플렉서블 PCB 제조 단계
키워드: 연성회로기판, 플렉스 회로 기판
연성회로기판 기술의 발전은 현대 전자 기기의 성능을 크게 향상시켰습니다. 많은 취약하고 민감한 기술 기기들이 설계의 핵심에 이를 사용하고 있습니다. 스마트폰, 카메라, 노트북, 계산기 등 많은 전자 기기가 이 기술을 사용합니다.
연성회로기판 설명
이는 폴리이미드를 기본 기판 재료로 사용하여 제작됩니다. 자연적으로 그리고 인공적으로 모두 발견될 수 있는 이 물질은 자동차 및 의류 산업을 포함한 다양한 분야에서 사용됩니다. 기존의 경성 인쇄회로기판과 비교할 때, 연성회로의 작은 크기와 높은 전기 연결 밀도는 상당한 무게, 공간 및 비용 이점을 제공합니다. 적절한 용도에 사용될 경우, 이 기술은 전기 연결의 전체 비용을 최대 70%까지 절감하고 사용되는 배선량을 최대 75%까지 줄일 수 있습니다.
유연한 구조, 작은 부피, 가벼운 무게와 같은 탁월한 장점으로 인해 전자 기기 발전의 소형화 추세에 부합하는 연성회로기판은 성장하며 매우 다양한 응용 분야를 확보하고 있습니다. 동적 유연성, 말림, 접힘 외에도 연성회로기판은 정적 유연성을 통합할 수 있습니다. 연성회로기판은 3차원으로 확장되어 기계 및 회로 설계의 유연성 정도를 높입니다. 또한 X, Y, Z 표면에서 더 적은 연결로 배선함으로써 기계 작업 및 조립 오류를 줄일 수 있으며, 전자 기기가 사용하는 전체 시스템의 신뢰성과 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 연성회로기판은 컴퓨터, 통신 기기, 계측기, 의료 장비, 항공우주 및 군사 등 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 또한 무선 부유 헤드, 중계기, 디지털 카메라, 휴대폰, 평판 디스플레이 및 HDI 기판과 같은 연성회로기판의 새로운 응용 분야는 연성회로기판의 성장을 크게 촉진하고 전체 인쇄회로기판 시장에서의 점유율을 증가시켰습니다.
연성회로기판의 설계
연성회로기판은 구조 유형에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다:
- 단면 연성회로기판: 구조가 간단하고 제조가 용이함
- 양면 연성회로기판: 단면 연성회로기판보다 구조가 복잡하고 제어가 더 어려움
- 다층 연성회로기판: 2층 연성회로기판보다 구조가 더 복잡하고 균일한 품질로 제조하기가 더 까다로움
- 단면 경연성 인쇄회로기판
- 양면 경연성 인쇄회로기판
- 다층 경연성 인쇄회로기판
처음 세 가지 유형의 연성회로기판(단면, 양면 및 다층 경연성)은 상당히 복잡한 구조를 가지므로 제조가 더 까다롭습니다.
연성회로기판 재료
연성회로기판의 구조에 따르면, 절연 기판 재료, 접착제, 금속 도체층(동박) 및 커버 레이어가 연성회로기판을 구성하는 요소입니다. 우수한 기계적 및 전기적 성능을 가지며 캐리어 역할을 하는 유연한 절연 필름은 연성회로기판의 주요 구성 요소여야 합니다. 폴리에스터와 폴리이미드 필름이 일반적인 재료이며, 후자가 더 자주 사용됩니다. 새로운 재료에 대한 지속적인 연구 개발로 인해 PEN 및 얇은 FR4와 같은 다른 유형의 기판 재료도 현재 표준 재료 외에 사용 가능합니다. 이 기사의 나머지 부분에서는 플렉스 회로 기판을 생산하는 단계를 안내합니다.
플렉스 회로 기판 제조 공정 상세
제조 공정은 체계적이고 계획적으로 진행됩니다. 세 가지 중요한 생산 공정을 살펴보겠습니다.
1단계: 연성회로기판 빌드 업
초기 단계에서는 기본 재료의 보존이 주요 목표입니다. 폴리이미드는 연성 회로에 사용되는 주요 재료입니다. FR-4와 비교했을 때 이 재료는 더 비싸며, 올바르게 사용해야 합니다. 폴리이미드의 효율적인 사용을 위해 회로는 네스팅 방법을 활용하여 가능한 한 서로 가깝게 유지되어야 합니다. 프로토타입 PCB 제조에는 다음 절차가 사용됩니다.
루핑(Looping): 설계자가 지정한 최대치보다 약간 여분의 재료를 추가하는 것이 좋습니다. 서비스 루프라고도 하는 이 추가 재료는 정비 길이와 회로 조립을 가능하게 합니다.
도체 크기: 최대한의 유연성을 제공하므로, 특히 동적(움직임이 있는) 용도로 회로를 사용하려는 경우 가장 얇은 구리를 선택해야 합니다.
에칭(Etching): 이 공정은 제조 중에 발생할 수 있는 등방성 손실을 보상하기 위해 사용됩니다. 이 공정 중 선폭 손실은 구리 호일 두께의 약 두 배입니다. 선폭은 도체, 다양한 구리 종류, 에칭 마스크 등 여러 변수의 영향을 받습니다.
라우팅(Routing): 배선은 간단하게 라우팅할 수 있습니다. 곡선 및 접힘 방향과 평행이 되도록 배치하십시오. 응력을 줄이면 굽힘 및 접힘 특성이 향상됩니다.
전기적 할당이 충분하다면 해치(십자형) 접지 영역을 만드십시오. 회로 기판의 무게를 낮추면 회로의 유연성이 향상됩니다.
2단계: 연성인쇄회로기판(FPCB) 제조 공정
이제 기판 자체에 초점을 맞춰 보겠습니다. 먼저 도체 폭과 간격을 고려합니다. 폴리머 박막에 필요한 최소 도체 폭은 375마이크로미터입니다. 공칭 두께의 폴리머 필름과 은 기반 폴리머 필름 모두 회로 전류의 원하는 비율을 동시에 전달합니다. 설계와 용도에 따라 연성회로기판의 구멍 직경은 달라질 수 있습니다.
구멍 크기: 제조업체는 작은 구멍과 유연성에 적합한 PCB 구조를 설계할 수 있습니다. 현대 기술로는 25마이크로미터까지 작은 구멍을 만드는 것이 가능합니다.
필렛(Filleting)은 응력을 분산시키고 패드의 표면적을 늘리는 방법입니다. 연성 회로의 모든 패드와 랜드 종단 위치에 필렛을 적용해야 합니다. 견고한 납땜 접합을 위해 도금 스루홀이 가장 좋은 선택입니다. 버튼 도금(Button plating): 이 경우 대체 도금 스루홀을 만들 수 있습니다. 제조업체는 구리를 사용하여 비아와 스루홀을 준비합니다.
3단계: 물리적 제약 조건에 주의하십시오.
제조업체는 이 공정에서 커버 레이어 및 커버 코팅 문제를 처리합니다. 일반적인 공정 커버 레이어 몇 가지를 소개합니다.
접착제 백킹 필름: 원자재로 만들어지기 때문에 동적 연성 회로 응용 분야에 적합합니다. 대부분의 경우 접착제 백킹 필름은 맞춤형 PCB를 덮는 데 사용됩니다.
스크린 인쇄 가능한 액상 오버코트: 스크린 인쇄 가능한 액상 오버코트는 두꺼운 폴리머 필름에 자주 사용되며 비용 효율적입니다.
사진 공정에 사용할 수 있는 액체 및 필름 폴리머: 이것은 가장 정교한 오버코팅 기술이며 다음과 같은 여러 예상치 못한 기능을 포함합니다.
- 솔더 마스크 역할을 하여 솔더가 트레이스를 쇼트시키는 것을 방지합니다.
- 인쇄 회로를 내부 및 외부 손상으로부터 보호합니다.
- 회로가 외부로부터 전기가 통하는 것을 방지합니다.
- 연성회로기판은 다양한 연결성과 신뢰성을 제공하여 다른 기존 솔루션과 차별화됩니다.