PCB 제조에서 구리 클래드 라미네이트(CCL)에 대한 완벽 가이드
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인쇄 회로 기판(PCB) 제조 분야에서 CCL(Copper Clad Laminate, 동박 적층판)은 모든 설계가 구축되는 기초를 형성합니다. 단순한 단층 보드를 조립하든 복잡한 고속 다층 시스템을 조립하든, CCL을 이해하는 것은 필수적입니다. 이 글에서는 CCL이 무엇인지, 사용 가능한 유형, 주요 특성 및 PCB의 성능과 신뢰성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 종합 가이드를 제공합니다.
1. CCL(동박 적층판)이란?
CCL(Copper Clad Laminate, 동박 적층판)은 비전도성 기판(일반적으로 유리섬유 강화 에폭시 수지, 폴리이미드 또는 기타 유전체 재료)의 한쪽 또는 양쪽 면에 동박을 라미네이팅하여 만든 복합 재료입니다. 이는 PCB 제조를 위한 "빈 캔버스" 역할을 하며, 전자 회로에 필수적인 기계적 지지와 전도성 경로를 모두 제공합니다.
PCB 제작 과정에서 불필요한 구리는 에칭되어 제거되고, 회로 설계에 따라 전자 부품을 상호 연결하는 트레이스, 패드 및 그라운드 플레인이 남게 됩니다.
2. CCL의 기본 구조
일반적인 CCL은 다음 레이어로 구성됩니다.
⦁ 동박: 전도성 레이어를 제공합니다.
⦁ 접착제(일부 유형): 동박을 기판에 결합시킵니다.
⦁ 유전체 기판: 전기 절연과 기계적 안정성을 제공합니다.
고주파 또는 플렉시블 회로에 특히 사용되는 무접착제 CCL의 경우, 신호 무결성을 향상시키기 위해 접착제 층 없이 구리를 베이스 재료에 직접 라미네이팅합니다.
3. 동박 적층판의 유형 및 정의
CCL은 기판 재료, 열 성능, 기계적 특성 등 여러 요인에 따라 분류됩니다. 동박 적층판(Copper Clad Laminate), 약칭 CCL은 PCB의 베이스 재료 유형입니다. 유리섬유 또는 목재 펄프 종이를 강화 재료로 사용하는 동박 기판은 강화 재료를 수지에 침지한 후 한쪽 또는 양쪽 면에 동박을 적층하여 만든 제품입니다.
이는 Copper Clad Laminate의 약어입니다. CCL은 수지를 함침시킨 유리 직물 시트 양면에 동박을 적층하여 형성됩니다. 가공을 거쳐 최종 제품은 인쇄 배선 기판의 일부인 전자 회로가 됩니다.
AGC는 열경화성 및 열가소성 동박 적층판과 프리프레그/본드플라이 기판을 포함한 RF 및 디지털 재료의 전체 범위를 개발하고 제조합니다. 이들은 높은 신뢰성과 우수한 열적, 기계적, 전기적 성능을 제공합니다. 열가소성 재료는 중요한 RF/마이크로파 부품, 안테나, 전력 증폭기 및 하위 조립품용으로 설계되었습니다. 우수한 기계적 및 전기적 성능은 PTFE 수지 시스템을 최저 손실의 고주파 애플리케이션을 위한 재료로 선택하게 합니다. 열경화성 재료는 코어 라우터, 고속 스위치, 슈퍼컴퓨터, 차세대 무선 통신 및 낮은 신호 감쇠, 높은 신뢰성 및 높은 데이터 전송 속도가 중요한 애플리케이션에 사용하도록 만들어졌습니다.
4. 우수한 CCL의 조건은?
CCL이 우수한 성능을 발휘하려면 다음 측면에서 성능 요구 사항을 충족해야 합니다.
외관: 제조 공정에서 예기치 않은 요소로 인해 동박에 흠집, 스크래치, 수지 점, 주름, 핀홀, 기포 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 모든 문제는 CCL의 성능을 저하시키고 결국 PCB의 성능도 떨어뜨립니다. 따라서 우수한 CCL은 외관이 평평하고 매끄러워야 합니다.
치수: CCL은 PCB 보드의 베이스 재료이므로 PCB에 해당하는 치수 요구 사항을 준수해야 합니다. CCL의 치수에 관한 파라미터에는 길이, 너비, 대각선 편차 및 휨이 포함되며, 각각 특정 요구 사항을 충족해야 합니다.
전기적 성능: 이것은 PCB의 필수 임무이므로 전기적 성능에 영향을 미치는 모든 측면을 신중하게 설계해야 합니다. 여기에는 유전 상수(Dk), 유전 손실 탄젠트(Df), 체적 저항, 표면 저항, 절연 저항, 아크 저항, 유전 파괴 전압, 전기 강도, 비교 누설 지수(CTI) 등이 포함됩니다.
5. 동박 적층판의 제조 공정
동박 적층판(CCL)의 제조 공정은 일반적으로 다음 단계를 포함합니다.
절연 재료 준비: 절연 재료, 주로 FR-4와 같은 유리섬유 천이 필요한 치수에 따라 준비됩니다. 함침 단계에서는 유리섬유를 특정 수지 용액(에폭시 등)에 담그고 과잉 수지를 제거합니다. 함침 후 재료를 건조하고 부분적으로 경화시켜 "B-단계"를 만듭니다.
그 후 베이스 재료의 양면에 동박 층을 고온 고압 조건에서 라미네이팅합니다. 열은 수지를 추가로 경화시키고 구리와 강하게 결합시킵니다. 라미네이션 후 냉각, 트리밍, 품질 검사(육안 및 두께 측정)가 수행되며 최종적으로 필요한 크기로 절단됩니다. 이 공정은 수지 준비, 기판 함침, 열 프레스 및 표면 처리를 포함한 정밀한 단계들로 구성됩니다.
6. CCL의 일반적인 표준
⦁ IPC-4101: 리지드 및 다층 PCB용 베이스 재료 사양.
⦁ IPC-4204: 플렉시블 CCL 재료에 대한 사양.
⦁ UL 94: 재료의 난연성 등급.
⦁ RoHS/REACH 준수: 환경 및 안전 규정.
제조업체와 설계자는 신뢰성, 안전성 및 환경 준수를 보장하기 위해 CCL 재료가 이러한 표준을 충족하는지 확인해야 합니다.
7. PCB에 적합한 CCL 선택하기
적절한 CCL을 선택하는 것은 작동 주파수(Dk/Df), 열 관리(메탈 코어), 유연성 요구 사항 및 환경 조건과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 애플리케이션에 맞는 CCL을 선택할 때 비용, 성능 및 가공 요구 사항의 균형을 맞추는 것이 중요합니다. JLCPCB는 프로젝트에 적합한 선택을 할 수 있도록 다양한 신뢰할 수 있는 재료를 제공합니다.
결론
CCL(동박 적층판)은 현대 전자 장치의 조용하지만 근본적인 핵심 요소입니다. CCL의 선택은 PCB의 전기적, 기계적, 열적 성능에 깊은 영향을 미칩니다. 장치가 계속해서 더 작고, 빠르고, 강력해짐에 따라 CCL 재료의 혁신은 PCB 기술에서 가능한 것의 경계를 확장하고 있습니다. 단순한 소비자 기기를 설계하든 정교한 통신 장치를 설계하든, CCL을 이해하는 것은 성공을 위한 강력한 기반을 보장합니다.
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