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PCB 산업에서 자주 언급하는 사이드 도금(Side Plating)은 더 생생한 이름으로 '에지 구리 도금(edge copper plating)'이라고 부르며, 때때로 '캐스텔레이션(Castellation)'이라고도 합니다. 이를 마치 회로 기판의 '측면'에 구리 층을 입힌 것이라고 생각하시면 됩니다. 이 구리층은 표면만 덮는 것이 아니라 PCB의 최상층에서 최하층까지 이어지며, 가장자리를 따라 완전한 전도성 연결대를 형성합니다. 이 구리층은 단순히 가장자리 표면에 덮여 있는 것이 아니라 PCB 자체의 상단 및 하단 전도성 구리박과 완전히 연결되어 있어 기판 전체 두께 방향으로 전도성 경로를 만들어 냅니다. 심지어 일부 설계에서는 기판 내부의 특정 영역, 예를 들어 홈, 절단선 또는 분리 영역 주변의 가장자리까지도 이러한 방식으로 금속화 처리되어 내부 가장자리 역시 전도성을 갖게 됩니다. 이러한 처리 방식을 통해 PCB의 가장자리는 기존의 절연 프레임에서 회로 연결에 기여할 수 있는 기능적인 전도성 구조로 변모하게 됩니다.
이러한 "구리 코트" 층이 완성된 후에는 요구 사항에 따라 다양한 표면 처리를 수행할 수 있습니다. 예를 들어, ENIG 공정을 사용하면 구리 층 위에 얇은 금 층을 입혀서 엣지의 전도성을 더욱 안정적으로 하고 산화 저항성을 강화할 수 있습니다. 또는 ENEPIG 공정을 사용하면 금과 구리 사이에 팔라듐-니켈 전이층을 추가하여 신뢰성을 한층 더 향상시킬 수 있습니다. 또한, 경제성을 추구하는 경우에는 핫에어 레벨링(HASL) 방식도 일반적인 선택지 중 하나입니다. 용융 솔더로 구리 층을 덮는 것은 구리를 보호할 뿐만 아니라 이후의 납땜 작업을 용이하게 해줍니다.
PCB 설계 및 제조 과정에서 측면 도금은 일반적인 공정이 아니라 특정 기능적 요구 사항을 위한 정밀한 해결책입니다. 이 공정의 장점은 특히 다음과 같은 시나리오에서 두드러집니다:
예를 들어, RF 모듈에서 측면 도금 처리는 임피던스를 줄이는 데 도움이 되며 고주파 신호 전송을 보다 안정적으로 만들어 줍니다.
예를 들어, 센서 서브 보드와 메인보드의 결합 시 측면 도금 처리를 그대로 "노출 접촉부"로 사용할 수 있으며, 메인보드의 슬롯 설계와 결합하면 별도의 커넥터 없이도 신호 및 전원 전송이 가능하여 구조를 간소화하고 공간을 절약할 수 있습니다.
자주 연결하거나 측면 방향의 힘을 받을 수 있는 PCB의 경우, 측면 도금 처리는 마치 "금속 골격"처럼 에지 강도를 높여 줍니다. 기판과 밀접하게 결합되어 에지 균열 및 박리 위험을 줄일 수 있으며 특히 두께가 얇은 PCB(두께 ≤0.8mm)의 내구성 개선에 적합합니다.
모듈식 설계에서, 딸림보드(daughterboard)는 모더보드에 신속하고 안정적으로 연결되어야 합니다. 사이드 구리 도금 방식은 기존 핀 헤더를 대체할 수 있으며, 엣지 용접 또는 클램핑 방식을 통해 '플러그 앤 플레이(plug and play)'를 실현할 수 있습니다. 이러한 설계는 조립 효율성을 높일 뿐만 아니라, 핀 헤더의 이완으로 인한 접촉 불량 문제도 방지할 수 있습니다.
PCB의 가장자리를 용접 고정해야 할 경우(예: 금속 하우징 또는 히트 싱크에 연결 시), 사이드 구리 도금은 보다 신뢰성 있는 용접 기반을 제공할 수 있습니다. 평평한 금속 표면을 통해 균일한 솔더 접착력을 확보하고, 콜드 솔더링 또는 납땜 부위의 이탈을 방지할 수 있으며, 특히 자동 용접 공정에서는 조립 수율을 현저히 향상시킬 수 있습니다.
측면에 대한 구리 도금의 효과는 설계 단계에서 디테일 조절에 크게 좌우됩니다. 공정 가능성과 최종 품질을 보장하기 위해 CAD 설계에서 "구리층 오버랩"을 통해 반드시 금속 도금 영역을 명확히 정의하고, 다음의 핵심 규칙을 엄격히 준수해야 합니다.
이러한 설계는 전기도금 중 표면에서 측면으로 구리층이 연속적으로 덮여지도록 하여 "결함"을 방지합니다. 벽을 쌓을 때 벽돌을 서로 겹쳐서 안정되게 하는 것처럼, 구리층의 겹침은 측면의 전도성능을 보장하는 기본 조건입니다.
이 부분의 구리선은 "와이어의 연장 구간"에 해당하여 전류가 PCB 내부에서 측면의 구리 도금 영역으로 원활하게 전달될 수 있도록 하여, 연결부가 과도하게 좁아지는 것에 기인한 과도한 저항 또는 신호 감쇠를 방지합니다.
이 설계는 기능적이지 않은 영역의 구리층이 측면 구리 도금과 오해되어 연결되는 것을 방지함으로써 단락 위험을 피하고, 동시에 절단 및 연마 등의 엣지 가공을 위한 작업 공간을 확보하여 측면 구리 도금의 정밀도가 방해받지 않도록 합니다.
측면에 금속화된 엣지 구조를 특징으로 하는 측면 도금은 고급 전자기기에서 PCB 성능과 신뢰성 향상에 있어 대체할 수 없는 가치를 보여줍니다. 특히 다음과 같은 분야에서 두드러집니다.
고주파 회로(예: RF 모듈 및 5G 통신 장비)에서 측면에 구리 도금을 하면 다층 PCB의 접지층과 함께 외부 전자기 간섭(EMI)을 차단하고 내부 신호의 외부 복사를 줄이는 보이지 않는 장벽을 형성할 수 있습니다. 이러한 설계는 신호 쿠싱(crosstalk)을 크게 줄이고 복잡한 전자기 환경에서 회로가 안정적으로 작동하도록 유지할 수 있습니다.
의료 기기의 센서 모듈과 같은 민감한 회로에서 측면에 구리 도금을 하면 PCB의 가장자리를 "차폐 경계"로 변환시켜 내부 차폐 설계와 함께 전체 범위의 신호 격리 공간을 형성할 수 있습니다. 이는 외부 잡음 신호의 침입을 어렵게 하고 내부 핵심 신호의 유출을 방지하여 고정밀 회로에 깨끗한 작업 환경을 제공한다는 의미입니다.
전자 부품은 정전기에 극도로 민감하며, 측면의 동도금은 운송 및 조립 중에 축적된 정전기를 안전하게 방전시키는 '정전기 방전 채널'로 사용될 수 있어 부품의 정전기 파손 위험을 줄일 수 있습니다. 이러한 보호 효과는 외함 보호가 없는 베어 보드나 자주 꽂았다 빼는 모듈에서 특히 중요합니다.
에지 연결의 핵심 캐리어로서 측면의 동도금은 직접 솔더 접촉점으로 사용될 수 있으며, 슬롯과 함께 사용해 기계적 고정과 전기적 연결을 통합적으로 구현할 수 있습니다. 이러한 설계는 조립 공정을 간소화할 뿐만 아니라 금속 간의 밀접한 결합을 통해 연결 부위의 내진성과 내구성을 향상시켜 접촉 불량으로 인한 고장을 줄일 수 있습니다.
측면 구리 도금은 PCB 성능을 크게 향상시킬 수 있지만 제조 공정의 특성에 의해 제한되며, 공정 가능성 확보를 위해 설계 단계에서 잠재적 위험 요소를 미리 회피해야 합니다.
PCB 제조 과정에서 기판은 가공 정밀도를 보장하기 위해 생산 패널에 고정되어야 하며, 이로 인해 측면 구리 도금이 가장자리 전체 길이를 덮을 수 없습니다. 따라서 배선 패턴의 해당 위치에 갭 영역을 확보해야 하며, 이 갭은 생산 패널의 고정장치 설계에 따라 확보되며, 일반적으로 너비는 2~5mm로 제어됩니다.
측면 도금된 구리 처리는 스루홀 도금(PTH) 공정 이전에 완료되어야 하며, V-Cut 분리 공정은 형성된 측면 구리층을 파괴하여 도금층이 균열되거나 벗어나게 할 수 있습니다. 따라서 측면 구리 도금이 적용된 PCB는 V-Cut 분리 방식을 피하는 것이 좋습니다. 보드 분리를 위해서는 '공판(gong plate)' 공정을 사용하는 것이 가장 적합하며, 엣지 도금의 무결성을 보장할 수 있습니다.
측면에 도금된 구리 영역의 표면 처리는 침금(IMS-Au) 또는 침은(IMS-Ag) 처리가 우선적으로 적용되어야 합니다. 이 두 가지 공정은 구리층 표면에 균일하고 조밀한 보호층을 형성하여 산화를 방지하면서도 납땜 특성에는 영향을 주지 않습니다. HASL과 같은 다른 표면 처리 방식을 사용할 경우, 도금 두께의 불균일성으로 인해 엣지 연결 신뢰성 저하가 발생할 수 있습니다.
동시에, 납 마스크 설계 시 측면의 도금된 구리 영역에 대해 '납 마스크 개구(Negative)' 처리가 필요하며, 이는 금속 표면을 직접 노출시켜 전도성 연결을 확보하기 위함입니다. 혼동을 방지하기 위해 설계 파일에 측면 도금 범위, 표면 처리 종류 및 연결 요구사항을 명확히 기재하는 것이 좋습니다. 이를 통해 정확한 작업 수행이 가능해집니다.
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