PCB & FPCB 드릴과 레이저드릴에 대해 소개드리겠습니다.
PCB 및 FPCB 공정에 대하여 알아보다 보면 DRILL에 대하여 많은 글들이 올라와 있습니다. 평소에 드릴에 대해서 단순히 구멍을 뚫는 공정이다라고 생각은 하시는데요?
조금더 깊이있게 이해 하시는 시간을 갖여 보겠습니다. 물론 저도 전문 분야가 아니라서 깊이 있게 알진 못하지만 아는 범위 내에서 설명 드리도록 하겠습니다.
DRILL에 대한 이야기가 나왔을때 대화가가능한 정도는 알수 있도록 포스팅 하였습니다. 관련분야에서 깊이 있게 아시는 분들은 가볍게 읽어 주세요.
이 글은 FPCB 제조회사 다니는 사람이 자료를 얻길 원하거나, DRILL 현장에 대해 조금 더 깊이 있게 이해 할 수 있도록 글을 작성 하였습니다.
NAVIGATE
DRILL이란 무엇인가?
DRILL은 왜 하는 것일까?
DRILL의 종류에 대해 알아보자!
DRILL 방법에 대해 알아보자!
TOP 1 DRILL 이란?
DRILL을 사전으로 찾아보면 드릴, 송곳으로 나옵니다. 말그대로 DRILL 장비를 이용하여 PCB 기판에 구멍을 뚫는 역할을 합니다. CNC 장비에 원하는 SIZE의 DRILL BIT를 이용하여 X.Y좌표값을 입력하고 가공하는 방식입니다.
PCB 또는 FPCB 원자재 (BASE, COVERLAY, BONDING SHEET, PREPREG) 등 에 CNC DRILL 장비를 이용하여 HOLE을 천공하는 작업을 말합니다. 요즘에는 LASER DRILL이 보편화 되어있어 BOARD에 전 LAYER(층)를 가공하지 않고 원하는 LAYER(층)에만 가공하여 공간활용 극대화 하고 있습니다.
FPCB 소재에 따라 홀을 가공하는 방법은 모두 다릅니다. BASE 를 제외한 COVERLAY 및 PREPREG 등의 소재는 취급적인 부분은 가공 난이도가 높지 않아 15 ~20STACK 높여 가공을 합니다. (업체마다 상이합니다.)
Base는 Cu+P.I+Cu로 구성되어 있어 물성이 달라 최적 조건을 찾아 DRILL을 하기도 합니다.
< 용어정리 >
STACK이란? DRILL가공시 1장씩 가공하면 생산성이 떨어지기 때문에 불량이 발생하지 않는 범위 내에서 가공이 필요한 소재를 겹쳐 작업 하는 수량 말하는데 소재를 몇장 겹쳐서 작업하느냐에 따라 STACK수를 표현
-. 엔트리보드 : STACKING 시 맨위에 올려 놓는 보드(BIT가 제품이 닿기전에 먼저 닿아 BURR 및 제품
DAMAGE 최소화(열방출을 위해 Al Foil을 사용하기도 함)
-. 백업보드 : STACKING 시 맨아래에 올려 놓는 보드(DRILL BIT 파손 방지)
TOP2 DRILL은 왜 하는 것일까?
양면 또는 멀티 제품에 홀을 가공하여 동도금후 도통이 되도록 하는 역할을 합니다. 양면의 경우 TOP / BOTTOM면에 홀을 가공하여 동도금을 하는데 도통을 목적을 갖고 있습니다.
멀티의 경우 필요하 LAND마다 도통이 필요한 영역을 가공합니다. 기존에는 전체 홀을 뚦었지만 지금은 기술이 발전하여 LASER DRILL을 이용하여 원하는 층만큼만 가공을 합니다.
LASER DRILL을 이용하여 홀을 가공하면 공간 절약효과가 있습니다. 5층 제품에서 NC가공만 하였을 경우 1,2L
만 도통이 필요하더라도 1층부터 5층까지 모두 가공해야 합니다. 그렇기 때문에 공간 활용에 있어 매우 불리합니다. 이를 개선 하기 위해 LASER DRILL가공 기술이 도입되었습니다. 필요한 두께만큼만 가공하기도 하고, 기술이 날로 좋아져 STACK VIA를 가공하여 좁은 PCB 또는 FPCB 공간에서 활용도는 높이고 있습니다.
TOP3 DRILL 종류 어떤것들이 있을까?
CO2 LASER DRILL
MLB 제품의 BLIND VIA HOLE 가공에 사용되는 장비입니다. 특징으로는 CU층을 D/F 공정 (DRY FILM 밀착 -> 홀노광 -> 현상 -> Etching -> 박리) POLIYIMIDE 층을 한번에 가공이 가능하다는 장점과, 가공시간이 빨라 대량 양산에 적합합니다. 반면 공정 노광 및 D.E.S LINE 공정을 추가해야한다는 단점과 공정 추가로 인한 정밀도가 UV LASER DRILL에 대비 낮다는게 단점입니다.
가공 방법은 ROLL TO ROLL, SHEET TO SHEET 모두 가공 가능합니다.
UV LASER DRILL
양면 및 MLB의 THROUGH HOLE 가공에 많이 사용하는 장비입니다. 특징으로는 CU층과 POLIYIMIDE 층을 한번에 가공이 가능하며, 주로 반관통 DRILL을 가공 하며, 정밀도가 높다는 장점이 있습니다.
반면 가공시간이 느려 대량 양산 시 CAPA가 부족할 수 있습니다. 가공 방법은 ROLL TO ROLL, SHEET TO SHEET 모두 가공 가능합니다.
드릴 조건 미흡시 관통 부위를 벗어나거나 미가공 불량이 발생하기도 하므로 조건 수립이 중요합니다.
CNC DRILL
양면 및 MLB의 THOUGH HOLE가공에 많이 사용됩니다. 위에서 언급했듯이 드릴 BIT를 이용하여 관통 드릴을 가공합니다. 기본적인 드릴 가공방법에 해당되며, 원형홀과 장공 형태의 홀가공하고 생산속도가 빠르다는 장점이 있으나, BURR(상, 하) 가 발생할 수 있으며, 조건 미흡 시 홀내벽이 거칠어 동도금 시 문제가가 발생할 수 있습니다.
TOP4 DRILL 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.
DRILL 가공전에 준비 작업이 상당히 많이 있습니다. 제품 특징 또는 제품 자재에 따라 준비 작업도 조금씩 다른데요. 단순히 제품 가공하는 순서에 대해 설명하겠습니다.
- CAM작업 후 DRILL DATA OUT PUT 합니다.
- STACKING MACHINE을 이용하여 STACKING을 합니다.
- ENTRY BOARD+제품+BACK UP BOARD – STACK PIN을 삽입합니다.
- NC 장비에 STACK PIN 작업이 완료된 제품을 고정을 하고 TAPPING작업을 합니다.
- CNC DATA를 장비에 입력합니다.
- HOLE가공에 필요한 DRILL BIT SIZE 별 준비하여 장비에 정렬시킵니다.
- CNC 조건을 제품에 맞게 입력합니다.
- SCALE값을 확인 하고 NC COUPON을 가공합니다.
- COUPON확인 후 이상없을 시 가공 합니다.
- HOLE 가공 후 홀 AOI검사장비를 이용하여 누락, 오가공, 치우침등 검사합니다.
- DRILL 시 BURR가 발생할 수 있으므로 점검을 합니다.
FPCB DRILL 공정에 대해 알아 보았습니다. 이외에도 불량이라든지 품질, 기술적측면등에 대해 더 많이 알려드리고 싶은데요. 꾸준히 FPCB에 대해 포스팅 하도록 하겠습니다.
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