관련 통계자료 다운로드 임베디드 PCB 개념도
인터넷서비스를 제공하는 많은 통신업체들은 수 이상의 전송속도 구현이 가능하다고 주장하고 있고 소비자들도 이러한 속도의 전송을 원하고 있다. 이를 위해서는 통신장비의 인쇄회로기판(PCB)에 커패시터·레지스터·인덕터 등 수많은 수동 소자들이 필요하다. 특히 IC 수의 증가에 대비해 수동 소자의 숫자는 상대적으로 더 많이 증가하게 된다.
그런데 통신장비의 원활한 작동을 위해서는 한정된 공간 속에서 수많은 수동 소자와 IC소자가 최대한 가깝게 위치해 불필요한 노이즈나 신호 지연을 방지해야 한다는데 제조업체들의 어려움이 있다. 여기서 착안한 게 10여년 전부터 수동소자의 기능을 PCB 속에 집어넣는 방법이다.
임베디드(Embedded) PCB란 표면에 실장되어 있는 수많은 수동 소자들을 PCB의 내층에 위치시키는 것을 말한다. 레지스터와 커패시터를 내장한 임베디드 PCB가 현재 샘플용으로 생산되고 있으며 인덕터도 연구개발이 한창이다.
임베디드 PCB의 장점은 기판의 크기를 축소할 수 있고 같은 크기의 기판일 경우 IC의 수를 증가시킬 수 있다. 따라서 수동소자들을 내장해 노이즈·신호처리지연 등을 줄임으로써 통신기기·디지털가전·이동통신단말기 등 전자제품의 고속화와 초소형화·다기능화를 가능케 한다.
내층 커패시터의 경우 능동소자 바로 아래에 위치시킬 수 있기 때문에 다층 기판의 층수와 연결 비아(Via)의 수를 줄일 수 있다. 이를 통해 20% 이상의 원가를 절감하고 유도 기전력 및 크로스토크를 방지, 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 현재 상용화된 커패시터 재료는 산미나의 재료(상품명 ZBC2000)로 동박 전극 사이로 라미네이트된 시트(sheet) 상태의 유리강화 에폭시로 구성돼 있다.
내층 레지스터의 경우도 많은 장점이 있다. 예를 들면 외층에 사용되는 솔더(solder)의 양이 감소되며 이는 자연적으로 환경 친화적인 무연 정책과 부합되고 신뢰성도 향상되는 효과를 동시에 얻을 수 있다. 내장 레지스터로 현재 가장 많이 사용되는 재료는 오메가 플라이(Ohmega-Ply)란 것이다. 동박 위에 저항 재료(Ni-P)가 도포된 박막 라미네이트로 구성돼 있다.
이러한 장점 덕분에 세계적으로 임베디드 PCB의 연구 개발이 활발히 이뤄지고 있다. 수동 소자를 PCB에 적용할 수 있느냐가 PCB 제조업체의 능력을 평가하는 새로운 잣대로 급부상하고 있다. 특히 미국에선 NEMI(National Electronic Manufacturing Initiative)를 중심으로 재료회사·장비회사·PCB 제조업체 등이 컨소시엄을 형성해 임베디드 PCB의 개발을 진행하고 있다.
국내에서도 삼성전기·LG전자·심텍 등 PCB 제조 업체들이 외국에서 개발된 내장형 수동소자 재료를 이용해 임베디드 PCB의 상용화를 추진하고 있는 등 머지않아 PCB에 표면실장되는 수동소자들은 내장 수동소자로 대체돼 임베디드PCB시대가 도래할 것으로 보인다.
<안수민기자 smahn@etnews.co.kr>