다층 PCB에 대한 완벽한 가이드
다층 PCB는 세 개 이상의 전도성 물질 층으로 구성된 회로 기판입니다. 이러한 기판은 배선에 필요한 공간을 늘려줍니다. 층이 많다는 것은 기판에 다양한 전도성 패턴이 존재한다는 것을 의미합니다. 다층 PCB는 일반적으로 엄밀한 PCB유연한 형식으로 만드는 것이 매우 어렵기 때문입니다.
레이어 수는 필요에 따라 달라집니다. 따라서 레이어는 최대 100개까지 가능합니다. 하지만 4~8 레이어 PCB는 다양한 용도로 널리 사용됩니다. 레이어가 증가하면 회로가 복잡해집니다. 따라서 필요에 따라 레이어 수를 다양하게 조정할 수 있습니다.
다층 PCB의 다양한 필수 구성 요소
다층 PCB의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
- 기질: 기판은 일반적으로 유리섬유로 만들어지는 가장 중요한 부분입니다. 유리섬유는 PCB의 핵심 강도를 제공하고 파손을 방지합니다. 기판은 PCB의 뼈대라고 볼 수 있습니다.
- 구리층: 기판 종류에 따라 다릅니다. 따라서 이 층은 전체 구리 또는 구리 호일일 수 있습니다. 기판 종류에 관계없이 구리 층은 동일합니다. 구리는 PCB와 전기 신호를 주고받습니다. 이 층은 신경계와 같습니다. 뇌에서 근육으로, 그리고 뇌에서 근육으로 신호를 전달하는 역할을 합니다.
- 솔더 마스크: 구리층을 보호하는 폴리머 층입니다. 따라서 구리가 외부 환경과 접촉할 때 발생하는 단락을 방지합니다. 따라서 솔더 마스크는 PCB의 표면이라고 볼 수 있습니다.
- 실크 스크린: PCB의 마지막 부분입니다. 실크스크린은 기본적으로 보드에 있는 다양한 부품의 부품 번호, 기호, 로고를 표시합니다. 또한 기호, 스위치 설정, 테스트 지점, 부품 참조 등의 정보도 제공합니다.
다층 PCB를 제조하는 방법은?
다층 PCB 제조를 위한 단계별 가이드는 다음과 같습니다.
설계
첫 번째이자 가장 중요한 단계는 PCB 설계 생산을 준비합니다. 모든 제조업체는 이 과정에 대해 각자 고유한 접근 방식을 가지고 있습니다. 일반적으로 설계자는 회로 설계도를 작성하고 모든 요구 사항을 충족합니다. 확장 거버(Extended Gerber)와 같은 다양한 유형의 소프트웨어를 사용하여 설계할 수 있습니다.
따라서 확장 거버(Extended Gerber)나 다른 도구를 사용하여 회로를 설계할 수 있습니다. 회로를 설계한 후에는 전체 설계를 신중하게 검토하고, 전체 설계도에 오류가 없는지 확인하십시오. 설계가 완료되면 이 설계도를 제작소로 보내 회로 제작을 시작할 수 있습니다.
사진 플로팅
이 단계에서는 레이저 포토플로터를 사용하여 각 층에 대한 필름을 플로팅할 수 있습니다. 레이저 포토플로터는 솔더 마스크와 실크스크린용 포토툴을 만드는 데 사용되는 도구입니다. 필름의 두께는 약 7밀입니다.
많은 제조업체에서 드라이 필름에 직접 이미지를 생성하는 특수 레이저 직접 이미징 장비를 사용합니다. 이 기술은 비용을 절감할 뿐만 아니라, 공정이 더욱 정확하고 효율적입니다. 따라서 레이저 직접 이미징(LSI)을 사용하여 내부 및 외부 레이어를 제작할 수 있습니다.
이미징 및 현상 또는 에칭
이 공정은 패드와 트레이스 같은 기본 이미지를 회로 기판에 적용합니다. 또한, DES 공정은 도금을 위한 구리 패턴을 생성합니다. 이 단계에서 수행하는 작업은 다음과 같습니다.
- 구리 패널에 사진 이미지를 적용합니다.
- 또한 LSI를 사용하여 패널을 이미징합니다.
- 패널에서 노출된 구리 전체를 에칭으로 제거하세요.
- 남아 있는 건조 필름을 제거하고 내부 층을 위한 남은 구리 패턴만 남겨둡니다.
자동 광학 검사
AOI는 기본적으로 다층 PCB의 여러 층을 검사한 후 모든 층을 적층합니다. 광학 장치는 PCB 설계 데이터를 패널의 실제 이미지와 비교합니다. 구리가 누락되었거나 추가된 경우와 같은 차이점은 개방 또는 단락으로 이어질 수 있습니다. 따라서 이 공정은 제조업체가 회로의 결함을 포착하는 데 도움이 됩니다.
산화물
산화는 다층 PCB 적층 전 내부 층에 화학적 처리를 하는 것입니다. 또한, 산화막은 공정에 따라 갈색 또는 검은색으로 나타납니다. 이는 적층 접합 강도를 향상시키기 위해 구리의 거칠기를 증가시키는 중요한 단계입니다. 또한, 이 공정은 기판의 여러 층 사이의 분리를 방지합니다.
라미네이션
다층 PCB를 생산하려면 에폭시가 주입된 여러 층의 유리 섬유를 적층합니다. 적층을 위해 제조업체는 유압 프레스를 사용하여 고온과 고압을 가합니다. 프레스와 열은 유리 섬유 시트를 녹여 층들을 단단히 접합합니다. 이 소재를 냉각한 후에는 일반 PCB와 동일한 제조 공정을 거칩니다. 양면 PCB.
교련
모든 PCB에는 구리 층을 연결하고, 부품을 부착하고, PCB를 장착하기 위한 구멍이 필요합니다. 따라서 고급 드릴링 시스템을 사용하여 구멍을 뚫을 수 있습니다. 이러한 시스템은 초경 절삭 공구를 사용합니다. 또한, 연마재에 있는 칩을 빠르게 제거할 수 있도록 설계되었습니다.
사전 프로그래밍된 드릴 머신은 정확한 위치에 특정 크기의 구멍을 뚫습니다. 따라서 드릴 머신은 설계자가 제공한 데이터에 따라 작동합니다. 설계자는 이 정보를 수치 제어 드릴 파일로 제공합니다.
이 외에도 얇은 알루미늄 판이 입구 재료로 사용됩니다. 또한, 단단한 판지가 출구 재료로 사용됩니다. 따라서 이 기술은 드릴링을 매끄럽게 유지하고 섬유질의 다른 생성을 방지합니다.
무전해 구리 증착
드릴링 후, 제조업체는 패널의 노출된 표면에 화학적으로 얇은 구리 코팅을 입힙니다. 또한, 무전해 도금을 사용하여 구멍 벽에 구리 코팅을 입힙니다.
건조 필름 외층
구리 증착 후, 전기 도금을 위한 패널을 준비하기 위해 외층 이미지를 적용해야 합니다. 따라서 라미네이터 장비를 사용하여 외층을 건조 필름으로 코팅할 수 있습니다. 건조 필름은 사진으로 촬영할 수 있는 소재입니다. 또한, 이 공정은 다층 PCB의 내층 이미지를 촬영하는 것과 거의 유사합니다.
플레이트
전기 도금 공정은 전도성 패턴 위에 구리를 도금하는 과정입니다. PCB의 홀 벽에도 도금합니다. 도금 두께는 약 1밀(mil)입니다. 구리 도금 후 얇은 주석 도금층을 증착해야 합니다. 주석 도금층은 식각 방지막 역할을 합니다.
스트라이핑 및 에칭
패널 도금 공정이 완료되면 건조막이 남습니다. 하지만 그 아래에 있는 구리를 제거해야 합니다. 이제 패널에 SES 공정을 적용합니다. SES는 String Etch Strip의 약자입니다.
이 과정에서는 노출된 구리를 에칭해야 합니다. 즉, 주석으로 덮여 있지 않은 구리 부분을 제거하는 것입니다. 따라서 구멍과 구리 패턴 주변의 흔적과 패드가 그대로 남게 됩니다. 마지막으로 구멍과 흔적을 덮고 있는 주석을 화학적으로 제거합니다. 이 단계를 완료하면 PCB의 노출된 라미네이트와 구리만 남게 됩니다.
이 단계에서는 PCB의 골격이 완성되었습니다. 이제 모든 후속 단계는 PCB 보호와 관련이 있습니다.
솔더 마스크 및 범례
대부분의 제조업체는 구리 표면을 보호하기 위해 LPI(Liquid Photo Imageable) 솔더 마스크를 사용합니다. 이 마스크는 조립 과정에서 서로 다른 부품 간의 솔더 브리징을 더욱 효과적으로 보호합니다.
LPI 솔더 마스크는 기본적으로 감광성 에폭시 기반 레지스트입니다. 스크린 인쇄 공정을 사용하여 패널 전체를 코팅할 수 있습니다. 기존의 스크린 도금 외에도 몇 가지 다른 방법이 있습니다. 따라서 이러한 대안을 솔더 마스킹에 사용할 수 있습니다.
솔더 마스크 작업 후에는 범례를 적용할 수 있습니다. 범례는 조립 시 참조할 수 있도록 PCB에 다양한 기호와 문자를 인쇄합니다.
표면 처리
다층막을 제조하는 마지막이자 최종적인 화학 공정입니다. 인쇄 회로 기판솔더 마스크는 거의 모든 회로를 덮습니다. 따라서 표면 마감 처리는 노출된 구리 부분의 산화를 방지합니다.
이 단계는 산화된 구리를 납땜할 수 없기 때문에 중요합니다. 또한, 이 단계에서는 다양한 표면 마감 처리 방법을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 열풍 납땜(HASL)을 사용할 수 있습니다.
다층 PCB의 이점
다른 유형에 비해 다층 PCB의 장점은 다음과 같습니다.
- 단일 및 이중 레이어 PCB보다 조립 밀도가 높습니다.
- 서로 다른 부품을 연결하는 데 케이블이 필요하지 않습니다. 따라서 경량 PCB에 이상적인 선택입니다.
- 이러한 PCB는 더 작은 크기로 제공되므로 필요한 공간이 줄어듭니다.
- EMI 차폐는 간단하고 유연합니다.
- 유연성은 모든 인쇄 회로 기판 중에서도 다층 PCB가 돋보이는 또 다른 요소입니다.
다층 PCB의 다양한 응용 분야
많은 전자 부품이 다층 PCB를 사용합니다. 더욱이, 이러한 회로는 중간에서 복잡한 범위의 회로 구조를 포함합니다. 다층 PCB의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 심장 모니터
- 휴대폰 전송 및 중계기
- 원자 가속기
- 우주 탐사선 및 X선 장비
- 날씨 분석 및 GPS 기술
- 데이터 저장 및 파일 서버
- 광섬유 수신기 및 CT 스캔 기술
다층 PCB를 식별하는 방법
PCB가 있고 전체 레이어 수를 확인하려면 다음 단계를 따르세요.
회로 기판의 가장자리를 빛에 비추면 구리 면을 확인할 수 있습니다. 이렇게 하면 트랜스를 더욱 자세히 관찰할 수 있습니다. 다층 PCB에 블라인드 비아가 없더라도 밝은 빛을 활용하여 내부 층을 분석할 수 있습니다.
내부 층을 감지하기에 가장 좋은 위치는 외부 층에 경로나 선이 보이지 않는 곳입니다. 또한, 대부분의 제조업체는 회로 기판의 각 층의 총 개수를 표시하는 라벨을 인쇄합니다. 따라서 가장자리만 봐도 전체 층의 개수를 알 수 있습니다.
