PCB 기판이란: 인쇄회로기판의 구조, 종류, 역사

PCB 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 가리키는 말로, 거의 모든 전자 제품 안에 들어 있는 평평한 판입니다. 이 판은 부품을 고정하고 구리로 부품을 서로 연결합니다. 흔히 쓰는 "PCB 기판"이라는 말은 PCB의 B가 이미 기판(board)을 뜻하므로 같은 말을 되풀이한 셈이지만, 대부분의 사람이 이 이름을 씁니다. 이 글은 기판이 무엇으로 만들어지는지, 주요 종류는 무엇인지, 부품이 실장되지 않은 베어 기판이 조립된 기판 및 마이크로칩과 어떻게 다른지, 그리고 이 기술이 최초의 특허에서 오늘날 태국에서 만드는 기판에 이르기까지 어떻게 발전했는지를 정리합니다.

핵심 요약

• 인쇄회로기판은 구리 도체로 부품 사이의 전기적 연결을 만드는 기판입니다.^[1] 대부분의 기판은 유리섬유로 보강한 에폭시 적층판인 FR-4를 기반으로 만듭니다.^[3]
• 기판은 구리층이 하나인 단면 기판부터 양면 기판, 여러 층을 쌓은 다층 기판까지 다양하며,^[2] 고밀도 설계나 구부러지는 설계에는 HDI, 연성, 경연성(rigid-flex) 구조가 쓰입니다.^[6][7]
• 베어 기판에 부품을 납땜하면 PCBA가 됩니다.^[5] 마이크로칩은 이와 다른 제품으로, 하나의 실리콘 조각 위에 완전한 회로를 구현한 것입니다.^[8]
• 이 아이디어는 Albert Hanson(앨버트 핸슨)이 1903년에 출원한 영국 특허로 거슬러 올라갑니다.^[9] Paul Eisler(파울 아이슬러)는 1942년 인쇄회로로 라디오를 만들었고,^[12] 인쇄회로는 1945년 초 무선 근접신관에 쓰이면서 대량생산에 들어갔습니다.^[13]
• 태국은 2025년 US$50억 6,000만 규모의 기판을 생산해 세계 생산액의 약 5.4%를 차지했습니다.^[22] 태국의 상장 기판 제조업체 가운데 하나인 KCE Electronics는 1982년에 설립되었습니다.^[20]

PCB란 무엇인가

인쇄회로기판은 구리 도체를 이용해 부품 사이의 전기적 연결을 만드는 전자 기판입니다.^[1] 인쇄회로기판은 두 가지 역할을 동시에 합니다. 모든 부품을 정해진 위치에 고정하고, 구리 배선으로 신호와 전원을 한 부품에서 다음 부품으로 전달합니다. 인쇄회로기판이 나오기 전에는 이러한 연결을 전선으로 하나하나 만들었지만, 인쇄회로기판은 같은 연결 패턴을 반복해서 생산할 수 있는 하나의 부품으로 구현합니다.

PCB라는 같은 세 글자는 회로기판과 관계없는 산업용 화학물질군인 폴리염화비페닐(polychlorinated biphenyls)을 가리키기도 합니다.

PCB 구조도: PCB 기판의 구성 요소

아래 그림은 4층 기판의 단면을 보여 줍니다. 1번과 2번은 기판을 조립할 때 추가되는 부분이고, 3번부터 11번까지는 PCB 공장이 납품하는 베어 기판을 이룹니다.

기판을 이루는 재료

대부분의 기판은 유리섬유로 보강한 에폭시 적층판인 FR-4로 만드는데, FR-4는 절연 내력이 높고 UL 94 V-0 난연 등급을 갖추었으며 무게 대비 강도가 우수합니다.^[3] 적층판 표면의 동박은 에칭을 거쳐 회로가 됩니다. 다층 기판은 동박, 프리프레그, 내층 코어를 제어된 온도와 압력으로 접합하는 적층 공정으로 만듭니다.^[4] 완성된 기판은 솔더 마스크로 덮고, 노출된 패드에 표면처리를 하며, 실크스크린으로 표시 문자를 인쇄합니다.^[4]

PCB의 주요 종류

기판은 먼저 구리층의 수에 따라 나눕니다. 단면 기판은 구리층이 하나이고, 양면 기판은 기재 한 장의 양면에 구리가 있으며, 다층 기판은 여러 구리층을 쌓아 올린 것입니다.^[2]

고밀도 상호연결(HDI) 기판은 얇은 유전체층을 레이저로 뚫어 만든 아주 작은 홀인 마이크로비아로 층을 연결합니다.^[6] 경연성 기판에서는 하나 이상의 연성 폴리이미드 필름을 전체 구조에 함께 압착해 경성 부분을 연결하므로, 기판을 접어서 좁은 공간에 넣을 수 있습니다.^[7]

PCB, PCBA, 마이크로칩의 차이

베어 인쇄회로기판에는 부품이 실장되어 있지 않습니다. PCB 조립은 기판에 필요한 모든 부품을 실장하는 공정이며,^[5] 그 결과물을 PCBA, 즉 인쇄회로기판 조립품(printed circuit board assembly)이라고 부릅니다. 마이크로칩은 이 둘과 다른 세 번째 제품으로, 하나의 실리콘 칩 위에 형성한 완전한 전기 회로이며,^[8] 패키징을 거친 뒤 기판에 납땜됩니다. PCB 소재에 관한 MPBxChange 보고서는 기판과 칩을 나란히 놓고 비교합니다.

기판의 제작 과정

일반적인 다층 기판은 다음 단계를 거쳐 만들어집니다.^[4]

1. 각 내층의 회로 패턴을 동박적층판에 노광하고, 불필요한 구리를 에칭으로 제거합니다.
2. 내층을 프리프레그, 동박과 함께 쌓고 열과 압력을 가해 적층합니다.
3. 홀을 드릴로 가공하고 홀 벽을 구리로 도금해 층을 서로 연결합니다.
4. 외층에 노광, 도금, 에칭을 합니다.
5. 솔더 마스크를 입히고, 표면처리와 실크스크린 표시를 합니다.
6. 기판마다 전기 시험과 검사를 거칩니다.

구매자가 이 단계마다 공장에 요청할 수 있는 기록은 PCB 공장에 요청해야 할 자료에 정리되어 있습니다.

인쇄회로기판의 역사

1903년에 출원된 Albert Hanson의 영국 특허는 피복이 없거나 바니시를 얇게 입힌 도체를 종이 또는 그와 비슷한 절연재 층 위에 고정한 구조를 기술합니다.^[9] 1925년 Charles Ducas는 지지 표면 위에 도전층을 전기 회로 형태로 인쇄하는 방법에 관한 특허를 받았습니다.^[10]

Paul Eisler는 런던에 머물던 오스트리아 출신 난민으로, 1936년에 시작한 실험을 거쳐 1942년 인쇄회로를 사용한 라디오를 만들었습니다.^[12] 1948년에 등록된 그의 미국 특허는 인쇄에 기반한 공정으로 금속 도체를 절연 지지체 위의 정해진 위치에 형성하는 방법을 다룹니다.^[11] 미국 국립표준국(National Bureau of Standards)의 1947년 보고서는 인쇄회로가 이 기관이 개발한 박격포탄용 무선 근접신관에 쓰이면서 1945년 초 대량생산에 도입되었다고 기록합니다.^[13]

전쟁이 끝난 뒤 미 육군 통신대의 두 과학자 Moe Abramson(모 에이브럼슨)과 Stanislaus Danko(스태니슬로스 댄코)는 1949년 기판에 부품 리드를 꽂을 홀을 뚫는 "Auto-sembly" 공정을 개발했습니다.^[14] 1956년에 등록된 이들의 특허는 기판의 패턴 면을 솔더 배스에 담가 모든 부품을 한 번에 납땜하는 방식을 다룹니다.^[15] Dataquest의 1993년 보고서는 도금 스루홀 기판이 1953년에 개발되어 손으로 하던 회로 배선을 대체했다고 기록합니다.^[16] 1960년대 초에는 도체를 올린 절연 시트를 쌓고 연속 도금된 스루홀로 연결한 다층 기판을 기술한 특허가 나왔습니다.^[17]

이후의 두 가지 변화가 오늘날의 기판을 만들었습니다. 표면실장 기술은 부품을 기판 표면에 실장하는 방식으로, 1994년에는 출하된 패키지 칩의 약 75%를 차지했고 스루홀 실장은 17%를 차지했습니다.^[18] 레이저로 가공한 마이크로비아를 갖춘 고밀도 기판은 1984년 Hewlett-Packard의 컴퓨터 기판으로, 1991년에는 일본에서 Surface Laminar Circuits로 등장했습니다.^[19]

태국의 PCB 산업

태국의 기판 제조는 적어도 1980년대로 거슬러 올라갑니다. KCE Electronics는 1982년 11월 5일에 설립되었고 1988년 8월 태국증권거래소에 상장했습니다.^[20] Fujikura의 인쇄회로 사업 부문은 1988년 나와나콘(Navanakorn)에 태국 공장을 세웠습니다.^[21]

이 산업은 최근 몇 년 동안 가장 빠르게 성장했습니다. TPCA는 태국의 2025년 PCB 생산액을 US$50억 6,000만으로 집계하며, 이는 전년보다 22.4% 늘어난 규모이자 세계 생산액의 약 5.4%에 해당합니다.^[22] MPBxChange 등록부에는 태국 PCB 공장 39곳이 등재되어 있으며, 이 중 33곳이 가동 중이거나 램프업 중입니다. 이들 공장의 소유 기업, 입지, 추진 중인 계획은 태국 PCB 생산능력 확충에서 다룹니다.

자료와 방법

이 글은 2026년 10월 15일에 열람한 공개 자료를 바탕으로 합니다. Google Patents의 특허 기록, 박물관과 아카이브의 소장 자료, 1947년 미국 정부 보고서, 아카이브에 보관된 Dataquest 시장 보고서, 기업의 투자자 페이지, PCB 제조업체의 기술 페이지, 업계 언론이 이에 해당합니다. 날짜는 각 출처가 제시한 그대로입니다. 전시의 근접신관을 출처마다 다르게 설명하는 경우에는 1947년 미국 국립표준국 보고서의 표현을 따랐습니다. 기판 단면도는 MPBxChange가 그린 개략도이며, 비율은 설명을 위한 것입니다.