레이저 에칭 PCB의 맞춤형 디자인
전자 부품의 핵심 부품인 PCB(인쇄 회로 기판) 설계 및 제작은 전자 제조업체에게 큰 관심사입니다. 토너 전사 방식과 같은 전통적인 PCB 인쇄 기술에 익숙하거나 직접 실습해 보신 분들도 계실 것입니다. 이 글에서는 CO2 레이저 커터를 이용한 다양한 PCB 에칭 방법을 소개하여 원하는 디자인에 맞춰 PCB를 유연하게 맞춤 제작할 수 있도록 도와드리겠습니다.
PCB 에칭의 원리와 기술
- 인쇄 회로 기판에 대해 간략히 소개해주세요.
가장 간단한 PCB 설계는 절연층과 두 개의 구리층(구리 클래드라고도 함)으로 구성됩니다. 일반적으로 FR-4(유리섬유와 에폭시)가 절연체 역할을 하는 일반적인 재료이지만, 특정 기능, 회로 설계 및 보드 크기에 대한 다양한 요구에 따라 FR-2(페놀 코튼 페이퍼), CEM-3(부직포 유리와 에폭시)와 같은 유전체도 사용될 수 있습니다. 구리층은 관통 홀이나 표면 실장 솔더를 사용하여 절연층을 통해 층간 연결을 형성하는 전기 신호를 전달하는 역할을 합니다. 따라서 PCB 에칭의 주요 목적은 구리로 회로 패턴을 형성하고 불필요한 구리를 제거하거나 서로 분리하는 것입니다.
PCB 에칭 원리를 간략히 살펴보고, 일반적인 에칭 방법을 살펴보겠습니다. 클래드 구리를 에칭하는 데에는 동일한 원리를 기반으로 하는 두 가지 뚜렷한 작업 방법이 있습니다.
- PCB 에칭 솔루션
하나는 회로 트레이스를 제외한 나머지 쓸모없는 구리 영역을 제거하는 직접적인 사고 방식입니다. 일반적으로 에칭 공정에는 염화페리늄과 같은 에칭 용액을 사용합니다. 에칭할 영역이 넓기 때문에 오랜 시간과 상당한 인내심이 필요합니다.
다른 방법은 더 독창적인 방법으로, 컷아웃 라인(더 정확하게는 회로 레이아웃의 윤곽선)을 에칭하여 불필요한 구리 패널을 분리하면서 정밀한 회로 도통을 유도합니다. 이 경우 에칭되는 구리 양이 줄어들고 소요 시간도 단축됩니다. 아래에서는 두 번째 방법을 중점적으로 살펴보고 설계 파일에 따라 PCB를 에칭하는 방법을 자세히 설명하겠습니다.
PCB를 에칭하는 방법
준비해야 할 사항:
회로 기판(구리 클래드보드), 스프레이 페인트(검정색 무광), PCB 설계 파일, 레이저 커터, 염화제이철 용액(구리 에칭용), 알코올 물티슈(세척용), 아세톤 세척 용액(페인트 용해용), 사포(구리 보드 광택용)
작업 단계:
1. PCB 설계 파일을 벡터 파일로 처리(외부 윤곽은 레이저로 에칭됨)하고 레이저 시스템에 로드합니다.
2. 사포로 구리 도금판을 거칠게 만들지 말고, 알코올이나 아세톤으로 구리를 닦아내어 기름이나 그리스가 남아 있지 않도록 합니다.
3. 회로기판을 플라이어로 잡고 그 위에 얇게 스프레이 페인팅을 합니다.
4. 작업대 위에 구리판을 올려놓고 레이저 에칭으로 표면 페인팅을 시작합니다.
5. 에칭 후, 에칭된 페인트 잔여물을 알코올을 사용하여 닦아냅니다.
6. PCB 에칭액(염화제2철)에 넣어 노출된 구리를 에칭합니다.
7. 스프레이 페인트를 아세톤 세척 용제(또는 자일렌이나 페인트 시너와 같은 페인트 제거제)로 녹입니다. 보드에 남아 있는 검은색 페인트는 물로 씻거나 닦아서 제거하십시오.
8. 구멍을 뚫습니다.
9. 구멍을 통해 전자 소자를 납땜합니다.
10. 완료
레이저 에칭 PCB를 선택하는 이유
CO2 레이저 장비는 구리 대신 회로 패턴에 따라 표면 스프레이 페인트를 에칭한다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 이는 노출된 구리를 작은 면적으로 에칭하는 효과적인 방법이며, 가정에서도 작업이 가능합니다. 또한, 저전력 레이저 커터를 사용하면 스프레이 페인트를 쉽게 제거할 수 있어 이러한 작업이 더욱 간편해집니다. CO2 레이저 장비는 재료의 가용성과 간편한 작동법으로 인해 널리 사용되고 있으며, 이를 통해 가정에서 PCB를 제작하는 데 소요되는 시간을 단축할 수 있습니다. 또한, CO2 레이저를 사용하면 PCB를 빠르게 프로토타입으로 제작할 수 있어 다양한 PCB 디자인을 맞춤 제작하고 빠르게 구현할 수 있습니다. PCB 설계의 유연성 외에도, 미세 레이저 빔을 사용한 고정밀 가공으로 회로 연결의 정확성을 보장한다는 점이 CO2 레이저 커터를 선택해야 하는 중요한 요소입니다.
(추가 설명 - CO2 레이저 커터는 비금속 재료에 조각 및 에칭을 할 수 있는 기능이 있습니다. 레이저 커터와 레이저 조각기의 차이점을 헷갈리신다면 링크를 클릭하여 자세히 알아보세요.)차이점: 레이저 조각기 vs 레이저 커터 | (mimowork.com)
CO2 레이저 PCB 에칭기는 신호층, 이중층 및 다층 PCB에 적합합니다. 집에서 직접 PCB 설계를 DIY할 수 있을 뿐만 아니라, CO2 레이저 장비를 실제 PCB 생산에 활용할 수도 있습니다. 높은 반복성과 고정밀도의 일관성은 레이저 에칭 및 레이저 조각의 탁월한 장점으로, PCB의 고품질을 보장합니다. 자세한 정보는 다음에서 확인하세요.레이저 조각기 100.
UV 레이저, 파이버 레이저를 이용한 원패스 PCB 에칭
더욱이, PCB 제작 시 고속 처리와 공정 단축을 원한다면 UV 레이저, 그린 레이저, 파이버 레이저 장비가 이상적인 선택이 될 수 있습니다. 구리를 직접 레이저 에칭하여 회로 패턴을 남기는 방식은 산업 생산에 매우 편리합니다.
✦ 기사 시리즈는 계속 업데이트될 예정이며, 다음 기사에서는 PCB의 UV 레이저 절단 및 레이저 에칭에 대한 자세한 내용을 알아볼 수 있습니다.
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우리는 누구인가:
Mimowork는 20년 이상의 심도 있는 운영 전문성을 바탕으로 의류, 자동차, 광고 공간 등 다양한 분야의 중소기업에 레이저 가공 및 생산 솔루션을 제공하는 성과 지향적 기업입니다.
광고, 자동차 및 항공, 패션 및 의류, 디지털 인쇄, 필터 천 산업에 깊이 뿌리내린 레이저 솔루션에 대한 풍부한 경험을 통해 전략 수립부터 일상 업무 실행까지 귀사의 사업을 가속화할 수 있습니다.
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게시 시간: 2022년 5월 9일