PCB 실크스크린 완벽 가이드: 정확한 부품 배치를 위한 필수 지식

실크스크린(Silkscreen)이란? PCB 제조 후 부품을 정확한 위치에 배치해야 합니다. 하지만 잘못된 위치에 부품을 놓으면 어떻게 될까요? 표준 PCB엔 서로 다른 레퍼런스를 가진 여러 저항이 사용되는데, 어떻게 완벽한 위치를 찾을 수 있을까요?

이런 상황에서 필요한 것이 바로 실크스크린입니다. 실크스크린 없이는 정확한 부품 배치가 사실상 불가능합니다. 실크스크린에 대해 잘 모르셔도 걱정 마세요.

이 글에서는 실크스크린의 모든 것과 PCB 설계 시 실크스크린 적용 방법을 상세히 다룹니다.

PCB에서 실크스크린이란?

PCB 실크스크린 (편집본)

실크스크린의 목적은 부품 식별을 쉽게 하는 것입니다. 실크스크린은 PCB의 최상단 층으로, PCB의 부품, 마크, 레퍼런스, 심볼, 테스트 포인트 등을 표시합니다.

보통 부품 실장 면(컴포넌트 사이드)에 실크스크린이 위치하지만, 솔더 면에도 적용 가능합니다(비용 상승). 실크스크린은 보드 성능에 간섭하지 않는 비전도성 에폭시 잉크를 사용합니다. 흔한 색상은 노란색, 검은색, 흰색이며, 다양한 폰트 선택이 가능하나 가독성 유지가 필수입니다.

전통적 실크스크린 공정은 폴리에스터 스크린을 알루미늄 프레임에 팽팽히 당기고, 레이저 포토플로터, 경화 오븐, 스프레이 현상액을 사용합니다.

실크스크린이 중요한 이유

실크스크린 항목들

실크스크린은 보드 기능에 직접 영향을 주진 않지만, 제조사와 엔지니어에게 유용한 정보를 제공합니다.

1. 레퍼런스 표시: BOM(자재명세서)을 통한 부품 식별을 돕습니다. 여기엔 핀 1 표시와 극성 표시가 포함됩니다. 핀 1 표시는 풋프린트 패드상 부품 핀 연결 방향을, 극성 표시는 편극 부품의 방향을 알려줍니다.
2. 경고 심볼: 넘지 말아야 할 전압 포인트나 주의 사항을 알립니다.
3. 보드 고유 번호 및 테스트 포인트 식별: 보드 추적과 테스트 포인트 위치 파악이 용이해집니다.
4. 부품 위치 파악: 레퍼런스 디자이네이터로 부품 위치를 빠르게 찾을 수 있습니다.
5. 테스트/트러블슈팅 지원: 테스트 포인트 정보로 보드 이슈 빠른 진단, 테스트 및 문제 해결 용이.
6. 장치 정보 제공: 데이터시트 없이도 장치 정보를 확인할 수 있습니다.

실크스크린 인쇄 방식

PCB에 실크스크린을 적용하는 세 가지 방식이 있습니다.

1. 직접 레전드 인쇄 (Direct Legend Printing, DLP)

세 방식 중 가장 고가입니다. 아크릴 잉크와 잉크젯 프로젝터를 사용합니다.

아크릴 잉크

CAD 소프트웨어로 보드에 잉크를 도포한 후 UV 광원으로 경화합니다. 은도금(Silver finish) PCB에는 아크릴 잉크가 부적합하니 주의하세요.

2. 액상 포토 이미징 (Liquid Photo Imaging, LPI)

4밀(0.004인치) 이상의 미세 라인 인쇄에 적합합니다. 솔더 마스크 공정과 유사하며 높은 정밀도를 자랑합니다.

라미네이트에 에폭시 코팅 후 UV 노광, 잉크 경화, 현상 공정을 거칩니다.

에폭시

단점은 잉크 소모량이 많고 셋업 시간이 길며, 흰색만 사용 가능하다는 점입니다.

3. 수동 스크린 인쇄 (Manual Screen Printing)

트랙 폭 0.007인치 초과 또는 등록 공차 0.005인치 이상 시 적용 가능합니다. 스텐실 인쇄로 트레이스와 텍스트를 형성하며, 나일론으로 트레이스를 만들고 스텐실을 통해 잉크를 라미네이트/층에 도포합니다.

이후 오븐에서 굽기(curing)로 잉크를 경화합니다. 대형 텍스트 제작에 유리하고 공정이 단순하지만, 일정 수준의 장인 정신이 필요합니다.

베이킹 오븐

PCB 설계 시 실크스크린 고려사항

직접 제작(DIY)하지 마세요

실크스크린은 예술적 공정이라 전문 기술 없이 DIY로 하면 제조사 수준의 결과를 얻기 어렵습니다. 전문가에게 맡기고 PCB 주문 시 실크스크린을 함께 의뢰하세요.

단색(모노크롬) 색상 사용

화려한 색상 불필요. 흑백만 사용하고 솔더 마스크 색상과 대비되도록 명도 조절하세요. 대비가 부족하면 실크스크린이 보이지 않습니다.

모든 폰트가 작동하진 않습니다

소프트웨어상으론 쉽게 생성되더라도 제조 공정에서 작동하지 않는 폰트가 있습니다. 계약 제조사(CM) 승인 폰트 중 가독성 좋은 것만 사용하세요.

계약 제조사(CM) 요구사항 준수

CM의 클리어런스 및 치수 요구사항을 모두 충족해야 합니다. 위반 시 실크스크린 값이 가려져 효과가 없습니다.

부품 실크스크린 vs PCB 레이아웃 실크스크린

PCB 설계 소프트웨어에서 실크스크린은 보통 탑 오버레이(Top Overlay) 또는 바텀 레이어(Bottom Layer)로 지정됩니다. 설계 소프트웨어에서 실크스크린을 PCB 레이아웃에 직접 배치하거나 부품에 포함시킬 수 있습니다.

PCB 레이아웃 배치는 수동 배치를, 부품 실크스크린은 부품 임포트 시 자동 적용을 의미합니다.

수동 배치(PCB 레이아웃) 또는 자동 적용(부품)해야 할 항목들:

실크스크린 항목 분류표

실크스크린 정리(Cleanup) 방법

실크스크린 마킹 간 겹침이 발생할 수 있습니다. 이땐 재배치와 정리로 가독성을 높여야 합니다.

심각한 문제는 아니며, 좋은 설계 툴로 거버(Gerber) 파일이 있다면 실크스크린 실수를 수정할 수 있습니다. 사용하기 쉬운 툴을 선택해 작업 중 문제를 예방하세요.

PCB 실크스크린 vs 솔더 마스크

솔더 마스크와 실크스크린

PCB 실크스크린은 보드 기능을 해치지 않으면서 다양한 정보를 표시하는 수단입니다. 반면 솔더 마스크는 전기적 단락과 부식으로부터 보드를 보호해 기능을 향상시키며, 납이 패드에 머물게 하고 트레이나 플레인으로 흐르는 것을 방지합니다.

PCB 실크스크린 추천 색상

추천 색상 4가지: 흰색(범용, 제조 공정상 문제 없음), 노란색, 검은색, 빨간색.

분홍색 등 특수 색상도 쓰이나 제조 공정상 문제를 일으킬 수 있어 권장하지 않습니다.

실크스크린 색상들

PCB 실크스크린 제조사 선택 방법

실크스크린 생산 문제 방지를 위해 신뢰할 수 있는 PCB 제조사가 필요합니다. 많은 전문가가 지식을 갖추고 있지만, 선택 전 다음을 고려하세요.

첫째, 실크스크린의 시각적 측면을 고려하세요. 클리어런스 간격, 폰트 크기, 색상 등 설계 옵션을 결정하는 단계로, 생산 비용에 영향을 주므로 신뢰할 수 있는 제조사의 조언을 받아 올바르게 결정하세요.

둘째, 요구사항을 제시해 제조사 역량을 확인하세요. 믿을 만한 제조사는 자신 있게 공정을 안내해 줄 것입니다. 경험 많고 헌신적인 PCB 제조사를 선택하면 과정이 훨씬 수월해집니다.

마무리

실크스크린 항목이 있는 PCB

PCB 실크스크린은 기술이 필요한 공정으로 전체 PCB 품질에 영향을 줍니다. 실크스크린 덕분에 구리 층에 직접 아웃라인을 그릴 필요가 없어졌습니다.

실크스크린은 PCB 성능에 직접 영향 주지 않으면서 보드에 정보를 기록하는 훌륭한 수단입니다. 다만 색상 선택에 주의해 실크스크린 항목이 잘 보이도록 해야 합니다.

실크스크린 설계 제작 준비가 되셨다면 연락 주세요. 최저가 전용 PCB 서비스로 최선을 다해 지원하겠습니다.