PCB 제조 공정: 우수한 품질과 신뢰성 보장

PCB 제조 공정은 여러 단계를 거칩니다. 올바른 선택을 돕고자 상세히 안내합니다. 이미 익숙한 내용일 수 있으나, 마지막까지 읽으시면 최상의 결과를 얻는 데 필요한 핵심 단계를 파악하실 수 있습니다.

고품질 PCB를 원하신다면 이 글이 정답입니다. 끝까지 읽고 차이를 만드는 핵심 포인트를 잡으세요.

1. PCB 제조 공정 개요

원하는 최적 결과를 얻기 위해 여러 단계를 순차적으로 수행합니다. 제조 공정은 PCB 생산에 필요한 절차를 의미하며, 여러 단계로 구성됩니다.

초기 단계: 컴퓨터와 전용 소프트웨어로 설계. 후반부는 아래에서 자세히 설명.

컴퓨터 지원 제조(CAM) 작업:

• 제작 데이터 입력
• 데이터 검증
• 제조 공정 편차 보정 (예: 라미네이션 중 왜곡 보정을 위한 스케일링)
• 패널화(Panelization)
• 디지털 툴 출력 (구리 패턴, 드릴 파일, 검사 데이터 등)

패널화 과정에서는 여러 소형 PCB를 하나의 패널로 합칩니다. 동일한 설계를 n번 반복한 것을 n-패널, 서로 다른 패널을 합친 것을 멀티패널이라 합니다.

구리 패터닝: CAM 시스템의 패턴을 보호 마스크에 복제해 구리 박막에 전사하는 초기 공정. 연속 에칭으로 불필요한 구리 제거. 화학 에칭에는 과황산암모늄 사용. PTH(도금 스루홀) 프로젝트는 드릴링 후 무전해 도금 추가.

이후 전기 도금으로 구리 두께 증대. 소규모 프로젝트에는 침지 에칭(염화 제2철 사용, 보드 침지) 흔히 쓰임. 단점: 시간 오래 걸림. 교반과 가열로 에칭 속도 향상 가능.

2. 플렉시블 PCB 제조 공정

기기에 회로기판을 맞추는 대신, 플렉시블 PCB는 회로가 전자제품에 맞춰지도록 합니다.

2.1 플렉시블 PCB 장점

WellPCB는 국내외 시장에 DC 모터 컨트롤러를 공급합니다. 플렉시블 PCB의 장점:

• 신뢰성: 잠재적 고장 요인이 적어 높은 신뢰성
• 공간 효율: 최소 공간 차지
• 비용 절감: 소재 비용 상대적으로 저렴

3. PCB 제작 공정 단계별 상세

PCB가 브레드보드 대비 고밀도, 고신뢰성, 기판상 특수 부품 실장 가능 등 장점이 있음을 아실 겁니다.

표준 PCB는 없습니다. 제품마다 용도 달라 공정도 다양하고 복잡합니다. 주요 제작 공정을 간략히 정리합니다.

1단계: 회로 설계

PCB에 구현할 전자 회로 결정. EAGLE 등 CAD 소프트웨어로 컴퓨터에서 설계. 제조의 핵심 단계.

2단계: 레이아웃 출력

레이저 프린터로 적절한 용지에 설계 출력. 모든 부품이 레이아웃에 들어가고 크기가 PCB와 일치해야 함. 검정 잉크 사용, 출력 후 바로 촬영하지 말고 건조 대기.

3단계: 레이아웃 트리밍 및 전사

여백 자르지 않고 레이아웃 오려내기. 다리미로 열/압력 가해 용지 레이아웃을 PCB에 전사. 위치 고정 후 몇 분 뒤 용지와 보드 부착 확인. 물에 담가 용지 벗겨내기. 잔여 종이 조각은 장시간 담가 제거.

4단계: 에칭 (Etching)

염화 제2철(페릭 클로라이드)로 불필요한 구리 제거. 용액에 보드 침지 후 흔들며 구리 층 안 보일 때까지 진행. 아세톤으로 검은색 제거.

5단계: 홀 드릴링

프로젝트 크기에 따라 드레멜 드릴 프레스 또는 자동 드릴링 머신 사용. 소재 표면 금/니켈 등 도금.

6단계: 솔더 레지스트 도포 및 테스트/조립

납땜 안 할 부분에 솔더 레지스트 도포. 테스트 후 조립 진행.

4. PCB 제작 공정 기술

PCB 기술은 반도체 발전, 소형화 등과 함께 진화해 왔습니다. 다양한 니즈 충족. 제조는 도금, 에칭, 기계 가공 등 기술에 의존하며 각각 장단점 존재. 장비 정밀도가 핵심.

4.1 이미징 기술

초기 방식: 스크린 인쇄. 장점: 대형 프로젝트 적합, 저비용, 저소재, 전용 스크린 등.

정밀 회로 이미지 전사: 포토이미징. 단점: 공구 마모, 응력 완화 등.

4.2 도금 기술

PCB에 금속 마감 처리. 전해 도금, 무전해 도금, 플라즈마 도금.

4.3 라미네이팅 기술

유압 핫 프레스 방식이 일반적이었으나 지속적 개발로 개선. 회로기판 제작 및 다층 회로 설계에 사용.

4.4 에칭 기술

PCB 표면 과잉 금속 제거로 평탄화. 사용 화학물: 염화 구리, 과산화물, 질산 등.

5. 최적 제조를 위한 PCB 제작 사양

심장이 인체에 필수적이듯 PCB는 전자제품의 핵심. 내부 부품이 제품 지시를 담당하며 다양한 형태/크기로 설계.

제작 사양은 기능/동작이 아닌 제조 가능성, 비용 등을 결정하는 설계 요건.

5.1 제작 사양 핵심 체크포인트

크기(Size): PCB 치수. 표면적에 비례해 비용 변동. 불규칙 형상이 동일 면적 직사각형보다 고가. 공간 효율적 설계로 비용 절감.

복잡도(Complexity): 레이어 수로 측정.

소재(Type of Material): 유리 에폭시인 FR-4가 표준. 과거 FR-2(페놀 수지 페이퍼) 사용했으나 독성, 크랙 문제로 퇴출. 현재 FR-4가 주류. 기타 PEEK, 폴리이미드, 테플론 등 특수 소재 존재. 두께 선정 중요.

보드 두께: 레이어 수와 연동. 설계자가 치수 결정으로 두께 제어. 기본 기계적 사양. 1.6mm가 표준적. 1.0mm 이하면 소형 간격 PCB 가능성.

도금(Plating): 플렉스 PCB 소재 이해. 스택업 중앙에 플렉스 레이어 배치해 외층 보호. 노출 구리면의 솔더링성 향상. HASL(핫 에어 솔더 레벨링) 일반적. ENIG(무전해 니켈 침지 금) 고가지만 우수한 결과.

5.2 설계 규칙 위반 검사(DRC)

제작 사양 숙지 후 개발 전 과정에 걸쳐 준수 필수.

6. 다층 PCB 제작 공정

다층 PCB 외층: 미경화 에폭시 수지 함침 유리포 + 얇은 구리박. 일반적으로 3층 초과. 층간 절연재로 분리. 양면 PCB 활용해 제작.

금속화 홀 신뢰성 향상 위해 내열성/치수 안정성 소재 사용 권장. 층 수는 보통 짝수.

제작 공정: 내부 코어 레이어 이미지 형성 → 고온/고압 프레스로 합착 → 외층 공정은 양면 PCB와 유사.

6.1 레이업 및 본딩 (Lay-up and Bond)

작업자(상부 오퍼레이터)가 대형 강판 위에 구리박 + 프리프레그 2장 배치 → 처리된 코어 정렬 핀에 올리고 프리프레그 2장 + 구리박 + 알루미늄 프레스 플레이트 추가 → 동일 포맷으로 3패널 적층 → 대형 프레스로 가압 → 강철 상판 하강, 적층 완료 → 스택 롤아웃 → 3스택 로더 수거 → 본딩 프레스 적재. 가열 프레스 플레이트와 압력으로 층간 본딩.

7. 결론

귀사의 PCB를 맡긴다면 고품질을 원하신다는 뜻입니다. WellPCB가 제공하는 바입니다. 내부/외부 정보를 상세히 안내했습니다. 원스톱 서비스와 고품질 제품으로 보답하겠습니다. 필요 서류 보내주시면 즉시 견적 드립니다. 10년 제조 노하우로 최상의 제품을 약속드립니다.

다양한 세부 주제를 다뤘으니 올바른 선택에 도움이 되리라 믿습니다. 지금 문의하시고 고품질 제품 확보하세요. 견적 요청, 궁금증, 제안 모두 환영합니다.