 연결 트랙이 적은 회로에 단일 레이어 PCB를 사용합니다. 이러한 PCB는 다음과 같은 애플리케이션에 적합합니다. 높은 볼륨 가전제품, LED 조명 전원공급장치 등 저가형 제품 생산에 적합합니다. 단면은 공간이 문제가 되지 않는 곳에서 사용되며 디자인에 특별한 것이 포함되지 않습니다.

단면 PCB의 한계는 무엇입니까?

단면 PCB는 구성 요소 밀도에 한계가 있으며, PCB의 여러 층을 라우팅하는 것은 불가능합니다. 복잡한 회로는 컴팩트하지 않으며 더 큰 보드나 점퍼 와이어가 필요합니다. 고주파 그들에게는 덜 적합하고 열 부하 용량이 부족합니다. 접지면과 같은 복잡한 기능 중 일부는 제대로 하기 어렵습니다.

양면 PCB의 한계는 무엇입니까?

예상대로 양면 PCB는 단면 PCB에 비해 제작 비용이 더 많이 들고 제작 시간도 더 깁니다. 층 정렬과 비아 위치 측면에서 단일 적층 층보다 설계가 비교적 더 복잡합니다. 매우 간단한 회로에서는 양면 PCB를 사용하여 제조하는 것이 번거롭고 약간 비쌀 수 있습니다.

단면 PCB를 양면 PCB로 변환할 수 있나요?

이론적으로 PCB를 한 면에서 두 면이 있는 면으로 업그레이드하는 것은 가능하지만, 현실적으로 오늘날 이 절차는 일반적으로 수행되지 않습니다. 이 모든 것은 경로 맵을 사용하여 부품을 재배치해야 할 수 있는 상당한 재설계를 필요로 할 수 있습니다. 더 복잡하고 비쌉니다. 그렇기 때문에 이전에 언급했듯이 더 많은 복잡성이 필요한 경우 양면 레이아웃으로 시작하는 것이 좋습니다.

맺음말

따라서 프로젝트와 PCB의 다양한 측면에 대한 관심에 따라 단면 PCB 또는 양면 PCB가 선택됩니다. 단면 PCB는 간단한 애플리케이션의 경우 저렴하고 설계하기 쉽고, 양면 PCB는 더 자주 사용되고 복잡한 보드 설계의 경우 더 높은 기능을 제공합니다. 두 가지 중에서 선택할 때 고려해야 할 사항이 몇 가지 있습니다. 회로 복잡성, 공간 및 비용과 같습니다. 각각은 주어진 상황에서 바람직한 이점 때문에 현대 전자 제품에서 고유한 용도가 있습니다.