회로 기판 어셈블리의 진화: 초기 혁신부터 현대적 소형화까지

모든 발명은 진화의 과정을 거칩니다. PCB(인쇄 회로 기판)도 놀라운 역사적 진화를 겪었습니다. 전자 어셈블리 산업을 가장 크게 도전한 과제는 소형화(Miniaturization)였습니다. 기기 내 부품이 작아지고 밀집될수록 인쇄와 세정 공정은 한계로 내몰립니다. 소형화가 최근 5~10년의 산물이라 생각하기 쉽지만, 이 과정은 약 100년 전부터 시작됐습니다.

회로 어셈블리의 역사

회로 기판 어셈블리하면 현대 기술이라 생각하기 쉽지만, 시작은 독일 과학자 알버트 한슨(Albert Hanson)이 전화 교환기 개선 장치 특허를 낸 1903년이었습니다. 이 원시 회로 기판은 도전성 기판에 부착된 전선을 평평한 표면에 본딩한 구조였습니다.

이 장치는 오늘날 회로 기판의 선구 기술로, 오늘날의 단순 스루홀 설계도 이미 갖추고 있었습니다. 최초의 진짜 회로 기판은 1927년 미국 발명가 찰스 뒤카스(Charles Ducas)가 특허냈습니다. 그의 설계는 평평한 나무 판에 스텐실로 도전성 소재를 인쇄한 것이었습니다.

이게 오늘날 '보드(Board)'란 단어가 회로 기판에 쓰이게 된 유래일 수 있습니다. 뒤카스는 스텐실로 배선을 직접 보드에 인쇄했고, 전도성 잉크도 사용했습니다. 이 개념은 전자 경로를 절연 표면에 정렬해, 오늘날 인쇄 회로 기판으로 알아볼 수 있는 인식 가능한 장치를 탄생시켰습니다.

다층 회로 기판으로의 진화

뒤카스는 발명을 더 발전시켜 여러 보드를 적층하는 다층 회로 기판 가능성을 구상했습니다. 하지만 여러 보드를 다층 객체로 연결하려면, 그의 개념을 현실로 구현할 또 다른 위대한 발명가가 필요했습니다.

그리고 폴 아이슬러(Paul Eisler)가 등장했습니다. 그는 오늘날의 인쇄 회로 기판을 발명한 것으로 널리 알려져 있습니다. 제2차 세계대전 초 호주를 떠나 영국에 정착했고, 신문 인쇄 회사 근무 경험을 살려 전자 회로를 보드에 인쇄하는 아이디어를 실현했습니다.

이것은 전선 하나하나를 수작업 납땜하던 노동 집약적 관행에서 거대한 도약이었습니다. 그의 발명품은 2차 대전 중 영국과 미국이 쓴 라디오 세트에 쓰여 전장에 기여했습니다.

에칭 설계

1943년, 2차 대전용보다 진보한 기판 설계 특허가 나왔습니다. 구리박에 회로를 에칭하고 유리 강화 비전도성 기판에 올리는 방식이었습니다. 1948년 미 육군이 이 기술을 공개해 혁신의 광범위한 발전을 촉진했습니다.

트랜지스터

1950년대 트랜지스터 등장으로 PCB는 추가 발전을 맞았습니다. 이 부품들은 전자제품 크기를 줄이고 PCB 탑재를 쉽게 했으며, 신뢰성도 높여 장기 목표인 소형화의 서막을 열었습니다. 1950~60년대 PCB는 양면 보드로 진화했고, 한 면엔 식별 인쇄, 다른 면엔 전자 부품이 실장됐습니다.

맺음말

오늘날 PCB 설계에는 아연 도금, 실리콘 칩, 솔더마스크 등 전자 부품 효과를 높이는 수많은 구성 요소가 포함됩니다. 게다가 표면 실장 기술(SMT)로 알려진 기판 어셈블리 기술이 PCB 세상을 지배합니다. 표면 실장 부품이 보드에 직접 납땜돼 산업 표준이 됐습니다.