전문적인 전자 제품 디자이너이든 취미 활동가이든 주문 후 일주일 이내(경우에 따라서는 더 빠를 수 있음)에 고품질의 맞춤형 인쇄 회로 기판(PCB)을 구입할 수 있습니다. PCB는 제작 과정에 의문을 가질 정도로 저렴한 가격에 구입할 수 있습니다. 대부분 주문 프로세스 자체에서 시작하여 생산에 사용되는 고도로 자동화된 스마트 팩토리 개념에 그 답이 있습니다.
KiCad, Eagle 또는 Altium과 같은 전자 설계 자동화(EDA) 소프트웨어를 사용하여 회로 기판을 설계하면 PCB 제작자(종종 간단히 "공장"이라고 함)에서 자동화된 PCB 제조 프로세스가 계속됩니다. 드릴 파일과 함께 표준 명령 집합(일반적으로 RS-274X 또는 RS-274X2 형식의 Gerber 파일)을 분할합니다. 이는 선택한 PCB 제조사에 업로드됩니다. OSHPark 및 PCBWay와 같은 많은 공급업체는 기판을 주문하는 데 사용할 수 있는 즉각적인 견적을 제공합니다.
제조사는 일반적으로 업로드된 기판을 점검하여 PCB가 제대로 생산되도록 설계 규칙을 위반하지 않는지 확인합니다. 상당한 자동화가 수반되나, 사람의 개입 및/또는 지원이 필요할 수 있습니다. 점검과 커뮤니케이션이 완료되면 여러 고객 기판이 하나의 절단 패널로 결합됩니다. 일반적으로 이러한 패널은 강도와 절연을 제공하기 위해 구리 외부 층과 내부 FR4(섬유 유리) 회로기판을 사용하여 공장의 공정을 위한 표준 크기로 절단됩니다.
자동화된 PCB 제조 프로세스 요소
모든 PCB 제조사가 여기서 작업 수행 방법의 복잡성을 설명하는 것은 불가능하나, 자동화된 PCB 제조 프로세스를 몇 가지 주요 요소로 나눌 수 있습니다. 단순성을 위해 이중 기판 제조를 고려하겠지만, 필요에 따라 적층 및 접합 프로세스를 통해 더 많은 레이어를 사용할 수 있습니다. 이 스마트 제조 프로세스는 엄청난 양의 자동화를 수반하지만 진행 중인 작업, 기계 설정 및 최종 점검 등에는 여전히 사람이 필요합니다.
1. 비아 및 천공 드릴링
일반적으로 PCB 제조 프로세스의 첫 번째 단계(세척 및 이물질 제거 작업 후)는 천공 부품 및 비아에 대한 드릴링입니다. 사람의 머리카락(직경 약 150미크론)보다 작은 100미크론까지 구멍을 낼 수 있는 드릴 기계에서 수행됩니다. 서로 다른 직경에 대한 비트 변경이 자동으로 이루어집니다.
2. 사진 플로팅 및 레이어 감광막
제공된 Gerber 정보를 바탕으로 PCB 트레이스 및 구리 충전 영역을 만들기 위해 완성된 구리의 음각 이미지가 투명 시트에 인쇄됩니다. 패널 양쪽은 포토레지스트로 알려진 감광성 필름으로 코팅되어 있습니다. 인쇄된 시트를 패널의 상단과 하단에 정렬하고, UV 램프는 필름에 인쇄된 이미지가 없는 영역에서 포토레지스트를 경화합니다. 추가 처리 과정을 통해 경화되지 않은 포토레지스트와 아래에 있는 구리를 씻어 냅니다.
이 시점에서 기판은 여전히 전체 패널의 일부이며, 여기에는 여러 디자인이 포함될 수 있습니다. 전반적인 PCB 제조 작업 중 여러 부분에서 세척이 이루어지며, 최대한 빨리 오류를 처리하도록 광학 공정을 포함한 다양한 검사가 점진적으로 수행됩니다.
3. 도금 및 화학 공정
추가 구리가 PCB에 전기 도금되어 비아 및 천공 연결을 위한 전도 채널을 만들고 원래 포일을 형성합니다. 다양한 두께의 구리 도금을 지정할 수 있으며, 고객의 요구 사항을 충족하기 위해 전체 공정을 세심하게 제어합니다.
4. 솔더 마스크, 실크 스크린, HASL
구리 트레이스를 보호하는 솔더 마스크는 PCB 양면에 액체로 도포됩니다. 도포된 후 기판은 반경화 상태로 굳어지며 투명 인쇄 시트가 양면에 도포됩니다. 노출된 솔더 마스크는 UV 공정으로 경화되며, 노출되지 않은 솔더 마스크는 앞서 수행한 포토레지스트 공정과 유사하게 제거됩니다.
그런 다음 잉크젯 프린터는 부품 식별 및 기타 표시 목적으로 사용되는 실크 스크린이라는 가시 레이어를 적용합니다. 마지막으로, 일반적으로 노출된 솔더 패드를 산화되지 않도록 하기 위해 HASL(핫 에어 솔더 레벨링)과 같은 프로세스가 수행됩니다. 그런 다음 플라잉 리드 프로브 검사를 수행하여 PCB가 설계한 대로 전류 흐름을 전도하고 저항하는지 확인할 수 있습니다.
5. 프로파일링 및 라우팅
패널의 각 PCB를 올바르게 처리하고 점검하면, 컴퓨터에서 제어하는 라우팅 작업으로 기판의 프로파일과 비천공 내부 형상을 절단합니다. 가장자리 및 형상은 직선일 필요가 없습니다. 이 공정 전에 패널을 V 모양의 홈을 절단("v"에서 부분적으로 절단)할 수도 있습니다. V 모양의 홈 절단은 직선으로 제한되며, 고객은 모듈을 받은 후 분리할 수 있습니다.
6. 마감, 포장 및 발송
최종 세척, 라우팅 및 검사에서 아티팩트를 제거하는 추가 공정 후 PCB를 포장하여 고객에게 발송할 수 있습니다. 이는 매우 놀라운 과정입니다.
PCB: 공정 및 이행 최적화
놀랍긴 하나 여기 설명된 공정은 단순화되었으며 이러한 작업은 제조사와 제품에 따라 다르다는 점에 유의하십시오. 자동화를 넘어 지리적 차익거래, 지정학, 발송 및 기타 여러 요소를 고려하여 합리적인 가격으로 PCB를 신속하게 생산하는 방법을 전체적으로 파악합니다.
이와 동시에, 인쇄 회로 기판은 수십 년 동안 널리 사용되어 왔으며 제조 공정이 발전될 수 있었습니다. 매년 점진적으로 이루어지는 발전이 놀라운 결과로 이어집니다. 다음 번에는 신속한 발송을 위해 저렴한 가격에 고품질의 PCB를 많이 주문해 보십시오. 상기 PCB에 장착할 고품질 부품을 구하고자 한다면 Arrow에서 발송 준비가 된 재고를 많이 보유하고 있습니다!
