엔지니어가 PCB에서 구리 트레이스를 선택하는 이유

엔지니어가 PCB에서 구리 트레이스를 선택하는 이유

구리 추적 는 인쇄 회로 기판(PCB)의 전반적인 기능에 중요한 역할을 합니다. 구리선은 PCB의 모든 구성 요소를 서로 연결하는 전도성 경로입니다. 구리 트레이스가 없으면 PCB는 쓸모가 없습니다. 구리 트레이스에는 여러 가지 유형이 있지만 모두 매우 얇은 구리 시트로 만들어졌다는 공통점이 있습니다. 구리 트레이스의 두께는 수 미크론(0.001mm)에서 수 밀리미터까지 다양합니다.

구리 트레이스는 단면 또는 양면일 수 있습니다. 단면 트레이스는 기본 전자 프로젝트에 사용되는 것과 같이 덜 복잡한 PCB에서 발견됩니다. 양면 트레이스는 컴퓨터 마더보드 및 기타 고급 전자 장치에 사용되는 것과 같이 더 복잡한 PCB에서 발견됩니다. 어떤 유형의 PCB로 작업하든 구리 트레이스가 어떻게 작동하는지 잘 이해하는 것이 중요합니다. 이를 통해 PCB가 올바르게 작동하도록 올바르게 설계할 수 있습니다.

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    PCB의 구리 추적이란?

    PCB에서 구리 트레이스는 전도성으로 잘 알려진 얇은 채널입니다. 구리 트레이스는 전기를 전도하기 때문에 인쇄 회로 기판의 여러 부품을 연결하는 데 중요합니다. 구리 트레이스를 생성하기 위해 구리 호일을 기판에 접착합니다. 구리 호일을 에칭하거나 드릴링하여 원하는 트레이스 패턴을 만들 수 있습니다.

    트레이스는 표면 실장 또는 스루홀 중 하나를 선택할 수 있습니다. 표면 실장 트레이스는 일반적으로 스루홀 트레이스보다 얇고 높이가 낮습니다. 따라서 소형 전자 기기에 사용하기에 적합합니다. 스루홀 트레이스는 더 두껍고 높이가 높기 때문에 내구성과 신뢰성이 더 높습니다.

    대부분의 PCB에는 구리 트레이싱이 한 층만 있지만, 일부에는 여러 층이 있을 수 있습니다. 이를 다층 PCB(MLPB). MLPB는 라우팅에 더 큰 유연성을 제공하며 더 복잡한 설계를 지원할 수 있습니다.

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    코어 트레이스 두께 계산 방법

    전문가들은 PCB 설계 프로세스 전반에 걸쳐 구리 트레이스의 두께를 검사하는 것을 선호합니다. 트레이스의 폭은 트레이스에 흐를 수 있는 전류의 양을 결정하며, 트레이스의 두께는 트레이스가 방출할 수 있는 열의 양에 영향을 미칩니다.

    코어 트레이스 두께를 계산하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 방법이 있으며, 각 방법에는 고유한 장단점이 있습니다. 가장 일반적인 방법은 트레이스의 폭, 허용 전류 밀도 및 원하는 열 저항을 고려하는 IPC-2221 공식을 사용하는 것입니다.

    또 다른 인기 있는 방법은 구리 두께, PCB 크기 및 트레이스 폭과 같은 다양한 매개 변수를 입력할 수 있는 T-Spice라는 도구를 사용하는 것입니다. 그러면 T-Spice는 트레이스에 흐를 수 있는 최대 전류를 나타내는 숫자를 출력합니다. 어떤 방법을 선택하든 계산이 정확한지 확인하여 문제를 방지하는 것이 중요합니다.  PCB 납땜 공정.

    구리 트레이스의 저항을 계산하는 방법

    구리 트레이스가 있는 PCB로 작업하는 경우 트레이스의 저항을 계산하는 방법을 알아야 합니다. 이는 두 가지 이유로 중요합니다:

    1. 트레이스에서 전력 손실을 결정하려면 저항을 알아야 합니다.

    2. 트레이스의 저항에 따라 트레이스가 전달할 수 있는 최대 전류가 결정됩니다.

    구리 트레이스의 저항에 영향을 미치는 두 가지 주요 요소는 두께와 폭입니다. 트레이스가 두꺼울수록 저항이 낮아집니다. 트레이스가 넓을수록 저항이 낮아집니다.

    구리 트레이스의 저항을 계산하려면 다음 매개 변수를 알아야 합니다:
    트레이스 너비(W): 트레이스의 전도성 부분(솔더 마스크 또는 기타 유전체 재료 제외)의 너비입니다.

    트레이스 두께

    트레이스 두께(t): 트레이스의 전도성 부분(솔더 마스크 또는 기타 유전체 재료 제외)의 두께입니다.

    구리 저항률(ρ): 구리의 전류 전도 능력에 영향을 미치는 구리의 특성입니다. 여기서는 1.68 x 10-6 Ω-m의 값을 사용합니다.
    이제 모든 매개변수를 확보했으므로 이를 방정식에 연결할 수 있습니다:
    R = ρ - l/A
    어디에:
    R = 저항(Ω)
    ρ = 저항률(Ω-m)

    구리 무게, 구리 트레이스 폭 및 전류 전달 능력 간의 관계

    구리 트레이스의 폭도 저항에 영향을 줍니다. 트레이스가 넓을수록 저항이 좁을수록 저항이 적으므로 더 많은 전류를 전달할 수 있습니다.

    구리 트레이스는 전달할 수 있는 전류의 양 측면에서 폭에 반비례합니다. 또는 트레이스의 폭이 증가하면 전달할 수 있는 전류가 감소합니다. 그 근본적인 이유는 구리 트레이스의 저항이 구리 트레이스의 폭에 직접 영향을 받기 때문입니다.

    구리 트레이스의 폭은 구리 트레이스에 흐를 수 있는 최대 전류량에 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다. 구리의 무게가 증가하면 트레이스의 단면적도 증가하기 때문입니다. 이제 트레이스의 단면적은 더 커졌기 때문에 저항도 증가하지 않고 더 큰 전류를 전달할 수 있습니다.

    구리 트레이스의 폭을 선택할 때는 구리의 무게와 트레이스에 흐르는 전류의 양을 모두 고려해야 합니다. 충분한 전류를 전달할 수 있는 회로 기판을 만들려면 이러한 모든 고려 사항을 염두에 두어야 합니다.

    일반적으로 구리 트레이스의 폭이 클수록 전송할 수 있는 전기의 양이 많아집니다. 예를 들어 18AWG(0.8mm2) 구리 트레이스는 최대 24암페어를 전달할 수 있고, 16AWG(1.3mm2) 구리 트레이스는 최대 40암페어를 전달할 수 있습니다.

    구리 미량의 요인을 자세히 고려하는 방법

    구리 미량의 요인을 자세히 고려하는 방법

    구리 트레이스와 관련하여 고려해야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 트레이스의 너비, 트레이스의 두께, 트레이스 사이의 간격이 모두 중요합니다. 

    임피던스 제어는 전류의 경로를 결정하기 때문에 구리 트레이스에서 필수적입니다. 전체 임피던스는 트레이스의 폭, 트레이스와 기판 측면 사이의 전도성 층 등 여러 가지 요소에 따라 결정됩니다.

    임피던스를 조절하는 다양한 방법이 존재합니다:

    트레이스와 접지면 사이의 공간을 더 크게 만드는 것이 포함됩니다. 그 결과 트레이스의 임피던스가 증가합니다.
    다른 유전체 재료를 사용합니다. 트레이스의 저항을 높이는 옵션은 유전 상수가 더 높은 재료를 사용하는 것입니다.

    최소 생산량

    구리 추적을 위한 제조 최소값과 관련하여 검토해야 할 여러 가지 고려 사항이 있습니다.
    가장 먼저 고려해야 할 요소는 구리의 깊이입니다. 이 요소는 선 사이의 간격뿐만 아니라 활용할 수 있는 최대 너비를 정의합니다.
    ●두 번째로 고려해야 할 요소는 이상적인 전류 밀도입니다. 이 때문에 활용할 수 있는 최소 폭과 간격이 결정됩니다.
    에칭은 공정의 세 번째이자 마지막 단계입니다. 이 단계에서 활용 가능한 최소 폭과 간격이 결정됩니다.
    결국 트레이스의 폭은 활용 가능한 최소 폭보다 커야 합니다.

    온도 제어

    구리 트레이스에 적절한 온도를 유지하려면 몇 가지 중요한 요소를 염두에 두어야 합니다. 가장 먼저 고려해야 할 요소는 구리 트레이스의 두께입니다. 두께가 두꺼운 구리 트레이스는 더 많은 양의 열을 발산할 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 고려해야 할 또 다른 사항은 트레이스의 폭입니다. 트레이스가 클수록 표면적이 넓어져 결과적으로 시스템에서 더 많은 열을 제거할 수 있습니다.

    고려해야 할 요소는 추적에 포함된 총 거리입니다.

    흔적이 길수록 저항이 커지고 결과적으로 더 많은 열이 발생합니다.

    트레이스의 길이를 계산할 때는 트레이스가 얼마나 많은 전류를 전달해야 하는지 고려해야 합니다.

    ●트레이스가 작동할 대기에 대해 생각해야 합니다. 온도가 높은 대기에 있을 경우 구리가 변형되거나 용해되지 않고 그러한 온도를 견딜 수 있는지 확인해야 합니다. 이는 기후가 매우 더운 경우 특히 중요합니다.

    구리 트레이스가 PCB의 열 관리에 어떻게 도움이 되는지 자세히 알아보세요.

    전자 기기가 점점 더 소형화되고 강력해짐에 따라 효과적인 열 관리 솔루션에 대한 필요성이 증가하고 있습니다. 전자 제품에서 발생하는 열을 관리하는 한 가지 방법은 PCB에 구리 트레이스를 사용하는 것입니다.

    구리는 우수한 열 전도성 물질입니다.

    구리는 열 전도율이 뛰어나므로 흔적에 구리를 사용하면 민감한 부품에서 주변 공기 중으로 열을 방출하는 데 도움이 됩니다.

    구리 트레이스가 넓을수록 부품과 접촉하는 표면적이 넓어져 결과적으로 부품에서 더 많은 열을 전도할 수 있습니다. 구성 요소에서 열을 얼마나 효율적으로 전달할 수 있는지에 관해서는 구리 트레이스의 두께도 고려해야 할 또 다른 요소입니다. 트레이스가 두꺼우면 열 흐름에 대한 저항력이 강해져 구성 요소에서 열을 더 효과적으로 전달할 수 있습니다.

    접지면은 종종 다음에서 사용됩니다. PCB 제조업체 를 사용하여 보드가 열을 더 잘 처리하도록 돕습니다. 접지면의 표면적이 넓기 때문에 시스템 부품의 열이 주변 공기 중으로 쉽게 빠져나갈 수 있습니다. 전자 부품을 더 낮은 온도로 유지하면 전자 부품이 더 잘 작동할 수 있습니다.

    열 관리를 위해 구리 트레이스를 사용할 때 유의해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.

    1. 먼저, 트레이스의 폭은 트레이스가 전달할 전류의 양에 적합해야 합니다.

    2...둘째, 구리의 두께는 발생되는 열량을 처리할 수 있을 만큼 충분히 두꺼워야 합니다.

    3.셋째, 트레이스의 레이아웃은 열 관리를 염두에 두고 설계해야 합니다. 예를 들어, 열이 많이 발생하는 영역에 더 넓은 트레이스를 배치하거나 열을 전도하는 데 도움이 되는 비아(PCB의 여러 레이어를 연결하는 구멍)를 핫스팟 근처에 배치할 수 있습니다.

    구리 트레이스를 사용하면 전자제품에서 발생하는 열을 효과적으로 관리할 수 있습니다. 구리 트레이스를 사용할 때 몇 가지 핵심 사항을 염두에 두면 장치의 수명을 연장하고 과열 문제를 예방할 수 있습니다.

    결론

    전자 장비의 성능에 중요하지만 제대로 고려되지 않거나 제대로 수행되지 않은 구리 트레이스는 반드시 수행해야 합니다. 전기 부품에는 항상 트레이스가 필요하며 최고의 트레이스는 구리로 구성됩니다.

    구리 트레이스는 왜곡을 최소화하는 동시에 임피던스를 낮춥니다. 이로 인한 저항 감소로 이러한 목표를 달성할 수 있습니다. 궁금한 점이 있거나 걱정되는 점이 있으면 언제든지 주저하지 말고 해당 주제에 대해 자격을 갖춘 전문가와 상담하세요.

    자주 묻는 질문

    PCB에서 구리 트레이스는 전도성으로 잘 알려진 얇은 채널입니다. 구리 트레이스는 전기를 전도하기 때문에 인쇄 회로 기판의 여러 부품을 연결하는 데 중요합니다. 구리 트레이스를 생성하기 위해 구리 호일을 기판에 접착합니다. 구리 호일을 에칭하거나 드릴링하여 원하는 트레이스 패턴을 만들 수 있습니다.
    전문가들은 PCB 설계 프로세스 전반에 걸쳐 구리 트레이스의 두께를 검사하는 것을 선호합니다. 트레이스의 너비는 트레이스에 흐를 수 있는 전류의 양을 결정하고, 트레이스의 두께는 트레이스가 방출할 수 있는 열의 양에 영향을 줍니다. 가장 일반적인 방법은 트레이스의 폭, 허용 전류 밀도 및 원하는 열 저항을 고려하는 IPC-2221 공식을 사용하는 것입니다. 또 다른 인기 있는 방법은 구리 두께, PCB 크기, 트레이스 폭과 같은 다양한 파라미터를 입력할 수 있는 T-Spice라는 도구를 사용하는 것입니다. 그러면 T-Spice가 트레이스에 흐를 수 있는 최대 전류를 나타내는 숫자를 출력합니다.
    구리 트레이스가 있는 PCB로 작업하는 경우 트레이스의 저항을 계산하는 방법을 알아야 합니다. 이는 두 가지 이유로 중요합니다: 1. 트레이스의 전력 손실을 결정하려면 저항을 알아야 합니다. 2. 트레이스의 저항에 따라 트레이스가 전달할 수 있는 최대 전류가 결정됩니다.

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