인쇄 회로 기판은 어떻게 만들어지나요?

인쇄 회로 기판의 가장 중요한 구성 요소 중 하나는 연결 구멍입니다. 이 구멍은 회로가 서로 연결될 수 있도록 정밀한 패턴으로 드릴링됩니다. 자동 드릴링 머신은 엑셀론 파일이라고도 하는 수치 제어 드릴 파일을 사용하여 드릴링할 위치와 구멍의 크기를 결정합니다. PCB의 구조에 따라 드릴링은 한 번에 한 층씩 또는 라미네이션 전에 여러 층으로 수행할 수 있습니다.

다층 PCB

다층 PCB는 3개 이상의 레이어로 구성된 인쇄 회로 기판입니다. 이 기판은 가전제품에서 의료 기기에 이르기까지 다양한 기기에 사용됩니다. 일반적으로 기판이 제대로 작동하려면 최소 4개의 레이어가 필요합니다. 이 기술은 가전제품에서 점점 더 널리 사용되고 있으며 X-레이 기계 및 CAT 스캔 장비와 같은 의료 기기에서 점점 더 보편화되고 있습니다.

다층 PCB 제조 공정에는 직조 유리 천과 에폭시 수지를 사용하는 과정이 포함됩니다. 그런 다음 에폭시 수지를 경화시켜 보드의 코어를 형성합니다. 그 후 코어와 구리 시트를 열과 압력으로 접착합니다. 그 결과 균일한 특성을 가진 다층 PCB가 탄생합니다.

또 다른 제조 공정은 여러 개의 소형 인쇄 회로 기판을 하나의 패널에 결합하는 공정인 패널화입니다. 이 기술은 여러 가지 디자인을 하나의 대형 보드에 결합합니다. 각 패널은 툴링 구멍이 있는 외부 툴링 스트립, 패널 피듀셜 및 테스트 쿠폰으로 구성됩니다. 일부 패널에는 패널 공정 중 구부러짐을 방지하기 위해 해치형 구리 타설이 포함되어 있습니다. 패널화는 구성 요소가 보드 가장자리에 가깝게 장착될 때 일반적으로 사용됩니다.

클래스 2 및 3 PCB

대부분의 클래스 2 및 클래스 3 인쇄 회로 기판 제조업체는 동일한 표준을 준수하지만, 이 두 클래스 간에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다. 클래스 2 보드는 일반적으로 극한의 환경 조건에 노출되지 않고 최종 사용자에게 중요하지 않으며 엄격한 테스트를 거치지 않는 제품을 위해 제조됩니다. 반면에 클래스 3 보드는 가장 높은 기준을 충족하도록 설계되었으며 지속적인 성능과 최소한의 다운타임을 제공해야 합니다. 두 등급의 주요 차이점은 보드 설계 및 제조 공정에 대한 요구 사항입니다.

클래스 2 및 클래스 3 인쇄 회로 기판은 IPC-6011 표준에 따라 제작됩니다. 이 표준은 클래스 1, 클래스 2 및 클래스 3 인쇄 회로 기판에 대한 요구 사항을 설명합니다. 클래스 3/A라는 새로운 IPC 표준도 있습니다. 이는 군용 항공 전자 공학 및 우주 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 클래스 1 및 클래스 2 PCB는 IPC의 리지드, 플렉스 및 MCM-L 표준을 충족해야 합니다.

단면 PCB

단면 인쇄 회로 기판(PCB)은 일반적이고 비교적 쉽게 설계할 수 있는 회로 기판입니다. 따라서 대부분의 제조업체와 디자이너는 이러한 보드를 설계하고 제작할 수 있습니다. 단면 PCB는 또한 다층 PCB보다 생산하기가 더 쉽습니다. 따라서 거의 모든 PCB 제조 회사에서 생산할 수 있습니다. 단면 PCB는 가장 일반적으로 대량으로 주문됩니다.

단면 PCB는 일반적으로 에폭시와 혼합된 유리섬유와 유사한 물질인 FR4 재료로 만들어집니다. 이 재료는 여러 층으로 형성되며, 각 층에는 한 층의 전도성 재료가 포함되어 있습니다. 그런 다음 리드를 부품 쪽의 구리 트랙에 납땜합니다. 단면 PCB는 원래 프로토타입 회로 기판을 제작하는 데 사용되었지만 표면 실장 부품에 대한 수요가 증가함에 따라 다층 PCB로 대체되었습니다.

단면 PCB는 가장 간단하고 저렴한 형태의 인쇄 회로 기판입니다. 기판 위에 전도성 구리 단일 층이 있습니다. 또한 단면 PCB에는 비아 홀이 없습니다. 따라서 저밀도 설계에 가장 적합합니다. 제조가 용이하고 리드 타임이 짧은 경우가 많습니다.

플렉스 PCB

플렉스 PCB 생산에는 여러 단계가 있습니다. 첫 번째 단계는 보드의 레이아웃을 설계하는 것입니다. 이 작업은 Proteus, Eagle 또는 OrCAD와 같은 CAD 도구를 사용하여 수행할 수 있습니다. 레이아웃이 설계되면 조립 프로세스를 시작할 수 있습니다.

다음 단계는 도체를 라우팅하는 것입니다. 도체의 폭은 디바이스의 표준에 따라 설정해야 합니다. 그러나 도체의 수는 설계에 따라 다를 수 있습니다. 표준 도체 폭은 일정 비율의 회로 전류가 필요한 회로에 필요합니다. 설계에 따라 구멍의 직경도 다를 수 있습니다.

템플릿을 에칭한 후 "블랭킹"이라는 프로세스를 사용하여 플렉스 회로를 절단합니다. 이 공정에는 유압 펀치 및 다이 세트가 사용되지만 툴링 비용이 높을 수 있습니다. 또 다른 옵션은 블랭킹 나이프를 사용하는 것입니다. 블랭킹 나이프는 플렉스 회로 외곽선 모양으로 구부러진 긴 면도날입니다. 그런 다음 일반적으로 MDF 또는 합판과 같은 백킹 보드의 슬롯에 삽입합니다.