PCB 외부 레이어 처리 개요

이전의 두 부분으로 구성된 기사에서, 저는 내부 층 처리, 적층, 드릴링 및 도금과 관련된 PCB 제작 작업에 대해 설명했습니다. 과정의 마지막 단계는 아래에 설명된 외부 층 처리입니다. 외부 층 마감의 자세한 설명, 다양한 비아가 형성되는 방법 및 다층 구축 과정에 관련된 단계에 대해서는 이전 블로그를 참조하십시오. 

외부 층 처리의 시작

PCB의 원하는 도금된 구리 두께를 달성한 후, 외부 층 패턴을 정의하기 위해 특징 사이의 구리를 식각하여 제거해야 합니다. 원하지 않는 구리를 제거하는 동시에 원하는 구리의 무결성을 파괴하지 않는 방법에 대한 우려가 생깁니다. 그 해답은 그림 1에 나타나 있으며, PCB의 외부 층을 마무리하는 데 관련된 처리 단계를 보여줍니다. 

여기서는 처리 후 PCB에 남아 있어야 하는 구리 위에 다른 금속이 도금됩니다. 이 경우에는 주석-납, 솔더 또는 ROHS(유해 물질 감소) 규정에 맞는 재료가 사용됩니다. 주석-납은 구리 패턴을 보호하면서 원하지 않는 구리가 식각되도록 합니다. 그림 2는 이 목적으로 사용되는 전형적인 라인입니다. 이 과정에서의 단계는 다음과 같습니다.

식각될 구리를 노출시키기 위해 도금 저항을 제거합니다.
원하지 않는 구리를 식각합니다. 솔더 도금을 식각합니다(SES—strip/etch/strip로 언급됨).

이 과정의 이 시점에서, PCB는 그림 1의 12단계에서 보여진 것처럼 보입니다. 솔더 스톱 마스크와 범례 또는 실크스크린이 여전히 필요합니다.

그림 3은 전형적인 액체 솔더 마스크 적용 기계입니다. PCB 패널은 기계에 수직으로 매달리고 각 면에 액체 솔더 저항 커튼이 적용됩니다.

솔더 스톱 마스크가 적용된 후, 촉감에 건조할 정도로 건조됩니다(손으로 만져 건조함). 솔더마스크는 감광성이 있습니다. 건조되는 대로, 그림 4에 보여진 것과 같은 사진 인쇄 기계에 배치됩니다.

솔더 마스크 개발은 과정의 다음 단계이며, 이는 솔더링될 영역이나 커넥터와 같은 구성 요소가 설치될 구멍 위에 있는 마스크를 씻어내는 작업을 포함합니다. 트레이스와 패드가 구리로 되어 있기 때문에, 이 과정은 SMOBC(구리 위의 솔더 스톱 마스크)로 불립니다.

솔더 마스크가 적용된 후, 전설 또는 실크스크린은 티셔츠에 패턴을 만드는 데 사용되는 것과 동일한 스크리닝 방법을 사용하여 적용됩니다. 이것이 스크리닝 과정이기 때문에, PCB에 이 과정을 사용하여 배치할 수 있는 기능의 크기, 위치 및 정확도는 제한됩니다. 문자 크기와 선 너비가 이 과정의 한계 내에 있도록 주의를 기울여야 합니다. 일부 경우에는, 전설이 액상 광감응 솔더 저항과 유사한 광감응 재료를 사용하여 만들어집니다.

앞서 언급한 바와 같이, PCB는 노출된 구리에 보호 코팅을 적용하는 것을 제외하고는 사실상 완성된 상태입니다. 이 코팅은 구성 요소 장착 패드와 곧바로 주변 공기 중에서 발생할 수 있는 노출된 구리의 부식을 방지하기 위해 필요합니다. 외부 층 마감 처리의 적용은 보드의 납땜 가능성을 유지합니다. 앞서 언급된 블로그에서 자세히 설명된 각 마감 처리의 장단점은 다음과 같습니다:

• 핫 에어 솔더 레벨링
• 예를 들어 Entec 106과 같은 유기 코팅 또는 OSP
• 도금된 주석
• 전기 도금된 솔더
• 전기 도금된 니켈 위의 전기 도금된 금
• 무전해 니켈-침지 금 (ENIG)
• 무전해 니켈, 팔라듐, 침지 금 (ENPIG)
• 무전해 팔라듐, 침지 골드 (EPIG)
• 무전해 은
• 무전해 주석

선택된 외부 층 표면 마감 처리를 적용한 후, PCB 제작 공정의 남은 단계는 디패널라이제이션입니다. 이 작업은 드릴과 유사한 기계로 수행됩니다.
그러나 이 장치는 드릴 비트 대신 목재 부품을 라우팅하는 데 사용되는 것과 유사한 라우터 비트를 가지고 있습니다. 이 비트는 PCB의 주변을 따라 이동하며 패널에서 PCB를 절단합니다. 분리 탭이 있어야 하는 경우, 이러한 탭은 공정의 이 단계에서 형성됩니다. 이 시점에서 PCB는 완성되며 남은 것은 베어 보드 테스팅

입니다. 요약

외부 층 표면 마감을 적용하는 과정은 PCB 제작 과정의 마지막 단계입니다. 이 과정에는 에칭 저항제를 제거하고, 원하지 않는 구리를 에칭 제거하고, 솔더 플레이트를 에칭 제거하고, 실크스크린 또는 레전드를 적용하고, 구성 요소 장착 패드와 노출된 구리에 보호 코팅을 적용하는 작업이 포함됩니다. PCB 제작 과정 전체에서 개요한 단계를 따르면, 제조된 보드가 제품 수명 동안 설계대로 작동하도록 보장할 수 있습니다.

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참고 문헌:

1. Ritchey, Lee W. 및 Zasio, John J., "처음부터 올바르게, 고속 PCB 및 시스템 설계 실용 핸드북 제2권."