현대 전자공학의 기초: 인쇄 회로 기판 기술 소개

인쇄 회로 기판(PCB)은 비전도성 기판에 접착된 전도성 구리 트레이스와 패드를 사용하여 전자 부품을 물리적으로 지지하고 전기적으로 연결하는 기본 기반을 형성합니다. PCB는 거의 모든 전자 장치에 필수적이며 가장 복잡한 회로 설계도 통합 및 대량 생산 가능한 형식으로 실현할 수 있습니다. PCB 기술이 없었다면 오늘날 우리가 알고 있는 전자 산업은 존재하지 않았을 것입니다.

PCB 제조 공정에서는 유리 섬유 천, 구리 포일과 같은 원자재를 정밀 엔지니어링 보드로 변환합니다. 여기에는 정교한 자동화와 엄격한 프로세스 제어를 활용하는 15개 이상의 복잡한 단계가 포함됩니다. 프로세스 흐름은 전자 설계 자동화(EDA) 소프트웨어에서 회로 연결의 회로도 캡처 및 레이아웃으로 시작됩니다. 그런 다음 아트워크 마스크는 포토리소그래피 이미징을 사용하여 감광성 구리 적층판을 선택적으로 노출하는 추적 위치를 정의합니다. 에칭은 노출되지 않은 구리를 제거하여 격리된 전도성 경로와 접촉 패드를 남깁니다.

다층 보드는 경질 구리 클래드 라미네이트와 프리프레그 접착 시트를 함께 끼워 고압 및 온도에서 라미네이션 시 흔적을 융합합니다. 드릴링 머신은 레이어 사이를 상호 연결하는 수천 개의 미세한 구멍을 뚫은 다음 구리로 도금하여 3D 회로 인프라를 완성합니다. 미적인 실크스크린 코팅이 준비될 때까지 2차 드릴링, 도금 및 라우팅을 통해 보드를 추가로 수정합니다. 자동화된 광학 검사 및 테스트는 고객 배송 전에 설계 규칙 및 사양을 기준으로 검증합니다.

엔지니어들은 더 밀도가 높고, 더 빠르며, 더 안정적인 전자 장치를 가능하게 하는 지속적인 PCB 혁신을 주도합니다. HDI(고밀도 상호 연결) ​​및 모든 레이어 기술은 이제 20개 이상의 레이어를 통합하여 복잡한 디지털 프로세서 및 무선 주파수(RF) 시스템을 라우팅합니다. Rigid-Flex 보드는 딱딱한 소재와 유연한 소재를 결합하여 까다로운 모양 요구 사항을 충족합니다. 세라믹 및 절연 금속 지지체(IMB) 기판은 최대 밀리미터파 RF까지의 극고주파를 지원합니다. 또한 업계는 지속 가능성을 위해 환경 친화적인 프로세스와 재료를 채택합니다.

전 세계 PCB 산업 매출은 2,000개가 넘는 제조업체에 걸쳐 750억 달러를 초과하며 역사적으로 CAGR 3.5% 성장했습니다. 통합이 점진적으로 진행되지만 시장 단편화는 여전히 높습니다. 중국은 55% 이상의 점유율로 가장 큰 생산 기지를 나타내고 있으며, 일본, 한국, 대만이 합쳐서 25% 이상의 점유율을 차지하고 있습니다. 북미는 전 세계 생산량의 5% 미만을 차지합니다. 산업 환경은 규모, 비용, 주요 전자 공급망과의 근접성 측면에서 아시아가 유리한 방향으로 변화하고 있습니다. 그러나 국가들은 국방 및 지적재산권 민감도를 지원하는 현지 PCB 역량을 유지하고 있습니다.

소비자 기기의 혁신이 성숙해짐에 따라 통신 인프라, 교통 전기화, 자동화, 항공우주 및 의료 시스템 분야의 새로운 애플리케이션이 PCB 산업의 장기적인 성장을 촉진합니다. 지속적인 기술 개선은 또한 산업 및 상업용 사용 사례 전반에 걸쳐 전자 제품을 더욱 광범위하게 확산시키는 데 도움이 됩니다. PCB는 앞으로 수십 년 동안 디지털 및 스마트 사회에 계속해서 서비스를 제공할 것입니다.