PCB 생산 하는일, PCB 공정 후기

PCB(Printed Circuit Board, 인쇄회로기판)는 현대 전자기기의 핵심 부품입니다. PCB 제조 공정은 여러 단계로 나뉘며, 각 단계마다 작업자가 수행해야 할 세밀한 작업이 포함되어 있습니다. 이 글에서는 PCB 제조 공정을 단계별로 세분화하고, 각 단계에서의 생산직 업무를 상세히 설명하겠습니다.

1. PCB 재료 준비 공정

CCL 준비 및 절단

PCB 제조의 첫 단계는 핵심 재료인 CCL(Copper Clad Laminate) 준비입니다. CCL은 유리섬유 기반의 프리프레그(Prepreg) 양면에 동박이 래미네이션된 재료로, PCB의 기본 구조를 형성합니다. 생산직 작업자는 CCL을 필요한 크기로 정밀하게 절단합니다. 이 작업은 재료 손실을 최소화하고, 이후 공정의 정확성을 높이기 위해 매우 중요합니다.

작업자는 CCL을 공정 장비에 맞추어 절단하고, 절단된 CCL을 검사하여 표면 결함이 없는지 확인합니다. 이 단계에서 발생하는 미세한 오류도 이후 공정에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에, 세심한 주의가 요구됩니다.

기준홀 가공

절단된 CCL에 기준홀을 가공하는 작업은 이후 공정에서의 정밀한 위치 조정을 위해 필수적입니다. 기준홀은 CCL을 노광, 적층 등의 공정에서 정밀하게 맞추기 위한 중요한 요소로, 이 작업은 고도의 정밀성을 요구합니다. 작업자는 CNC(Computer Numerical Control) 기계나 드릴링 장비를 사용하여 기준홀을 가공하며, 이 과정에서 작은 오차도 발생하지 않도록 주의해야 합니다.

2. PCB 이미지 전사 공정

전처리 공정

전처리 공정에서는 CCL의 동박 표면에 조도를 형성하여, 이후의 D/F(Dry Film) 라미네이션 공정에서 필름이 잘 접착되도록 합니다. 동박 표면의 조도는 필름의 접착력을 결정짓는 중요한 요소로, 이 단계에서 작업자는 기계적 연마나 화학적 연마를 통해 표면을 처리합니다.

기계적 연마는 나일론 소재의 브러시를 사용해 동박 표면을 미세하게 연마하는 방식이며, 화학적 연마는 산화 알루미늄 등의 화학 물질을 사용하여 표면의 불순물을 제거하고, 표면에 미세한 거칠기를 부여하는 방식입니다. 작업자는 표면이 균일하게 처리되도록 각 공정의 파라미터를 세밀하게 조정해야 합니다.

D/F 라미네이션

D/F 라미네이션 공정에서는 전처리가 완료된 CCL에 드라이 필름을 적층합니다. 이 드라이 필름은 후속 공정에서 회로 패턴을 보호하고 형성하는 역할을 합니다. 작업자는 필름이 기판에 완벽하게 밀착되도록 적층 기계의 압력과 온도를 조절하며, 필름에 기포나 주름이 발생하지 않도록 주의해야 합니다.

이 과정에서 사용하는 드라이 필름은 세 겹으로 구성되어 있으며, 필름의 주요 층인 감광성 레이어는 UV(자외선)에 노출되면 경화됩니다. 작업자는 필름이 완벽하게 밀착될 수 있도록 기판 표면의 상태를 다시 한번 확인하고, 필요에 따라 기판을 추가로 세척하거나 건조합니다.

노광 및 현상 공정

노광 공정은 드라이 필름이 적층된 CCL 표면에 회로 패턴을 전사하는 과정입니다. 작업자는 노광기에 Artwork Film을 설치하고, 필름을 통해 자외선을 조사하여 회로 패턴을 드라이 필름에 형성합니다. 이 과정에서 자외선의 강도, 노광 시간, 그리고 필름과 기판의 밀착 정도를 세밀하게 조절하여 정확한 회로 이미지를 전사해야 합니다.

현상 공정에서는 노광되지 않은 부분의 드라이 필름을 현상액을 사용해 제거합니다. 탄산나트륨 또는 탄산칼륨 용액을 사용하여, 빛을 받지 않아 경화되지 않은 부분을 제거하고, 회로 패턴만 남도록 합니다. 이 단계에서 작업자는 현상액의 농도와 현상 시간을 조절하여 원하는 패턴이 정확하게 남도록 해야 합니다.

3. PCB 회로 형성 공정

에칭 공정

에칭 공정에서는 현상 공정에서 남겨진 드라이 필름을 보호막으로 삼아, 노출된 동박을 선택적으로 제거하여 회로를 형성합니다. 이때 에칭액으로는 염화제2동이나 염화철을 사용합니다. 작업자는 에칭액의 농도, 온도, 에칭 시간을 조정하여 회로가 정확하게 형성되도록 해야 하며, 잔여물이 남지 않도록 세밀하게 작업해야 합니다.

에칭 공정은 회로의 정확도와 직결되므로, 에칭액의 상태를 지속적으로 모니터링하고, 필요에 따라 교체하거나 보충해야 합니다. 또한, 에칭 후 기판을 철저히 세척하여 남아 있는 화학 물질을 완전히 제거해야 합니다.

D/F 박리

에칭이 완료된 후, 드라이 필름을 제거하는 공정입니다. 이 공정에서는 알칼리성 용액을 사용하여 보호 필름을 제거하며, 남아 있는 회로가 손상되지 않도록 주의해야 합니다. 작업자는 용액의 농도와 온도를 조절하여 필름이 완벽하게 제거되도록 하고, 이후 기판을 깨끗하게 세척하여 다음 공정으로 넘어갈 수 있도록 준비합니다.

4. PCB 마감 및 검사 공정

마감 처리

마감 처리 공정은 PCB 표면에 납땜 저항(Solder Mask)을 적용하거나, 방수 코팅 등을 추가하는 단계입니다. 이 단계에서 작업자는 납땜 저항 재료의 두께를 균일하게 적용하고, 방수 및 내구성 강화를 위한 코팅을 정밀하게 수행합니다. 마감 처리의 정확도는 최종 제품의 신뢰성과 수명을 결정짓는 중요한 요소입니다.

마감 처리 후, 기판은 다시 한번 세척되고, 필요에 따라 건조 및 경화 과정을 거칩니다. 이 과정에서 발생할 수 있는 작은 결함도 제품의 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 작업자는 각 공정을 철저히 점검해야 합니다.

최종 검사 및 품질 관리

모든 공정이 완료된 PCB는 최종 검사와 품질 관리를 통해 출하 준비를 마칩니다. 이 단계에서는 전기적 테스트, 시각적 검사, 기계적 테스트 등이 이루어지며, PCB가 요구되는 모든 사양을 충족하는지 확인합니다. 작업자는 검사 결과를 기록하고, 결함이 발견되면 즉시 수정 조치를 취합니다.

최종 검사는 PCB의 기능과 신뢰성을 보장하는 마지막 단계로, 이 과정에서 발견된 문제는 전체 생산 라인의 문제일 수 있으므로, 문제 발생 시 신속하게 원인을 파악하고 공정을 개선해야 합니다.

PCB 제조 공정은 각 단계마다 고도의 전문성과 정밀성을 요구하며, 생산직 작업자들은 이러한 공정을 정확하게 수행함으로써 고품질의 PCB를 생산할 수 있습니다. 각 공정에서 요구되는 기술과 작업의 중요성을 이해하는 것은 생산 효율성을 높이고, 제품 품질을 보장하는 데 필수적입니다.