PCB 제조 공정 단계별 가이드: 설계부터 양산까지

회로는 전기 세계의 인프라입니다. 하지만 대부분 사람들이 와이어나 케이블로 연결된 전통 회로를 본 게 물리 수업 때가 마지막일 겁니다. 그 이유가 바로 PCB입니다.

1. PCB란 무엇인가?

PCB는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)의 약자입니다. 비전도성 기판 시트 층 사이에 구리 층을 한 층 이상 적층하고 에칭해 만듭니다. 저항, 커패시터 등 회로의 다른 부품은 일반적으로 PCB에 납땜됩니다.

즉, PCB가 회로에서 와이어나 케이블의 역할을 대체해, 지저분하고 공간을 많이 차지하던 배선이 더 이상 필요 없습니다.

PCB는 단면, 양면, 다층으로 나뉩니다. 단면 PCB는 구리 층이 하나, 양면은 같은 기판 양면에 구리 층이 두 개 있습니다.

다층은 외부·내부 구리 층이 기판 층과 번갈아 적층됩니다. 다층 PCB는 내부 층에 회로 배선이 있어 부품 간 표면 공간을 절약하므로 부품 실장 밀도를 크게 높일 수 있습니다.

2. PCB 제조 공정

PCB 제조 기술의 핵심 원리는 에칭입니다. 회로 패턴을 미리 설계·정의한 뒤 보드에 에칭합니다.

다층 PCB가 가장 복잡하므로 이를 예로 들어 제조 공정을 소개합니다.

2.1 회로 패턴 설계

제조 시작을 위해 CAD(컴퓨터 지원 설계)로 제조 데이터를 생성합니다. 데이터에는 구리 패턴, 드릴 파일, 검사 항목 등이 포함됩니다.

이후 패턴 데이터를 CAM(컴퓨터 지원 제조) 시스템에 읽어들여 보호 마스크에 복제합니다.

2.2 기판 보드 준비

원자재 기판 보드는 보통 대형 판재로 나옵니다. 설계 크기로 재단하고 표면을 세정해 양질의 회로 패턴을 얻습니다.

2.3 구리 패터닝

• 보호 마스크를 기판 보드에 올림.
• UV(자외선) 노광.
• 화학 용액으로 미노광 부분 보호 마스크 제거해 회로 패턴 현상.
• 화학 반응으로 구리 에칭. 보호 마스크로 덮인 구리가 남아 회로 형성.
• 보호 마스크 제거 및 세정. AOI(자동 광학 검사)로 회로 품질 확인.

2.4 적층 및 라미네이션 프레스

여러 패터닝 보드와 프리프레그를 적층. 다층 보드 양면에 구리 호일 적층. 진공 라미네이션 프레스로 압착.

2.5 CNC 드릴링 및 구리 도금

설계대로 홀 드릴링. 홀에 구리 도금해 보드 모든 층을 전기적으로 연결.

2.6 구리 패터닝(반복)

다층 보드 양면에 구리 패터닝 반복.

2.7 구리 패턴 전기 도금

회로 패턴과 홀 구리를 두껍게 하기 위해 추가 구리 도금.

2.8 솔더 마스크 도포

이후 납땜 공정에서 회로를 보호하기 위해 보호막(솔더 마스크)을 형성해 솔더 패드만 노출시킵니다. LPI(액상 포토이미저블) 필름을 보드 양면에 도포해 솔더 마스크 형성.

2.9 표면 처리

HASL(열풍 레벨링) 또는 ENIG(무전해 니켈 침지 금) 공정으로 솔더 패드 납땜 품질 보장과 산화 방지.

2.10 범례 인쇄

필요 시 보드 양면에 범례(레전드) 인쇄.

2.11 최종 시험 및 포장

시험 시퀀스 수행 후 보드 포장.

이상으로 마칩니다. PCB에 대해 더 알고 싶거나 궁금한 점이 있으시면 언제든 연락 주세요!