연구기술 / FPCB 공정도(2L)

01. 제품설계

제품의 사양을 확인하고 공정도를 작성합니다. 제품의 단가를 낮추기 위해 최적의 배열을 찾고 cam 작업을 통해 노광(회로)필름을 출력합니다.

02. 재단

원자재로 사용되는 CCL 및 Coverlay는 Roll 상태로 입고 됩니다. 공정 진행을 위해서 원자재를 각 모델별로 진행되는 Working Size로 Slitting 합니다.

03. 드릴

Drill공정은 CNC Drill를 이용해서 Base에 Hole을 뚫는 공정입니다. 이 공정은 D/S Type 및 다층구조에서는 필수적인 공정으로 동도금 공정 전에 회로 도통(전도성)을 위해 PI Film 상하로 밀착된 동박에 Hole을 뚫습니다.

04. 동도금

Drill 공정에서 Hole을 뚫었으나 상하의 동박사이에는 부도체인 Polyimide로 인하여 전기가 통하지 않는 상태이므로 동도금을 통해 상하 동박을 전기적으로 연결합니다.

동도금은 무전해 동도금(PTH)과 전해 동도금(PTN)의 두 세부 공정으로 나뉘며 반드시 두 공정을 거쳐야 합니다. 무전해 동도금은 양 동박 사이를 물리적으로 얇게 도통만을 시키는 공정이고 전해 동도금은 얇게 형성된 동도금 층에 두껍게 막 층을 형성하는 공정입니다.

05. DF 밀착

Dry Film은 UV 빛에 의해 경화되는 감광성 필름입니다. DF 밀착공정은 회로를 형성 하기 위하여 Base에 Dry Film을 밀착시키는 공정입니다.

DF 밀착시 Base와 Dry Film사이에 기포가 생겨 Etching 공정에서 에칭액이 침투 되면 Pattern의 Open이나 Micro Open 불량이 발생될수 있습니다.

이 공정에서 이물 및 미세 먼지에 의한 빛의 산란등에 의해서 회로 품질이 좌우되므로 D/F밀착 및 노광공정은 Clean Room에서 작업이 진행됩니다.

06. 노광

노광 공정은 Base에 밀착된 Dry Film에 회로가 Drawing된 Master Film을 Setting 하여 UV 빛을 쪼여 주는 공정입니다. 회로가 형성될 부분의 Dry Film 부분에 UV 빛을 쪼여줌으로써, DF를 경화시킵니다.

이 공정 또한 이물 및 미세 먼지에 의한 불량이 발생 될 수 있으므로 DF 밀착과 동일하게 Clean Room에서 진행하며 DF의 불필요한 UV노출을 막기 위해 노광실 조명은 반드시 파장이 긴 붉은 계열인 노랑 불빛을 사용해야 합니다. (Yellow Room)

07. 현상-부식-박리(D-E-S)

현상: 노광 완료된 Base를 화학약품으로 처리하여 빛을 받아 굳어진 부분만 남기고 빛을 받지 않아 굳지 않은 부분의 Dry Film을 벗겨내는 공정입니다.

부식: Dry Film이 노출된 부분의 Cu를 산화시켜 제거하는 공정입니다. Conveyer를 통해 제품이 투입되면 에칭액이 노즐을 통해 분사됩니다.

박리: 남아 있는 Dry Film을 제거하는 공정입니다.

08. 가접

가접 공정은 Base에 형성된 Pattern에 절연층을 형성하기 위한 Coverlay의 위치를 잡아주는 공정입니다.

또 가접 공정에서는 Kapton등의 보강판을 가접착 하거나 Multi-Layer 제품을 층별로 Boding Sheet로 부착을 합니다.

Coverlay를 가접하는 공정으로 Coverlay내에 이물이 삽입 될 수 있는 공정이므로 이 공정도 준 Clean Room 시설이 되어 있어야 합니다.

09. HOT PRESS

Hot Press 공정은 가접된 Coverlay를 Hot Press를 이용하여 열과 압력을 이용하여 완전 접착 시키는 공정입니다.

Hot Press 작업 조건은 Base 종류, 두께 등의 자재 특성뿐만 아니라 회로 형성 방향 및 회로 폭 에도 많은 영향을 받기 때문에, Model별로 작업 표준을 설정하여 관리 하고 있습니다.

10. 오토펀칭

GUIDE HOLE을 뚫어 줌으로써 후 공정인 인쇄, SMT, PRESS, B.B.T ,STIFF등의 원활한 진행과 동시에 제품에 맞는 JIG를 사용하여 제품의 쏠림을 방지하기 위한 공정에 필요한 가이드를 가공하는 공정입니다.

11. 표면처리(도금)

노출된 Cu면의 산화 및 오염을 방지하고 납땜 연결을 강화하기 위해 표면처리를 진행합니다.

주로 사용되는 표면처리는 무전해금도금(ENIG), 전해금도금, 무전해주석도금(Tin), OSP 등이 있습니다.

12. 인쇄

인쇄로 제품의 모델명, Revision, SMT시 부품의 배치도등을 FPCB에 표시합니다.

인쇄 제판을 판넬 위에 놓고 잉크를 스퀴지로 밀어서 인쇄를 진행 합니다. 인쇄 후 오븐에서 베이킹을하여 완전 경화 시킵니다.

13. BBT

Bare Board Test 공정은 FPCB의 전기적 기능 이상 (Open, Short, Leakage, Micro Open, Micro Short)유무를 Test장비를 통해 판정 및 검출하는 공정입니다.

14. SMT

LED Chip이나 Connector를 부착하는 공정입니다. Metal Mask를 사용하여 솔더 페이스트를 인쇄하고, 마운트로 부품을 정확한 위치에 위치시킵니다. 이후 리플로우를 통과하며 기존 프린트 해놓은 납이 용융 및 경화를 걸치며 부품이 완전히 실장됩니다.

15. PRESS 타발

금형을 사용하여 판넬 형태의 제품을 낱개 제품으로 절삭하는 공정입니다. 타발기는 보통 60Ton Press를 사용하며, 금형 재질은 일반적으로 SK11을 선택합니다.

16. 최종검사

회로 상으로는 문제가 없지만 외관상 틀어지거나 찍히거나 회로의 손상이 있는지를 검사해야 합니다. 최종검사에서는 육안으로 전 모델 전수검사를 실시하여 양품과 불량으로 선별합니다.

확대경(×5)으로 검사하기는 하지만 육안검사를 실시하기 때문에 판단하기 난해한 부분이 있어 모델별로 중점 관리 항목을 지정하는 한편, 불량 항목별 한도 견본을 제작하여 육안 검사 수준을 평준화 합니다.