PCB 제조 공정 - 종합 가이드

PCB 제조 공정 이해

모든 주요 전자 기기에 필수적인 인쇄 회로 기판(PCB)은 시계, 계산기 등 간단한 제품을 포함하여 다양한 디지털 제품에서 볼 수 있습니다. 익숙하지 않은 분들을 위해 설명하자면, PCB는 전자 제품 내에서 전기 신호를 제어하여 기기의 전기 및 기계 회로 요구 사항을 충족합니다. 간단히 말해, PCB는 전기의 방향을 지시하여 전자 기기에 생명을 불어넣는 역할을 합니다.

PCB는 구리 경로 네트워크를 통해 표면의 전류를 관리합니다. 구리 경로의 복잡한 매트릭스는 PCB 회로 기판의 각 섹션의 특정 기능을 특징짓는 요소입니다.

PCB 설계 단계에 앞서 회로 설계자는 PC 보드 숍을 방문하여 제조업체와 직접 대면하여 PCB 생산 요구 사항에 대해 상담하는 것이 좋습니다. 이 접근 방식은 설계 단계에서 잠재적인 불필요한 오류를 제거할 수 있습니다. 하지만 대부분의 기업이 PCB 생산 문의를 해외 공급업체에 맡기면서 이러한 접근 방식은 비실용적이 되었습니다. 따라서 다음과 관련된 단계에 대한 적절한 이해를 돕기 위해 이 문서를 제공합니다. PCB 기판 제조. 회로 설계자와 PCB 업계에 처음 입문하는 분들에게 인쇄 회로 기판이 어떻게 생산되는지에 대한 투명한 관점을 제공하고, 불필요한 실수를 방지하는 데 도움이 되기를 바랍니다.

PCB 제조에 관련된 절차

1단계: 블루프린트 및 출력

설계자가 PCB 설계 소프트웨어를 사용하여 계획한 PCB 레이아웃은 회로 기판과 엄격하게 호환되어야 합니다. 일반적으로 사용되는 PCB 설계 소프트웨어는 Altium Designer, OrCAD, Pads, KiCad, Eagle 등입니다. 참고: 설계자는 PCB 생산 전에 계약 제조업체에 회로 제작에 사용되는 PCB 설계 소프트웨어 버전을 알려야 불일치로 인해 발생하는 문제를 완화할 수 있습니다.

생산용 PCB 설계에 대한 승인을 받은 후 설계자는 설계를 제조업체가 승인한 형식으로 변환합니다. 가장 널리 사용되는 프로그램은 확장된 거버입니다. 1980년대 이유식 광고 캠페인은 매력적인 유아를 추구했으며, 이 소프트웨어는 설득력 있게 디자인된 자손을 생성합니다. Gerber는 IX274X로도 알려져 있습니다.

확장 거버는 PCB 업계에서 최적의 출력 포맷으로 인정받았습니다. 다양한 PCB 설계 소프트웨어는 서로 다른 거버 파일 생성 단계를 요구할 수 있지만, 모두 구리 추적 레이어, 드릴 드로잉, 조리개, 부품 표기법 및 기타 설정을 포함한 중요한 정보를 인코딩합니다. 이 단계에서 PCB 설계의 모든 요소가 검사됩니다. 소프트웨어는 설계에 감독 알고리즘을 적용하여 오류가 발견되지 않도록 합니다. 또한 설계자는 트랙 폭, 기판 가장자리 간격, 트레이스 및 홀 간격, 홀 크기와 관련된 요소를 고려하여 설계를 면밀히 검토합니다.

엄격한 검사가 끝나면 설계자는 PCB 파일을 생산을 위해 PCB 팹 하우스로 전달합니다. 설계가 생산 공정 중 최소 공차 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 거의 모든 PCB 팹 하우스에서는 회로 기판을 제작하기 전에 제조용 설계(DFM) 검사를 실시합니다.

2단계: 파일을 동영상으로 변환

설계자가 PCB 회로도 파일을 출력하고 제조업체가 DFM 검사를 수행하면 PCB 인쇄가 시작됩니다. 제조업체는 플로터라는 고유한 프린터를 사용하여 PCB의 사진 필름을 생성한 다음 회로 기판을 인쇄하는 데 사용합니다. 기술적으로는 레이저 프린터이지만 표준 레이저 제트 프린터는 아닙니다. 플로터는 매우 정밀한 인쇄 기술을 사용하여 PCB 설계의 매우 상세한 필름을 렌더링합니다.

최종 출력물은 검은색 잉크로 PCB의 사진 네거티브가 인쇄된 플라스틱 시트입니다. PCB 내부 레이어의 경우 검은색 잉크는 PCB의 전도성 구리 섹션을 나타냅니다. 이미지의 나머지 선명한 부분은 비전도성 재료의 영역을 나타냅니다. 외부 레이어는 반대 배열을 따릅니다. 투명은 구리를 나타내고 검은색은 에칭할 영역을 나타냅니다. 플로터는 필름을 자동으로 현상하고 필름은 우발적인 접촉을 방지하기 위해 안전하게 보관됩니다.

PCB와 솔더 마스크의 각 레이어에는 개별 투명 및 검은색 필름 시트가 사용됩니다. 따라서 2레이어 PCB에는 레이어용 2장, 솔더 마스크용 2장 등 총 4장의 필름이 필요합니다. 중요한 것은 모든 필름이 서로 완벽하게 일치해야 한다는 것입니다. 함께 사용하면 PCB 정렬을 레이아웃합니다.

모든 필름의 완벽한 정렬을 보장하기 위해 모든 필름에 등록 구멍을 펀칭해야 합니다. 구멍의 정밀도는 필름이 놓이는 테이블을 조정함으로써 발생합니다. 테이블을 미세하게 조정하여 이상적으로 일치하면 구멍이 펀칭됩니다. 구멍은 이미징 프로세스의 다음 단계에서 등록 핀과 정렬됩니다.

3단계: 내부 레이어 인쇄하기: 구리는 어디로 가야 할까요?

이전 단계에서 필름을 만드는 목표는 구리 트랙의 청사진을 레이아웃하는 것이었습니다. 이제 필름의 이미지를 구리 호일에 인쇄해야 합니다.

PCB 제작 절차는 먼저 PCB의 실제 제작을 준비합니다. 기본 PCB 설정은 기판 재료라고도 하는 에폭시 수지와 유리 섬유로 구성된 라미네이트 기판으로 시작됩니다. 라미네이트는 PCB의 윤곽을 그리는 구리를 수용하는 역할을 합니다. 견고하고 방진성이 뛰어난 기판 소재는 PCB를 위한 훌륭한 발판 역할을 합니다. 구리는 이전에 양쪽에 접착되어 있습니다. 진행 과정에는 필름에서 청사진을 드러내기 위해 구리를 깎아내는 작업이 포함됩니다.

PCB 형성에서 청결을 유지하는 것은 매우 중요합니다. 구리가 포함된 라미네이트는 세척된 후 멸균 구역으로 이송됩니다. 이 단계에서 오염 물질이 라미네이트 표면을 손상시키지 않는 것이 중요합니다. 이를 간과하면 작은 먼지 입자만으로도 회로 단락이 발생하거나 열린 상태로 유지될 수 있습니다.

그런 다음 새로 청소한 패널에 포토 레지스트라는 감광성 코팅을 입힙니다. 이 층에는 빛에 반응하는 일련의 화학 물질이 포함되어 있어 자외선에 노출되면 단단해집니다. 이를 통해 포토 필름과 포토 레지스트의 정확한 상관관계를 보장합니다. 필름은 라미네이트 보드 위에 위치를 유지하는 핀 위에 배치됩니다.

필름과 패널이 동기화되어 자외선을 받게 됩니다. 이 빛이 투명 필름 섹션을 비추면 기본 구리의 포토 레지스트가 굳어집니다. 플로터의 검은색 잉크는 부드러운 상태로 유지되는 것으로 간주되는 영역에 빛이 도달하는 것을 방지하여 제거를 의미합니다.

보드 준비가 끝나면 알칼리성 용액을 사용하여 경화되지 않은 포토 레지스트를 씻어냅니다. 마지막으로 압력 세척을 통해 보드가 건조되기 전에 표면에 남아있을 수 있는 잔여물을 제거합니다.

최종 결과물은 최종 인공물의 일부가 될 구리 세그먼트 위에 레지스트가 적절히 레이어링된 제품입니다. 기술자는 이 단계에서 실수가 없는지 확인하기 위해 기판을 면밀히 검사합니다. 이 시점에 존재하는 레지스트는 완성된 PCB에 표시될 구리를 의미합니다.

이 단계는 레이어가 2개 이상인 보드에만 적용됩니다. 기본 2레이어 보드는 드릴링 단계로 넘어갑니다. 다중 레이어 보드는 추가 단계가 필요합니다.

4단계: 불필요한 구리 말소하기

포토 레지스트가 벗겨지고 고형화된 레지스트가 목표 구리를 보호하고 있는 상태에서 기판은 원하지 않는 구리를 제거하기 위해 이동합니다. 알칼리성 용액이 레지스트를 제거한 것과 유사하게 강력한 화학 혼합물이 과도한 구리를 용해시킵니다. 구리 용매 용액은 노출된 구리를 모두 닦아냅니다. 한편, 대상 구리는 포토 레지스트의 경화된 층 아래에서 강하게 차폐된 상태로 유지됩니다.

구리 기판마다 표준이 다릅니다. 무거운 보드일수록 더 많은 양의 구리 솔벤트와 다양한 노출 시간이 필요할 수 있습니다. 특히 무거운 구리 기판은 트랙 간격에 더욱 집중해야 합니다. 대부분의 표준 PCB는 동일한 사양에 의존합니다.

용매가 비필수 구리를 지우고 나면 우선순위가 지정된 구리를 보호하는 경화된 레지스트를 씻어내야 합니다. 다른 용매로 이 작업을 수행합니다. 그러면 기판은 PCB에 필요한 구리 기판만으로 반짝입니다.

5단계: 레이어 동기화 및 광학 검사

레이어가 깨끗하고 준비된 상태에서 정렬을 위해 펀치 구멍이 필요합니다. 내부 레이어를 외부 레이어에 정렬하려면 등록 구멍이 필요합니다. 정확한 대응을 보장하기 위해 기술자는 광학 펀치라고 하는 장치에 레이어를 배치하며, 여기서 등록 구멍을 정확하게 펀칭합니다.

두 번째 장치는 레이어를 조립할 때 잠재적인 결함을 발견하기 위해 자동 광학 검사를 수행하는데, 이후에는 수정이 불가능하기 때문입니다. 제조업체에 제공된 거버의 오리지널 디자인이 기준이 됩니다. 이 기계는 레이저 센서로 레이어를 스캔하고 디지털 이미지를 원본 거버 파일과 전자적으로 병치합니다.

불일치가 눈에 띄면 기술자가 평가할 수 있도록 화면에 표시됩니다. 검사 중에 불일치 레이어가 제거되면 PCB 제조의 마무리 단계로 진행됩니다.

6단계: 레이어업 및 본딩

이 시점에서 회로 기판은 형태를 갖추기 시작합니다. 모든 격리된 레이어는 상호 연결을 위해 대기합니다. 레이어에 대한 설명과 검증이 완료되면 이제 남은 작업은 레이어를 통합하는 것입니다. 외부 레이어는 레이어 업과 본딩이라는 두 단계를 거쳐 기판과 연결되어야 합니다.

외부 레이어 재료는 이전에 프리프레그라고 알려진 에폭시 수지가 함침된 섬유 유리 시트입니다. 구리 필름은 또한 구리 트레이스 에칭을 수용하는 원래 기판의 상단과 하단을 덮고 있습니다. 이제 이러한 재료를 함께 압착할 때가 왔습니다.

본딩은 금속 클립을 사용하여 무거운 강철 테이블에서 이루어집니다. 레이어는 테이블의 핀에 단단히 고정됩니다. 정렬 중 변위를 방지하기 위해 모든 것이 서로 단단히 밀착됩니다.

처음에는 기술자가 프리프레그 시트를 정렬 대야 위에 배치합니다. 프리프레그 위에 기판 층을 조심스럽게 깔고 그 위에 구리 시트를 얹습니다. 구리 시트 위에 추가 프리프레그 층을 배치한 후 구리 프레스 플레이트와 알루미늄 호일로 마무리합니다. 그런 다음 전체 어셈블리가 프레스를 위해 설정됩니다.

본딩 프레스의 컴퓨터에 의해 제어되는 전체 절차는 자동 시퀀스를 거칩니다. 어셈블리의 가열, 필요한 압력 적용 시기, 스택이 일정하게 냉각되도록 허용하는 시기를 지시합니다.

그 후 약간의 분해 작업이 있습니다. 모든 레이어가 하나의 놀라운 샌드위치로 융합된 다층 PCB는 기술자가 효율적으로 포장을 해제합니다. 여기에는 고정 핀을 제거하고 상단 압력판을 폐기하여 알루미늄 프레스 플레이트 쉘 안에 들어있는 PCB를 공개하는 작업이 포함됩니다. 이 공정에 사용되는 동박은 PCB의 외부 레이어 역할을 합니다.

7단계: 드릴

그 후 스택 보드에 정밀한 구멍이 새겨집니다. 구리로 연결된 비아 홀과 리드 세그먼트와 같은 향후 구성 요소는 이 드릴 구멍의 정확도에 따라 달라지는데, 평균 머리카락 폭이 150마이크론인 것에 비해 드릴은 100마이크론의 폭을 구현할 정도로 미세합니다.

엑스레이 로케이터는 적절한 등록 구멍이 만들어지기 전에 정확한 드릴 타겟을 결정하여 후속 특정 구멍을 위한 스택 보드를 안정화합니다.

사전 드릴링에는 드릴 타겟 아래에 완충재 보드를 설치하여 깨끗한 드릴을 보장하는 작업이 포함됩니다. 출구 재료는 드릴이 빠져나갈 때 불필요한 찢어짐을 방지합니다. 드릴의 각 미세한 움직임은 컴퓨터에 의해 조절됩니다. 초기 설계의 디지털 파일을 사용하여 드릴링할 위치를 식별합니다.

공기가 드릴 스핀들을 150,000rpm의 회전 속도로 구동합니다. 이러한 속도에도 불구하고 드릴링에는 수많은 구멍을 뚫어야 하므로 시간이 오래 걸립니다. 나중에 이러한 구멍은 PCB의 비아 및 기계적 장착 구멍을 수용하며, 최종 부착은 도금 후 이루어집니다.

드릴링이 완료되면 프로파일링 도구를 사용하여 생산 패널의 가장자리를 감싸고 있는 구리를 추가로 제거합니다.

8단계: 도금 및 구리 증착

드릴링 후 패널은 도금을 진행합니다. 화학 증착은 이 과정에서 다양한 층을 융합합니다. 철저한 세척 후 패널은 일련의 화학 용액에 들어가 패널 표면에 약 1미크론의 얇은 구리 층을 형성합니다. 이 구리는 새로 뚫은 구멍으로 들어갑니다.

이전에는 내부 구멍 표면이 패널 내부를 구성하는 섬유 유리 소재를 그대로 드러냈습니다. 구리 배스는 구멍 벽을 균일하게 도금합니다. 결과적으로 패널에 새로운 구리 층이 형성되며, 특히 새로운 구멍을 덮는 것이 가장 두드러집니다. 컴퓨터는 전체 침지, 제거 및 처리 절차를 감독합니다.

9단계: 외부 레이어 이미징

패널에 포토레지스트를 사용한 3단계를 기억하시나요? 이제 다시 이 작업을 수행해야 하는데, 이번에는 PCB 디자인으로 외부 레이어를 이미지화합니다. 이 절차는 레이어 표면에 입자가 달라붙지 않도록 멸균 조건에서 시작됩니다. 그런 다음 포토 레지스트 층을 패널에 도포합니다. 이제 준비가 완료된 패널은 노란색 파장으로 인해 포토레지스트에 유해한 자외선이 없는 옐로우 룸으로 이동합니다.

검정 잉크 투명 필름은 패널에 잘못 배치되지 않도록 핀으로 단단히 고정됩니다. 패널과 스텐실이 접촉하면 강렬한 자외선에 노출되어 포토 레지스트가 경화됩니다. 그 후 기계가 검정 잉크의 불투명도에 의해 보호되던 경화되지 않은 레지스트를 벗겨냅니다.

이 과정은 본질적으로 내부 레이어에 사용된 과정과 반대입니다. 마지막으로, 이전 단계에서 원치 않는 포토 레지스트가 모두 제거되었는지 확인하기 위해 외부 플레이트를 검사합니다.

10단계: 도금

다시 전기 도금 섹션으로 돌아가서 8단계에서 설명한 것과 동일한 방식으로 패널을 얇은 구리 층으로 코팅합니다. 이전 포토 레지스트 단계에서 노출된 패널 섹션은 전기 도금을 거칩니다. 패널은 일반적으로 주석 도금으로 진행하기 전에 초기 구리 도금 욕조 세트를 거칩니다. 이를 통해 제거해야 할 잔류 구리를 쉽게 제거할 수 있습니다. 주석 층은 후속 에칭 단계 동안 구리 코팅을 유지하려는 패널 부분을 차폐하는 데 중요한 역할을 합니다. 에칭 공정은 패널에서 불필요한 구리 포일을 제거합니다.

11단계: 에칭 피날레

보호 주석 층은 이 단계에서 필요한 구리를 보호합니다. 나머지 레지스트 층 아래에 있는 불필요한 구리 원소는 제거됩니다. 다시 한 번 화학 처리를 통해 잉여 구리를 제거하는 동시에 주석 층이 중요한 구리 부분을 계속 보호합니다.

이 단계에서는 모든 전도 영역과 연결이 올바르게 설정됩니다.

12단계: 솔더로 마스킹하기

솔더 마스크를 적용하기 전에 패널을 세척한 다음 양면에 에폭시 솔더 마스크 잉크로 코팅합니다. 패널은 솔더 마스크 포토 필름을 통해 자외선에 노출되어 덮여 있는 부분은 제거할 준비가 된 미경화 상태로 남습니다.

마지막으로 보드를 오븐에 넣어 솔더 마스크를 고정합니다.

13단계: 표면 마무리

납땜성을 향상시키기 위해 PCB에 금 또는 은으로 화학 도금을 적용합니다. 특정 PCB는 이 단계에서 열풍 레벨링을 거쳐 패드를 균일하게 하고 표면 마감을 만듭니다. PCBPit은 고객의 요구 사항에 따라 다양한 표면 마감 기술을 제공합니다.

14단계: 실크스크린

모든 중요한 PCB 세부 사항을 나타내는 잉크젯 글자를 적용하여 보드가 거의 완성되면 PCB는 최종 코팅 및 경화 공정으로 이동합니다.

15단계: 전기 테스트

기능성을 보장하고 원래 설계와 일치하도록 하기 위해 기술자가 PCB에 대한 포괄적인 전기 테스트를 수행합니다. PCBPit은 모바일 프로브를 사용하여 각 베어 회로 기판의 전기 성능을 테스트하는 향상된 플라잉 프로브 테스트를 제공합니다.

16단계: 프로파일링 및 V-스코어링

최종 단계는 라우팅 또는 V-그루브 기법을 사용하여 마스터 패널에서 다른 기판을 섹션화하는 것입니다. 라우팅은 보드 경계를 따라 작은 탭을 남기는 반면, V-그루브는 보드의 양쪽에 대각선 채널을 분할합니다. 두 방법 모두 패널에서 보드를 쉽게 제거할 수 있습니다.

신뢰할 수 있는 PCB 제조업체를 찾고 계십니까? PCBPit이 도와드리겠습니다!

주지하다시피 PCB 생산 공정에는 상당한 노력이 필요합니다. PCB가 품질, 성능 및 내구성 표준을 충족하려면 모든 단계에서 품질에 중점을 두고 최고 수준의 전문성을 갖춘 제조업체를 선택하는 것이 필수적입니다.

중국 최고의 맞춤형 PCB 생산 업체 중 하나인 PCBPit은 고객의 성공을 운영의 중심에 두고 성공을 위해 최선을 다하고 있습니다. 모든 제작 단계에 세심한 주의를 기울입니다. 진공 포장, 계량 및 안전한 배송과 같은 추가 서비스를 제공하여 PCB 주문이 손상 없이 도착할 수 있도록 보장합니다. 80개국에 걸쳐 수많은 기업에 서비스를 제공해 온 당사의 비전은 제조된 PCB를 전 세계로 배송하는 것입니다.

당사의 서비스에는 퀵턴 PCB 프로토타이핑, 대량 PCB 생산 및 조립이 포함됩니다. 언제나 신속한 무료 견적을 받을 수 있습니다.

공유:

더 많은 게시물

PCB 보드

PCB 티어드롭 이해: 종합 가이드

PCB 티어드롭의 이해: 종합 가이드 PCB 티어드롭이란 무엇인가요? PCB 티어드롭은 트랙(또는 트레이스)이 만나는 접합부에 있는 작은 눈물방울 모양의 확대 현상입니다.

PCB 골드 핑거

PCB 골드 핑거란 무엇인가요?

PCB 골드 핑거란 무엇인가요? PCB(인쇄 회로 기판)는 대부분의 전자 기기의 중추로, 부품을 일련의 전기 경로로 연결합니다. One

ko_KR한국어