스마트폰, 스마트패드, 3D TV 등 하루가 다르게 새로 등장하는 최첨단 전자제품 덕분에 소비자들은 행복한 함성을 지르고 있죠. 혹시 여러분은 전자제품의 화려한 겉모습 말고 그 안을 들여다 본 적이 있나요? 우리가 늘 사용하는 PC의 경우, 본체를 열어보면 CPU, 메모리, 그래픽카드, 수동부품, 파워 등 수많은 부품들이 장착된 초록색 기판이 있습니다. 이 판이 바로 인쇄회로기판(PCB)입니다. 눈에는 잘 보이지 않지만, 전자제품의 핵심 기능을 맡고 있는 PCB에 대해 같이 알아보겠습니다.
Q:인쇄회로기판(PCB)이란 무엇인가요?
A:인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)은 전자제품 속에서 부품들을 탑재하고 전기적 신호를 모두 연결해 휴대폰, PC, TV 등 전자제품을 제대로 작동시키는 ‘신경’ 또는 ‘혈관’의 역할을 합니다. 이 PCB는 전기가 통하지 않는 절연판의 한쪽 면에 얇은 구리판을 부착시킨 후 회로를 구성하고 부품들을 부착시키기 위한 구멍을 뚫어 만듭니다.
전자제품의 모든 부품을 부착시키기에 ‘밭’이나 ‘운동장’에도 비유되기도 합니다. PC 뿐만 아니라 휴대폰, TV, 냉장고는 물론이고 반도체, 자동차, 항공기 등 대부분의 전자, 기계 제품에 사용됩니다.
Q:PCB에는 어떤 종류가 있나요?
A:크게 일반기판과 반도체용 기판으로 나눌 수 있습니다. 일반기판은 통상적으로 회로의 층 수에 따라 단면·양면·다층기판으로, 재질에 따라 경성·연성·경연성 기판 등으로 분류합니다. 4층 이상의 기판을 다층 기판이라 하는데, 말 그대로 기판을 여러 층 쌓아 올린 것입니다. 쌓아 올린 층 수에 따라 4층, 6층, 8층, 심지어 40층을 쌓아 올릴 수도 있습니다. 전자 제품의 크기는 점차 작아지지만 기능은 많아짐에 따라 기판은 다층화 추세입니다.
반도체용 기판(반도체 substrate)은 반도체와 메인보드를 연결하는 기판입니다. 반도체는 집적도가 매우 높아 콘덴서, 저항과 같은 일반 부품들과는 달리 메인기판에 바로 장착할 수 없습니다. 이 때문에 일반 다층기판보다 크기가 훨씬 작고 아주 세밀한 회로로 형성된 반도체용 기판이 필요합니다.
Q:PCB는 어떻게 진화하고 있나요?
A:더 작고 얇은 크기에 더 많은 회로와 칩을 탑재하며, 전기적 신호를 더욱 빠른 속도로 전송하는 방향으로 발전 중입니다. 얇은 기판 안에 다양한 칩을 탑재하는 임베디드기판, 구리 대신 광섬유를 이용해 전송속도를 획기적으로 높인 광PCB 등 새로운 제품들이 속속 개발되고 있습니다.
임베디드기판은 전자회로를 구성하는 저항, 캐패시터, 인덕터 등 3대 수동소자를 비롯해 최근에는 반도체까지 내장하고 있습니다. 기존 기판보다 두께나 크기를 30% 이상 줄일 수 있어 스마트폰, 스마트패드 등 작은 외형을 유지하면서 다양한 기능을 가진 기기에 꼭 필요한 기판 입니다.
임베디드기판을 국내 최초로 개발, 생산한 회사는 삼성전기입니다. 기판 안에 메모리, 비메모리 등 4~6개에 달하는 반도체, 콘덴서, 저항, 인덕터 등 수동부품도 다량 내장시켰습니다. 세계 임베디드기판 시장은 1500억원 규모로 추산되며 삼성전기, 카시오, 임베라 등이 개발·생산하고 있습니다.
차세대기판으로 새롭게 주목받고 있는 것이 바로 광PCB 입니다. 광PCB는 구리선 대신 초박막형 광 회로를 통해 신호를 주고받는 구조로, 전파방해로 인한 오작동이 없고 전자파 발생이 거의 없습니다. 데이터 전달속도와 회로 집적도가 기존 PCB보다 10배 가량 높아 초고속 초소형 첨단기기에 사용됩니다.
그러나 제조 단가가 높아 일반 전자제품 시장에는 아직까지 사용되지 않고 있습니다. 앞으로는 관련시장이 점차 형성되면 군사, 항공, 우주, 자동차에 적용될 전망입니다.
Q:PCB 분야 전문가가 되려면 어떻게 해야 하나요?
A:인쇄회로기판 전문가를 양성하기 위한 차세대 전자기판회로학과가 최근 개설되기도 했습니다. 반도체용 기판 세계 1위 기업 삼성전기는 부산대학교에 국내 전자부품 업계 최초로 기판전문학과를 개설했습니다. 이 과에서는 대학원 과정까지 마련돼 기판 설계 및 공정 관련 전문인력으로 교육받을 수 있습니다. 삼성전기는 이 학교 입학생 전원의 학비와 보조금을 지원하고 졸업과 동시에 삼성전기 기판사업부 입사 혜택을 부여하기도 합니다.
<관련 도서>
◇‘PCB 제조기술 입문’ 홍순관 지음, 복두출판사 펴냄.
이 책은 PCB 산업의 현황 및 개요, 기초 설계 방법은 물론이고 PCB 제조에 사용되는 원자재와 부자재, 제조공정, 제품 종류 등 PCB 산업 전반에 대한 이해도를 높이는데 초점을 맞추고 있다. 또 PCB 제조와 공정기술에 대한 정보를 체계적으로 정리, 관련 종사자들에게도 다양한 정보를 제공한다. 초보자라도 쉽게 이해할 수 있도록 쉬운 표현과 용어해설, 시각적 이해를 돕기 위한 그림과 사진 자료도 다수 포함하고 있다.
◇‘종합인쇄회로기판공정:PCB PROCESS’ 장동규·신영의·최명기·신현필·남원기 지음, 노드미디어 펴냄.
이 책은 PCB의 역사, 정의, 종류, 분류, 기술동향에서부터 PCB의 설계(CAD/CAM)와 제조기업, 주요 자재, 공정 등 PCB의 시작에서부터 마무리까지 전 분야를 다루고 있다. 특히 최근 관심이 집중되고 있는 HDI(BUILD-UP), 옵티컬, 임베디드, 패키지 등의 분야에 대한 정보도 많아 차세대 PCB 기술에 대해서 쉽게 파악할 수 있다. ‘PCB 공정의 정석’이라는 평가처럼 현장 실무자들에게도 다양한 정보를 제공한다.
이형수기자 goldlion2@etnews.co.kr
