PCB의 외형 치수나 내부 슬롯이 설계와 다르게 가공되면 조립 간섭, 커넥터 위치 오차, 패널 분리 불량과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 특히 복잡한 보드 형상이나 좁은 공차가 필요한 제품에서는 단순한 절단 방식만으로 요구 조건을 만족하기 어렵습니다.

이때 사용하는 대표적인 가공 방식이 CNC 라우팅(CNC routing)입니다. PCB 업계에서는 외형 가공, 밀링 또는 라우터 가공이라고도 부릅니다.

여기서 CNC 라우팅은 회로 패턴을 배치하는 배선 라우팅과 다릅니다. 회전 공구를 이용해 PCB의 외곽선, 내부 슬롯, 컷아웃 및 특수 형상을 가공하는 기계적 제조 공정입니다.

이 글에서는 CNC 라우팅의 기본 공정, 재료별 가공 특성, 비용을 결정하는 요인, 자주 발생하는 불량과 실제 발주 시 확인해야 할 사항을 정리합니다.

1. CNC 라우팅이란?

CNC 라우팅은 컴퓨터 수치 제어 장비와 회전식 라우터 비트를 사용해 PCB를 지정된 경로대로 절삭하는 공정입니다. 완성된 PCB를 생산 패널에서 분리하거나 다음 구조를 가공할 때 주로 사용합니다.

· 곡선이나 불규칙한 보드 외곽

· 내부 슬롯 및 컷아웃

· 커넥터가 삽입되는 개구부

· 기구물과 결합되는 특수 형상

· 탭 라우팅 방식의 패널 분리 구조

· V컷으로 가공하기 어려운 비직선 형상

CNC 장비는 제조 데이터에서 정의한 보드 외곽선을 따라 공구를 이동시킵니다. 공구 직경, 회전 속도, 이송 속도, 절삭 깊이와 가공 순서가 완성 치수와 절단면 품질을 좌우합니다.

2. CNC 라우팅 공정은 어떻게 진행될까?

2.1 제조 데이터 확인

보드 외곽선, 내부 슬롯, 컷아웃과 기구 홀의 위치를 확인합니다. 외형선이 중복되거나 닫히지 않은 경우 CNC 경로를 정확히 생성하기 어렵습니다.

2.2 패널 고정 및 기준점 설정

가공 중 패널이 움직이지 않도록 핀이나 진공 장치로 고정합니다. 기준점 설정이 정확하지 않으면 외형과 회로 패턴 사이에 위치 오차가 발생할 수 있습니다.

2.3 공구 선택과 조건 설정

라우터 비트는 재료, 보드 두께, 슬롯 폭과 코너 형상에 맞춰 선택합니다. 작은 공구는 미세 형상에 유리하지만 강성이 낮고 마모가 빠르며, 큰 공구는 안정적인 이송에 유리하지만 좁은 슬롯과 작은 내부 코너에는 제약이 있습니다.

2.4 외곽 및 내부 형상 가공

장비가 설정된 경로를 따라 외곽과 내부 구조를 가공합니다. 내부 컷아웃을 먼저 가공하고 외곽을 나중에 분리하면 작업 중 보드가 움직이는 위험을 줄일 수 있습니다.

2.5 세척과 검사

가공 후 분진과 잔여물을 제거하고 외형 치수, 슬롯 폭, 절단면, 버, 박리 여부 및 회로와 외곽 사이의 거리를 검사합니다.

외형 가공 데이터에는 다음 항목을 명확히 구분하는 것이 좋습니다.

· 최종 보드 외곽선

· 도금 슬롯과 비도금 슬롯

· 내부 컷아웃

· 라우팅 시작점

· 탭 또는 마우스 바이트 위치

· 기준 치수와 허용 공차

· 가공 금지 영역

3. 적용 목적에 따른 CNC 라우팅 분류

일반 외형 가공

직사각형뿐 아니라 원형, 곡선형 및 비대칭 외형을 제작할 수 있습니다. 기구 하우징에 정확히 삽입되어야 하는 PCB에 적합합니다.

내부 슬롯 및 컷아웃

커넥터, 스위치, 방열 구조 또는 체결 부품이 통과하는 내부 공간을 제작합니다. 작은 코너 반경은 공구 직경에 따른 한계를 확인해야 합니다.

탭 라우팅

보드 외곽 대부분을 CNC로 절삭하고 일부 연결 탭만 남겨 패널 상태를 유지합니다. 조립 후 탭을 절단해 개별 PCB로 분리합니다.

정밀 기구 가공

커넥터 위치나 하우징 결합부처럼 기구적 정렬이 중요한 제품에 적용합니다. 일반 외형보다 엄격한 별도 요구사항이 필요할 수 있습니다.

관련 설계: PCB 패널화 | V컷·탭라우팅 설계

4. 재료 및 가공 방식 선택표

비교 자료: PCB V컷 가공 가이드

5. 품질을 결정하는 핵심 가공 요소

공구 직경과 내부 코너 반경

원형 공구로 내부 모서리를 가공하면 공구 반경만큼 둥근 코너가 남습니다. 직각에 가까운 결합부가 필요하면 제조사와 협의해 코너 릴리프 또는 도그본 구조를 적용할 수 있습니다.

회전 속도와 이송 속도

조건이 재료에 맞지 않으면 버, 거친 절단면, 공구 파손, 수지 변색 또는 층간 박리가 발생할 수 있습니다. 재료, 두께, 공구 종류, 절삭 깊이와 요구 공차를 종합해 설정해야 합니다.

구리 패턴과 외곽선 사이의 거리

구리, 비아 또는 패드가 외곽선에 지나치게 가까우면 가공 편차로 노출되거나 절삭될 수 있습니다. 정확한 최소 거리는 보드 구조와 제조사의 공정 능력에 따라 DFM 검토가 필요합니다.

보드 고정과 가공 순서

가공이 진행될수록 패널 강성이 낮아집니다. 내부 구조, 외곽과 탭 제거 순서를 고려해 진동과 위치 이동을 방지해야 합니다.

공구 마모 관리

FR-4의 유리섬유와 알루미늄 금속층은 공구 마모를 촉진합니다. 양산에서는 가공 길이 또는 사용 횟수를 기준으로 교체 주기를 관리하고 공정 중간 제품을 비교 검사해야 합니다.

6. CNC 라우팅 비용을 결정하는 요인

CNC 라우팅 비용은 PCB 면적만으로 결정되지 않습니다. 장비 점유 시간, 공구 소모, 패널 효율과 검사 난이도가 함께 반영됩니다.

총 가공 경로 길이

외곽선과 내부 컷아웃의 총길이가 길수록 장비 가동 시간이 늘어납니다.

슬롯과 컷아웃 수

각 슬롯마다 공구 진입과 복귀가 필요하므로 작은 개구부가 많으면 가공 시간이 증가합니다.

공구 교체 횟수

슬롯 폭과 코너 반경을 가능한 범위에서 표준화하면 교체 횟수와 가공 시간을 줄일 수 있습니다.

재료와 보드 두께

알루미늄, 두꺼운 다층 PCB 및 특수 고주파 소재는 별도 공구나 다단 절삭이 필요할 수 있습니다.

공차와 검사 수준

엄격한 공차는 가공 속도 조정과 추가 측정을 요구하므로 필요한 부분에만 현실적인 공차를 지정해야 합니다.

주문 수량과 패널 이용률

패널당 보드 수와 보드 사이 여유 공간은 재료 이용률과 가공 안정성에 영향을 줍니다.

7. 자주 발생하는 불량과 실무 팁

거친 절단면과 버

공구 마모, 부적절한 이송 속도와 고정 불량이 주요 원인입니다. 절단면과 버의 검사 기준을 발주 단계에서 명확히 전달합니다.

외형 치수 편차

기준선 해석, 공구 직경 보정 또는 패널 이동으로 발생할 수 있습니다. 기준 치수와 허용 공차를 기구 도면에 함께 표시합니다.

내부 코너 간섭

공구 반경을 고려하지 않으면 부품이나 하우징이 삽입되지 않을 수 있습니다. 실제 공구 반경을 반영해 설계합니다.

구리 노출 또는 회로 손상

외곽 가까이 구리와 비아를 배치하지 말고 설계 초기부터 가공 안전거리를 확보합니다.

층간 박리와 가장자리 균열

과도한 절삭열, 마모된 공구 또는 고정 불량이 원인일 수 있습니다. 특수 재료는 샘플로 조건을 검증합니다.

탭 제거 후 돌출부

외관이나 조립 공간이 중요한 위치에는 탭을 배치하지 않고 분리 후 마감 요구사항을 지정합니다.

8. 엔지니어 및 구매 담당자용 검수 체크리스트

· ☐ 보드 외곽선이 하나의 닫힌 경로로 작성되어 있는가?

· ☐ 외곽, 내부 컷아웃, 도금 슬롯과 비도금 슬롯이 구분되어 있는가?

· ☐ 슬롯 폭과 내부 코너가 실제 공구로 가공 가능한가?

· ☐ 중요 외형 치수와 공차가 기구 도면에 표시되어 있는가?

· ☐ 구리 패턴, 비아 및 부품과 외곽선 사이에 충분한 거리가 있는가?

· ☐ 탭 위치가 부품, 커넥터 및 민감한 회로에서 떨어져 있는가?

· ☐ 패널 분리 과정에서 부품에 과도한 응력이 전달되지 않는가?

· ☐ 재료와 보드 두께가 제조 데이터와 발주 정보에서 일치하는가?

· ☐ 버, 박리, 균열 및 구리 노출에 대한 검사 기준이 있는가?

· ☐ 양산 전 샘플로 기구 조립성과 외형 치수를 검증했는가?

9. PCBgogo의 CNC 라우팅 및 제조 지원

CNC 라우팅 품질은 장비 정밀도만으로 결정되지 않습니다. 외형 데이터, 공구 선택, 패널 고정, 가공 경로와 검사 기준을 하나의 공정으로 관리해야 합니다.

PCBgogo는 제조 전 DFM 검토를 통해 외형선 중복, 가공하기 어려운 슬롯, 지나치게 작은 내부 코너, 외곽과 구리 사이의 거리 및 패널 분리 구조를 확인합니다. 또한 FR-4, 다층 PCB, 알루미늄 PCB와 다양한 특수 소재에 맞춰 가공 조건을 설정하고 외형 치수와 절단면 상태를 검사합니다.

샘플에서 확인된 가공 조건을 양산에 연계하면 외형 품질과 조립 일관성을 안정적으로 관리하는 데 도움이 됩니다.

프로젝트의 CNC 라우팅 가능 여부와 비용을 확인하려면 PCB 제조 견적 페이지에 Gerber 파일과 기구 도면을 업로드해 DFM 검토 및 견적을 요청하세요.

10. 결론

CNC 라우팅은 PCB의 외곽, 내부 슬롯과 복잡한 기구 형상을 정밀하게 제작하는 핵심 공정입니다.

좋은 결과를 얻으려면 공구 직경과 내부 코너 반경, 재료 특성, 외곽과 구리 사이의 거리, 패널 고정 방식 및 요구 공차를 함께 검토해야 합니다.

비용을 줄이기 위해서는 슬롯 폭과 코너 반경을 표준화하고 불필요하게 엄격한 공차를 줄이며, 제조 전 DFM 검토로 재작업 가능성을 낮추는 것이 효과적입니다.

11. CNC 라우팅 FAQ

CNC 라우팅과 PCB 배선 라우팅은 같은 의미인가요?

아닙니다. CNC 라우팅은 회전 공구로 PCB 외형과 슬롯을 절삭하는 제조 공정이며, 배선 라우팅은 설계 단계에서 구리 트레이스 경로를 배치하는 작업입니다.

CNC 라우팅과 V컷의 차이는 무엇인가요?

CNC 라우팅은 곡선, 내부 컷아웃과 불규칙한 외형에 적합합니다. V컷은 직선으로 배열된 보드를 빠르고 경제적으로 분리하는 데 적합합니다.

CNC로 완전한 직각 내부 코너를 만들 수 있나요?

일반적인 원형 비트를 사용하면 공구 반경만큼 둥근 코너가 남습니다. 직각 결합이 필요하면 코너 릴리프, 도그본 구조 또는 다른 공정을 협의해야 합니다.

CNC 라우팅 비용을 낮추는 방법은 무엇인가요?

내부 컷아웃 수를 줄이고 슬롯 폭과 코너 반경을 표준화하며 불필요하게 엄격한 공차를 피합니다. 패널 이용률과 공구 이동 경로 최적화도 도움이 됩니다.

알루미늄 PCB도 CNC 라우팅할 수 있나요?

가능합니다. 다만 알루미늄층은 FR-4와 특성이 달라 적절한 공구, 회전 속도, 이송 속도와 고정 방식이 필요합니다.

어떤 파일을 제공해야 하나요?

Gerber와 드릴 파일 외에 외형, 슬롯, 컷아웃, 기준 치수와 공차가 표시된 기구 도면을 제공하는 것이 좋습니다.