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PCB 제조 공정의 세부 사항 알아보기

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키워드: PCB 제조업체, PCB 제조

인쇄회로기판 PCB 제조 공정에서는 완제품의 성능을 보장하기 위해 복잡한 절차가 필요합니다. 첫 번째 레이어가 생산된 후 사용되는 제조 공정은 회로 기판이 다층, 양면 또는 단면인지에 따라 달라집니다.

PCB 부품

PCB에는 네 가지 주요 부품이 있습니다:

  • 구리 레이어: 이 레이어는 기판 종류에 따라 전체 구리 또는 구리 호일 코팅일 수 있습니다. PCB로/로부터 전기 신호를 전달하는 데 어떤 방식을 사용하든 구리의 목적은 동일합니다.
  • 기판: 기판은 가장 중요하고 첫 번째 부품이며, 일반적으로 유리 섬유로 만들어집니다. 유리 섬유는 파손을 방지하고 PCB에 핵심 강도를 제공하는 데 도움이 되므로 사용됩니다. 기판은 PCB의 골격으로 간주될 수 있습니다.
  • 실크스크린: 실크스크린은 회로 기판의 마지막 부분입니다. 테스트 포인트, 로고, 부품 번호, 부품 참조 및 기호, 스위치 설정을 표시하는 데 사용되며, 실크스크린은 일반적으로 기판의 부품 측면에 있습니다. 실크스크린은 명명법 또는 범례로도 알려져 있습니다.
  • 솔더 마스크: 솔더 마스크는 PCB의 세 번째 구성 요소로, 폴리머 층입니다. 구리를 보호하여 환경과 접촉할 때 단락되지 않도록 합니다. 이러한 방식으로 솔더 마스크는 PCB의 피부 역할을 합니다.

PCB 제조

PCB 설계 공정의 단계는 검증 및 설계와 함께 시작되어 회로 기판 제조를 통해 계속됩니다. 불완전한 회로나 단락을 방지하고 정확성을 보장하기 위해 많은 단계에서 기계 기반 도구와 컴퓨터 지침이 필요합니다. 완성된 기판은 고객에게 배송되고 포장되기 전에 엄격한 테스트를 거쳐야 합니다.

1단계: PCB 설계

물론, 설계는 모든 PCB 제조의 시작 단계입니다. PCB 설계 및 제조는 항상 계획으로 시작합니다. 설계자는 설명된 모든 요구 사항을 충족하는 PCB에 대한 청사진을 작성합니다.

Extended Gerber는 출력 형식으로도 작동하기 때문에 PCB 설계에 있어 탁월한 소프트웨어입니다. 설계자에게 필요한 모든 정보, 즉 구성 요소 표기의 다른 부분, 필요한 솔더 마스크 수, 구리 레이어 수 등이 Extended Gerber에 인코딩됩니다. 소프트웨어가 PCB에 대한 설계 청사진을 인코딩하면 오류가 없는지 확인하기 위해 설계의 모든 측면과 다양한 부품이 검사됩니다.

완성된 PCB 설계는 설계자 검토가 완료되면 PCB를 제작할 수 있도록 PCB 제조 업체로 보내집니다. 도착 시, 제조업체는 PCB 설계 계획에 대한 두 번째 검사를 수행합니다. 이것은 PCB 제조업체를 위한 설계(Design for PCB Manufacturer) 검사로 알려져 있습니다.

2단계: 엔지니어링 질문 및 설계 검토

잠재적인 결함이나 오류에 대해 설계를 확인하는 것은 인쇄회로기판 제조 공정의 또 다른 핵심 단계입니다. 엔지니어는 잘못된 구조나 누락된 구성 요소가 없는지 확인하기 위해 PCB 설계의 모든 부분을 검토합니다. 설계는 엔지니어의 승인을 받은 후 인쇄 단계로 넘어갑니다.

3단계: PCB 설계 인쇄

모든 검사가 완료된 후 PCB 설계를 인쇄할 수 있습니다. 대신 특수한 종류의 프린터인 플로터 프린터가 사용됩니다. 플로터 프린터는 PCB의 필름을 만듭니다.

두 가지 잉크 색상으로 PCB의 내부 레이어가 표현됩니다:

  • 투명 잉크: 유리 섬유 베이스와 같은 PCB의 비전도 영역을 나타냅니다
  • 검은색 잉크: PCB의 회로 및 구리 트레이스에 사용됩니다

이러한 추세는 PCB 설계의 외곽층에서는 반대입니다. 구리 배선 경로는 투명 잉크로 표시되지만, 구리가 제거될 영역은 검은 잉크로 표시됩니다.

간단한 2층 PCB에는 솔더 마스크가 함께 제공되며 각 PCB 층은 자체 필름을 가지므로 4장의 시트가 필요합니다. 각 층마다 하나씩, 그리고 함께 제공되는 솔더 마스크용으로 하나씩입니다.

필름이 인쇄된 후 정렬되어 구멍이 뚫립니다. 이 구멍을 등록 구멍이라고 합니다. 구멍을 통해 펀칭됩니다. 이후 공정에서 필름을 정렬하기 위해 등록 구멍이 가이드로 사용됩니다.

4단계: 내부 층 구리 인쇄

이 과정에서 첫 번째 단계는 4단계로, 제조업체가 PCB 제작을 시작하는 곳입니다. PCB 설계가 PCB 구조 역할을 하는 라미네이트 재료 조각에 인쇄된 후, 구리가 동일한 라미네이트 조각에 미리 접합됩니다. 이후 이전 청사진을 드러내기 위해 구리가 에칭되어 제거됩니다.

다음으로, 일종의 감광성 필름이 라미네이트 패널을 덮습니다. 이것을 레지스트라고 합니다. 감광성 화학 물질 층이 레지스트를 구성하며, 이는 자외선에 노출된 후 경화됩니다. 포토레지스트에 인쇄된 내용과 청사진의 이미지 간에 완벽한 일치를 얻기 위해 레지스트는 기술자들이 작업할 수 있게 해줍니다.

앞서 만든 구멍을 사용하여 라미네이트와 레지스트가 정렬되면 자외선을 쬐게 됩니다. 필름의 투광성 부분을 통해 자외선이 통과하여 포토레지스트를 경화시킵니다. 이는 경로로 유지되는 구리 영역을 나타냅니다. 반대로, 검은 잉크는 경화되지 않아야 할 영역으로 빛이 도달하는 것을 막습니다. 따라서 나중에 제거될 수 있습니다.

보드가 준비되면 알칼리 용액으로 세척하여 남은 포토레지스트를 제거합니다. 표면에 남은 모든 것을 제거하기 위해 보드는 압력 세척된 후 건조됩니다.

건조 후 PCB에 남아 있어야 하는 유일한 레지스트는 최종적으로 분리될 때 PCB 부품으로 남아 있는 구리 위의 부분입니다. 오류가 없는지 확인하기 위해 기술자가 PCB를 검사합니다. 오류가 없으면 다음 단계로 넘어갑니다.

5단계: 내부 코어 또는 층 에칭을 통해 구리 제거

PCB 제조 공정을 계속하기 전에 인쇄회로기판의 내부 또는 코어 층에서 추가 구리를 제거해야 합니다. 보드의 필요한 구리를 덮고 나머지 보드를 화학 물질에 노출시키는 것이 에칭에 포함됩니다. 화학 에칭 공정을 통해 PCB에서 보호되지 않은 모든 구리가 제거되어 필요한 양의 구리만 보드에 남게 됩니다.

사용되는 구리 에칭 용제의 양이나 시간에 따라 이 단계는 달라질 수 있습니다. 더 무거운 구조물이나 대형 PCB에는 더 많은 구리가 사용될 수 있습니다. 따라서 PCB 제조 시 제거를 위해 더 많은 구리가 에칭됩니다. 결과적으로 이러한 보드에는 추가 용제나 시간이 필요합니다.