레이저 에칭 PCB를 이용한 맞춤형 디자인
전자 부품의 핵심 구성 요소인 PCB(인쇄 회로 기판)의 설계 및 제작은 전자 제품 제조업체에게 매우 중요한 문제입니다. 토너 전사 방식과 같은 전통적인 PCB 인쇄 기술에 익숙하거나 직접 사용해 본 경험이 있을 수도 있습니다. 하지만 이 글에서는 CO2 레이저 커터를 이용한 새로운 PCB 에칭 방법을 소개하고자 합니다. 이 방법을 사용하면 원하는 디자인에 맞춰 PCB를 유연하게 맞춤 제작할 수 있습니다.
PCB 에칭의 원리 및 기술
- 인쇄회로기판에 대해 간략하게 소개하시오
가장 간단한 PCB 설계는 절연층과 두 개의 구리층(동피복이라고도 함)으로 구성됩니다. 일반적으로 절연재로는 FR-4(유리섬유와 에폭시 수지)가 흔히 사용되지만, 특정 기능, 회로 설계 및 기판 크기에 따라 FR-2(페놀 수지), CEM-3(유리섬유와 에폭시 수지)와 같은 다른 절연재도 사용될 수 있습니다. 구리층은 절연층을 통해 각 층을 연결하여 전기 신호를 전달하는 역할을 하며, 스루홀이나 표면 실장 솔더를 사용합니다. 따라서 PCB 에칭의 주요 목적은 구리로 회로 패턴을 만들고 불필요한 구리를 제거하거나 서로 절연시키는 것입니다.
PCB 에칭 원리를 간략히 살펴보면서 일반적인 에칭 방법을 알아보겠습니다. 클래드 구리를 에칭하는 데에는 동일한 원리를 기반으로 하는 두 가지 주요 작동 방법이 있습니다.
- PCB 에칭 솔루션
첫 번째 방법은 회로 패턴을 제외한 나머지 불필요한 구리 영역을 제거하는 직접적인 접근 방식입니다. 일반적으로 염화제일철과 같은 에칭 용액을 사용하여 에칭 공정을 진행합니다. 에칭해야 할 면적이 넓기 때문에 오랜 시간과 상당한 인내심이 필요합니다.
다른 방법은 회로 레이아웃의 윤곽선(더 정확히는 회로 기판의 외곽선)을 정밀하게 에칭하여 불필요한 구리 패널을 분리하면서 회로의 정확한 전도를 가능하게 하는 더욱 독창적인 방식입니다. 이 방법을 사용하면 에칭되는 구리의 양이 적고 시간도 단축됩니다. 아래에서는 두 번째 방법을 중심으로 설계 파일에 따라 PCB를 에칭하는 과정을 자세히 설명하겠습니다.
PCB 에칭 방법
준비해야 할 사항은 다음과 같습니다.
회로기판(구리 피복 기판), 스프레이 페인트(무광 검정), PCB 설계 파일, 레이저 커터, 염화제2철 용액(구리 에칭용), 알코올 솜(세척용), 아세톤 세척액(페인트 제거용), 사포(구리 기판 광택용)
작업 단계:
1. PCB 설계 파일을 벡터 파일(외부 윤곽선은 레이저로 각인됨)로 변환한 후 레이저 시스템에 로드합니다.
2. 구리 도금 기판을 사포로 거칠게 문지르지 말고, 알코올이나 아세톤으로 구리를 깨끗이 닦아 기름이나 그리스가 남지 않도록 하십시오.
3. 회로기판을 펜치로 잡고 얇게 스프레이 페인트를 뿌려주세요.
4. 구리 기판을 작업대 위에 놓고 레이저 에칭으로 표면 도장을 시작합니다.
5. 에칭 후, 알코올을 사용하여 에칭된 페인트 잔여물을 닦아냅니다.
6. PCB 에칭 용액(염화제2철)에 넣어 노출된 구리를 에칭합니다.
7. 아세톤 세척 용제(또는 자일렌이나 페인트 시너와 같은 페인트 제거제)로 스프레이 페인트를 제거하십시오. 접근 가능한 판자에 남아 있는 검은색 페인트는 물로 씻거나 닦아내십시오.
8. 구멍을 뚫으세요
9. 구멍을 통해 전자 부품을 납땜합니다.
10. 완료
레이저 에칭 PCB를 선택하는 이유는 무엇일까요?
주목할 만한 점은 CO2 레이저 장비가 구리 대신 회로 패턴에 따라 표면의 스프레이 페인트를 에칭한다는 것입니다. 이는 노출된 구리 부분을 작은 영역으로 에칭하는 독창적인 방법이며 가정에서도 쉽게 구현할 수 있습니다. 또한 스프레이 페인트가 쉽게 제거되기 때문에 저출력 레이저 커터로도 제작이 가능합니다. 재료의 손쉬운 조달과 CO2 레이저 장비의 간편한 작동 덕분에 이 방법은 널리 보급되었으며, 집에서 시간을 절약하며 PCB를 제작할 수 있습니다. 뿐만 아니라 CO2 레이저 에칭을 통해 신속한 프로토타이핑이 가능하여 다양한 PCB 디자인을 맞춤 제작하고 빠르게 구현할 수 있습니다. PCB 디자인의 유연성 외에도, CO2 레이저 커터를 선택해야 하는 중요한 이유는 정밀한 레이저 빔을 통한 높은 정밀도로 회로 연결의 정확성을 보장한다는 점입니다.
(추가 설명 - CO2 레이저 커터는 비금속 재료에 조각 및 에칭이 가능합니다. 레이저 커터와 레이저 조각기의 차이점을 잘 모르시겠다면, 아래 링크를 클릭하여 자세히 알아보세요.)레이저 조각기와 레이저 절단기의 차이점 | (mimowork.com)
CO2 레이저 PCB 에칭기는 신호층, 이중층 및 다층 PCB에 적합합니다. 가정에서 PCB를 직접 설계하거나 실제 PCB 생산에 활용할 수 있습니다. 높은 반복성과 일관된 고정밀도는 레이저 에칭 및 레이저 조각의 탁월한 장점으로, 최고 품질의 PCB를 보장합니다. 자세한 정보는 다음을 참조하십시오.레이저 조각기 100.
UV 레이저 및 파이버 레이저를 이용한 원패스 PCB 에칭
게다가 고속 처리와 PCB 제작 공정 간소화를 원한다면 UV 레이저, 녹색 레이저, 파이버 레이저 장비가 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 구리를 직접 레이저로 에칭하여 회로 패턴을 남기는 방식은 산업 생산에 큰 편의성을 제공합니다.
✦ 이 시리즈 기사는 계속 업데이트될 예정이며, 다음 기사에서 PCB의 UV 레이저 절단 및 레이저 에칭에 대한 더 자세한 내용을 확인하실 수 있습니다.
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게시 시간: 2022년 5월 9일