동박 적층판(CCL) 완벽 해설: 현대 전자기기의 핵심, 구리 클래드 PCB의 역할

얇고 가벼운 전자 부품에 대한 수요가 증가하면서, 제조사들은 효율적인 방열 특성을 가진 기판 소재를 찾고 있습니다. 그 해답이 바로 구리 클래드 PCB(Copper-Clad PCB)입니다. 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL)에 대한 상세 가이드를 확인해 보세요.

구리 클래드 PCB란?

그림 1: 부품이 실장된 구리 클래드 PCB

PCB 기판 베이스 소재로 가장 널리 사용되는 형태입니다. '메탈 베이스 CCL'이라고도 불립니다. 원리는 수지에 함침된 동박과 전자용 유리 섬유를 적층하여 강화재 양면에 보호층을 형성하는 것입니다.

동박 적층판(CCL) 분류

그림 2: 부품이 없는 PCB

분류 기준에 따라 다양한 종류의 CCL이 존재합니다.

기계적 강성 기준

• 경질 CCL: FR-4, CEM-1 등 라미네이트 사용 → 경질 PCB 기반
• 연성 CCL: 플렉스 PCB 제작에 사용
• 경연성 결합 CCL: 경질과 연성 CCL 결합 → 플렉스-리지드 PCB 제조

절연 재료 및 구조 기준

CCL 두께 기준

표준 CCL 두께는 약 0.5mm이며, 얇은 CCL은 0.5mm 미만입니다. 수지 함량 계산 시 동박 두께는 제외해야 합니다.

보강 재료 종류 기준

• 유리 섬유 천 베이스 CCL: 예) FR-4, FR-5 (유리 강화 에폭시 라미네이트)
• 종이 베이스 CCL: 예) XPC
• 특수 재료 베이스 CCL: 예) 세라믹 베이스 CCL, 메탈 베이스 CCL
• 복합 CCL: 예) CEM-1, CEM-3

적용 절연 수지 기준

성능 기준

• 고내열성 CCL
• 범용 성능 CCL
• 저열팽창계수(CTE) CCL
• 저유전율 CCL

동박 적층판(CCL) 주요 소재

그림 3: 부품이 실장된 인쇄 회로 기판

두 가지 주요 소재로 구성됩니다.

동박 (Copper Foil)

양극 전해 동박으로 PCB 베이스 위에 연속 층으로 형성됩니다. 절연층과 쉽게 접착되어 보호 패턴 형성에 유리합니다. 부식 후 보드 패턴을 형성합니다.

성능별 동박 분류:

• 표준 동박: 종이 베이스 및 FR-4 소재 PCB에 적합
• HTE 동박: 다층 PCB에서 백 스플릿 링 문제 해결에 필수
• 저프로파일(LP) 동박: 다층 PCB에 유용

프리프레그 (Prepreg)

그림 4: 프로세서와 마이크로칩이 실장된 하이테크 PCB

수지 함침된 유리 섬유 소재입니다. 제조 중 경화되지 않는 예비 건조 공정을 거쳐 흐름 특성을 유지합니다. 두께에 따라 전기 강도, 전기적 성능, 화학적 성능이 결정됩니다.

• 표준 수지 (Standard Resin)
• 중간 수지 (Medium Resin)
• 고수지 (High Resin)

분류 표준에 따른 추가 분류:

적용 수지 및 성능 분류

폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 비스말레이미드 트리아진 등 5가지 수지 종류.

유리 섬유 천 분류

• 내열성 및 난연성
• 절연 성능
• 강도

CCL 최신 트렌드

그림 5: 부품이 없는 인쇄 회로 기판

RoHS(유해 물질 제한 지침) 준수를 위해 향상된 내열성과 신뢰성이 요구됩니다. 이에 따라 두 가지 신형 CCL이 등장했습니다.

할로겐 프리 CCL (Halogen-free CCL)

염소·불소 함량 900ppm 이하, 할로겐 총량 1500ppm 이하. 일반 FR-4 대비 열적 성능과 치수 안정성이 우수합니다. 다만 박리 강도와 굽힘 성능은 일반 FR-4가 더 낫습니다.

납 프리 CCL (Lead-free CCL)

표면 실장 시 납 프리 솔더 대신 브롬화 에폭시 수지 사용. RoHS는 PCB 내 PBB, PBDE 사용을 금지합니다. 기존 FR-4의 DICY 경화 시스템 대신 PN 경화 시스템을 적용합니다.

결론

구리 클래드 PCB는 우수한 방열 특성과 열응력 저항성으로 다양한 분야에서 활용되며, 범용성과 효율성 면에서 최고 수준의 PCB로 평가받습니다. 더 궁금한 점이 있으면 언제든 문의해 주세요.