회로 기판은 올바른 구성 요소로 채워진 경우에만 작동합니다. 저항기, 커패시터, 다이오드, 트랜지스터, IC, 커넥터 및 안전 부품은 각각 회로를 제어, 전원 공급 및 보호하는 역할을 합니다. 이 기사에서는 이러한 구성 요소, 기능, 표시 및 용도에 대해 설명하고 회로 기판 기본 사항에 대한 명확하고 자세한 정보를 제공합니다.
씨1. 회로 기판 구성 요소 개요
씨2. PCB 구성 요소의 실크스크린 및 극성
씨3. 일반적인 수동 회로 기판 구성 요소
회로 기판 구성 요소 개요
회로 기판은 유리 섬유에 접착된 구리 흔적선 그 이상입니다. 그것은 모든 전자 장치의 핵심입니다. 구성 요소가 없으면 PCB는 작업을 수행할 수 있는 능력이 없는 절연 구리 경로 시트일 뿐입니다. 저항기, 커패시터, 반도체, 커넥터 및 보호 장치로 채워지면 다른 장치에 전원을 공급하고 처리하고 통신할 수 있는 완전한 전자 시스템으로 변모합니다. 이 기능은 전류 흐름 제어, 신호 필터링, 전압 분할을 담당하는 수동 구성 요소와 증폭, 조절 및 계산을 담당하는 능동 구성 요소의 균형에서 비롯됩니다.
PCB 부품의 실크스크린과 극성
회로 기판의 실크스크린 라벨
실크스크린은 PCB에 인쇄된 흰색 텍스트와 기호입니다. 조립, 테스트 또는 수리 중에 구성 요소를 식별하기 위한 빠른 참조를 제공합니다. 이러한 표시는 항상 회로도를 참조할 필요 없이 가이드를 제공하여 시간을 절약합니다.
일반적인 실크스크린 지정자
실크스크린은 문자를 사용하여 구성 요소를 나타냅니다.
• R = 저항
• C = 커패시터
• D = 다이오드
• Q = 트랜지스터
• U / IC = 집적 회로
• F = 퓨즈
• J 또는 P = 커넥터
• K = 릴레이
구성 요소의 극성 표시기
많은 부품이 방향성이 있으며 올바르게 설치해야 합니다. 극성 표시에는 다음이 포함됩니다.
• 다이오드 - 음극을 표시하는 줄무늬
• 전해 커패시터 - 본체의 "-" 기호
• LED - 평평한 면이 음극을 표시합니다.
• IC - 점, 노치 또는 모따기로 식별되는 핀 1
일반적인 수동 회로 기판 구성 요소
| 구성 요소 | 기호 | 기능 | 식별 |
|---|---|---|---|
| 저항기 | 아르 | 전류 흐름 제한, 전압 분할 및 바이어스 레벨 설정 | 스루홀 유형의 색상 밴드; SMD 패키지의 3-4자리 코드 |
| 커패시터 | 씨 | 전하를 저장하고 필터링합니다. 짧은 에너지 버스트 제공 | μF 또는 pF로 표시됨; 전해는 극성 줄무늬를 보여줍니다. 종종 무극성 세라믹 |
| 인덕터 | 엘 | 자기장에 에너지를 저장합니다. AC의 급격한 변화에 저항 | 코일 모양의 몸체 또는 페라이트 코어; 종종 μH 또는 mH |
개별 회로 기판 구성 요소
다이오드
다이오드는 전류가 한 방향으로만 흐르도록 하는 기본 회로 기판 구성 요소입니다. 이 특성은 역전압 손상으로부터 회로를 보호하며 정류기, 클램핑 네트워크 및 서지 보호 시스템에 필요합니다. 실크스크린의 기호 "D"는 빠른 식별을 돕습니다.
발광 다이오드(LED)
LED는 PCB에서 표시기와 광원 역할을 합니다. 상태 신호, 디스플레이 백라이트 및 광 절연에 사용됩니다. 극성을 준수해야 합니다. 음극은 특히 평평한 가장자리 또는 줄무늬로 표시되어 있습니다. 효율성과 낮은 전력 사용으로 인해 현대 전자 제품에 없어서는 안 될 요소입니다.
트랜지스터(BJT 및 MOSFET)
트랜지스터는 증폭기 또는 스위치 역할을 하여 전류와 전압을 제어합니다. 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)는 증폭에 탁월한 반면, MOSFET은 낮은 손실과 빠른 속도로 인해 전력 스위칭을 지배합니다. PCB에서는 주로 전력 조정, 디지털 논리 및 신호 처리에 사용됩니다.
전압 조정기
전압 조정기는 공급이 변하는 경우에도 회로가 일정하고 안정적인 전압을 수신하도록 합니다. 일반적인 출력에는 5V, 3.3V 및 12V가 포함됩니다. 선형 및 스위칭 유형 모두에서 발견되며 IC 및 민감한 부하에 전원을 공급하는 데 중요합니다. 이들은 실크스크린 지정자에 U 또는 IC로 표시됩니다.
집적 회로 기판 부품
| IC 유형 | 마킹 | 패키지 | 응용 분야 |
|---|---|---|---|
| 마이크로컨트롤러 | STM32, AT메가 | QFP, QFN, BGA | 임베디드 제어, 자동화, 로봇 공학 |
| 아날로그 IC | LM358, TL072 | SOIC, 딥 | 증폭기, 필터, 신호 컨디셔닝 |
| 메모리 IC | 24LCxx, AT25 | 소이크, TSOP | 데이터 저장, 펌웨어, 버퍼링 |
| 전력 IC | LM7805, PMIC | TO-220, QFN | 전압 조정, 배터리 관리 |
| RF IC | 퀄컴 코드 | QFN, BGA | Wi-Fi, 블루투스, 무선 통신 |
회로 기판 상호 연결 구성 요소
핀 헤더 및 소켓
핀 헤더 및 소켓은 모듈식 연결에 널리 사용됩니다. 모듈을 쉽게 확장, 테스트 또는 교체할 수 있습니다. 개발 보드, Arduino 실드 및 임베디드 시스템에서 볼 수 있는 이 제품은 프로토타입 제작 및 업그레이드를 간단하게 만듭니다.
USB 커넥터
USB 커넥터(Type-A, Type-B, Type-C 및 Micro-USB)는 데이터 전송 및 전력 공급을 위한 범용 인터페이스입니다. 회로 기판에서는 전자 제품, 노트북 및 산업 장비 전반에 걸쳐 충전, 통신 및 주변 장치 연결을 지원합니다.
RF 동축 커넥터
SMA, MMCX 및 U.FL과 같은 RF 커넥터는 고주파 애플리케이션용으로 설계되었습니다. 무선 통신 장치, 안테나 및 IoT 모듈에서 신호 손실을 최소화하고 안정적인 성능을 보장합니다.
에지 커넥터
에지 커넥터는 PCB 에지 자체에 통합되어 있으며 마더보드 또는 확장 보드의 슬롯과 결합됩니다. GPU, PCIe 카드 및 메모리 모듈에 흔히 사용되며 전원과 고속 신호를 모두 효율적으로 처리합니다.
회로 기판 전원 보호 부품
퓨즈
퓨즈는 PCB에 F로 표시된 희생 장치입니다. 과도한 전류가 흐르면 회로를 차단하여 과열 및 화재 위험을 방지합니다. 전원 입력 라인 근처에 배치되어 결함에 대한 첫 번째 방어 수준입니다.
TVS 다이오드
D로 표시된 TVS(과도 전압 억제) 다이오드는 정전기 방전(ESD) 또는 서지로 인한 갑작스러운 전압 스파이크를 클램프합니다. USB, 이더넷 및 HDMI 포트 가까이에 배치되어 일시적인 손상으로부터 데이터 라인과 IC를 보호합니다.
금속 산화물 배리스터(MOV)
MOV는 AC 주전원에서 고에너지 서지를 흡수하는 비선형 저항기입니다. 회로 진입점에 설치되어 초과 에너지를 안전하게 전환하여 낙뢰나 불안정한 전력망으로부터 장치를 보호합니다.
페라이트 비드
FB로 표시된 페라이트 비드는 고주파 전자기 간섭(EMI)을 차단하는 필터 역할을 합니다. 레귤레이터와 입력/출력 핀 근처에 배치하여 스위칭 노이즈를 억제하고 회로 안정성을 향상시킵니다.
회로 기판 전기 기계 및 타이밍 구성 요소
스위치
스위치는 PCB에서 가장 기본적인 전기 기계 부품 중 하나입니다. 촉각, 슬라이드 또는 DIP 유형으로 제공되며 직접 입력을 제공하거나, 논리 상태를 구성하거나, 재설정, 전원 켜기/끄기 또는 모드 선택과 같은 기능을 트리거할 수 있습니다.
릴레이
계전기를 사용하면 저전력 제어 회로가 고전력 부하를 안전하게 전환할 수 있습니다. 전자기 코일을 사용하여 접점을 열거나 닫음으로써 논리 신호와 무거운 부하 사이에 전기적 절연을 제공합니다. 자동화, 모터 제어 및 산업용 PCB에서 일반적입니다.
크리스탈
석영 수정은 MHz 범위에서 매우 안정적인 클럭 신호를 제공합니다. 이는 마이크로컨트롤러 타이밍, 데이터 통신 및 동기화 회로에 필수적이며 디지털 시스템 전반에 걸쳐 안정적인 성능을 보장합니다.
발진기
발진기는 추가 외부 구성 요소 없이 고정 주파수를 생성하는 독립형 클럭 모듈입니다. 안정적이고 정확한 작동을 보장하기 위해 프로세서, 통신 모듈 및 타이밍 회로에 사용됩니다.
기본 PCB 하드웨어
스탠드오프
스탠드오프는 PCB를 섀시 또는 장착 표면에서 분리합니다. 직접적인 접촉을 방지함으로써 솔더 조인트 응력을 줄이고 트레이스를 단락으로부터 보호하며 보드 아래의 공기 흐름을 허용합니다. 이 작은 스페이서는 보드 굴곡 또는 진동으로 인한 솔더 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다.
브래킷
브래킷은 USB, HDMI 또는 이더넷 포트와 같은 커넥터를 섀시에 고정합니다. 그것들이 없으면 케이블을 꽂고 뽑으면 PCB 자체에 반복적인 응력이 가해져 균열이 생기고 패드가 들어 올려집니다. 브래킷은 기계적 하중을 프레임으로 전달하여 커넥터 수명을 연장합니다.
카드 가이드
카드 가이드는 플러그인 보드를 정렬하고 안정화합니다. 진동을 줄이고 삽입/제거를 용이하게 하며 가장자리 커넥터가 구부러지는 것을 방지합니다. 지속적인 충격이 가해지는 산업 또는 자동차 환경에서 카드 가이드는 장기적인 내구성을 위해 필수적입니다.
열 패드 및 방열판
전압 조정기, MOSFET 또는 CPU와 같은 구성 요소는 열을 발생시켜 성능을 저하시키고 수명을 단축시킵니다. 열 패드는 방열판으로의 열 전달을 개선하는 반면, 방열판은 주변 공기로 열을 발산합니다. 과열을 방지하고 시스템 신뢰성을 유지합니다.
PCB 패키지 및 설치 공간
스루홀(THT)
스루홀 부품은 드릴 구멍에 삽입되고 반대쪽에 납땜된 리드를 사용합니다. 강력한 기계적 지지력을 제공하고 진동과 응력에 적합하며 프로토타입을 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 더 많은 공간을 차지하고 조립 속도가 느리며 컴팩트한 레이아웃에는 적합하지 않습니다. 커넥터, 릴레이 및 전원 부품에 일반적입니다.
표면 실장 장치(SMD)
SMD는 드릴링 없이 PCB 패드에 직접 장착됩니다. 작고 가벼우며 자동화된 고밀도 조립에 적합합니다. 단점은 수동 납땜이 더 어렵고 정밀도가 요구 사항이며 기계적 강도가 낮다는 것입니다. 그들은 스마트폰, 노트북, IoT 장치와 같은 전자 제품을 지배하고 있습니다.
BGA/QFN 및 고급 패키지
BGA 및 QFN 패키지는 부품 아래에 납땜 패드 또는 볼을 배치하여 작은 공간에서 높은 핀 수와 뛰어난 성능을 가능하게 합니다. 리플로우 납땜, X선 검사가 필요하며 재작업이 어렵습니다. 이는 고성능 시스템용 CPU, SOC, GPU 및 RF 칩에 사용됩니다.
회로 기판 안전 부품
• 클리어런스는 두 도체 사이의 최소 에어 갭입니다. 고전압이 있을 때 공기를 통한 아크를 방지합니다.
• 연면 거리는 도체 사이의 PCB를 따라 있는 최소 표면 거리입니다. 누설 전류 및 표면 추적을 방지합니다.
• 이러한 거리는 전원 공급 장치, 인버터 및 모터 드라이브와 같은 고전압 회로에서 안전하고 안정적인 PCB 작동에 필요합니다.
• 필요한 간격은 작동 전압에 따라 다릅니다: 전압이 높을수록 연면 거리와 간격이 더 커집니다.
• 오염 정도가 위험에 영향을 미칩니다: 깨끗한 환경에서는 더 좁은 간격을 허용하는 반면, 습하거나 먼지가 많거나 산업 조건에서는 더 많은 거리가 필요합니다.
• 재료 CTI는 절연 품질을 정의합니다. CTI 등급이 높다는 것은 PCB가 더 짧은 연면 경로를 안전하게 견딜 수 있음을 의미합니다.
• 국제 안전 표준(IEC, UL)은 다양한 전압, 재료 및 환경에 대한 최소 간극 및 연면 값을 제공합니다.
결론
회로 기판 구성 요소는 모든 전자 장치의 핵심입니다. 저항기와 같은 수동 부품부터 복잡한 IC 및 보호 장치에 이르기까지 각각은 안정성, 성능 및 안전성을 보장합니다. 그들은 함께 시스템이 얼마나 안정적이고 효율적이 되는지 정의하여 전자 제품을 다루는 모든 사람에게 기본 이해를 제공합니다.
자주 묻는 질문 [FAQ]
디커플링 커패시터는 무엇에 사용됩니까?
노이즈를 필터링하고 빠른 에너지 버스트를 제공하여 IC 전원 공급 장치를 안정화합니다.
위조 PCB 부품을 어떻게 발견할 수 있습니까?
잘못된 표시, 잘못된 로고, 고르지 않은 포장이 있는지 확인하고 항상 신뢰할 수 있는 유통업체에서 구매하세요.
PCB의 테스트 포인트는 무엇입니까?
디버깅 및 테스트를 위해 신호와 전압을 측정할 수 있는 패드 또는 핀입니다.
열 오버홀은 PCB 설계에 어떻게 도움이 됩니까?
구성 요소에서 다른 구리 층으로 열을 전달하여 냉각 및 신뢰성을 향상시킵니다.
컨포멀 코팅과 포팅의 차이점은 무엇입니까?
코팅은 얇은 보호층인 반면, 포팅은 더 강력한 보호를 위해 PCB를 완전히 캡슐화합니다.
구성 요소 경감이 필요한 이유는 무엇입니까?
최대 정격 이하의 부품을 사용하여 스트레스를 줄여 신뢰성과 수명을 향상시킵니다.