연성회로기판 제조의 주요 3단계 알아보기

Keywords: 연성회로기판, 플렉스 회로 기판

주 회로 자체의 설계와 마찬가지로, 인쇄회로기판(PCB)의 제조 및 설계는 종종 매우 중요합니다. 전자 회로를 구성하고 조립하기 위해 제조업체들은 소형의 연성회로기판을 점점 더 많이 사용하고 있습니다. PCB는 신호 및 구리 층의 전도성 트레이스가 인쇄되거나 에칭된 하나 이상의 절연 기판으로 구성됩니다. 인쇄회로기판 제조는 일반적으로 회로 복잡성에 따라 단일 레이어 PCB에서 8개 이상의 레이어까지 다양할 수 있습니다.

현대 전자 기기는 연성회로기판 기술의 등장으로 큰 발전을 이루었습니다. 이 기술은 민감하고 정밀한 전자 제품의 핵심에 자리잡고 있습니다. 심지어 계산기, 카메라, 스마트폰, 노트북과 같은 많은 전자 기기에서도 이 기술이 사용되고 있습니다.

연성회로기판

이는 폴리이미드 재질로 만들어진 베이스 기판을 사용하여 제조됩니다. 이 재료는 합성 및 천연 모두에서 발견됩니다. 의류, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 기존의 딱딱한 인쇄회로기판과 비교하여, 높은 전기 연결성과 연성 회로 밀도의 콤팩트한 특성은 상당한 비용 절감, 공간 및 무게 이점을 제공합니다. 올바른 응용 분야에 적용될 경우, 이 기술은 전기 배선 사용량과 총 상호 연결 비용을 각각 최대 75% 및 70%까지 줄일 수 있습니다.

전기 상호 연결 분야에서 연성 회로는 고성장 기술입니다. 이는 많은 21세기 제품의 요구에 맞춰 향상된 성능을 제공할 것으로 보입니다.

디지털 기술 혁명의 주요 증거는 전자 시스템이 우리 일상 생활 속으로 진입한 것입니다. 혁신적인 제품에 대한 기업 및 소비자 수요는 상당하며, 이는 휴대폰과 개인용 컴퓨터의 성공 사례에서 입증됩니다. 전자 및 전기 시스템은 예상치 못한 다양한 방식으로 점차 우리 삶에 들어오고 있습니다. 디지털 TV와 무선 전화의 형태로, 텔레매틱스와 핸즈프리 통신의 형태로 우리 차량과 가정에서 찾아볼 수 있습니다. 모바일 개인 정보 단말기와 노트북 컴퓨터의 형태로 비즈니스에서도 사용됩니다.

연성 인쇄회로 또한 위의 응용 분야 내에서 은밀하면서도 중요하게 우리 삶에 들어왔습니다. 점점 더 복잡해지는 배선 어셈블리 역할을 하는 연성 회로는 전통적으로 비용 효율적이고 훨씬 간단한 상호 연결 방법을 제공하며, 값비싼 복잡한 와이어 하니스의 필요성을 제거하고 와이어 교체를 대체합니다.

앞으로, 이 기사는 연성 회로 기판의 단계별 제조 공정을 설명하며, 이는 여러분을 위한 가이드 역할을 할 것입니다.

연성회로기판 제조의 단계별 공정

제조 방법은 구조화되고 절차적입니다. 여러분은 제조의 세 가지 중요한 단계를 거쳐야 합니다:

1단계: 연성 PCB 적층

베이스 재료를 절약하는 것이 주요 초점이며 이것이 첫 번째 단계입니다. 폴리이미드는 연성 회로에 사용되는 주요 재료입니다. FR-4와 비교하여 이 재료는 비싸므로 적절히 사용해야 합니다. 네스팅 기법을 사용하여 폴리이미드를 적절히 활용하려면 회로를 서로 최대한 가깝게 유지해야 합니다. 다음 공정들이 프로토타입 PCB 제조에 포함됩니다:

• 루핑(Looping): 설계자가 정한 한계를 약간 초과하는 정도의 여분 재료를 추가하는 것은 허용됩니다. 회로 조립 및 유지보수 길이를 확보해 주는 이 여분 재료를 서비스 루프(Service Loop)라고 합니다.
• 도체 사이징(Sizing Conductor): 가장 뛰어난 유연성을 제공합니다. 따라서 특히 회로를 동적 응용 분야에 사용해야 하는 경우 가장 얇은 구리를 선택해야 합니다.
• 에칭(Etching): 제조 공정에서 등방성 손실을 보상하기 위해 수행되는 공정입니다. 이 공정 중 선폭 손실은 구리 호일 두께의 거의 두 배에 달합니다. 선폭은 도체 유형, 에칭 마스크, 구리 등 다양한 요인의 영향을 받습니다.
• 라우팅(Routing): 도체 라우팅은 쉽게 수행할 수 있습니다. 접거나 구부리려면 수직 위치에 놓아야 합니다. 이렇게 하면 응력을 줄여 굽힘 및 접힘 성능이 향상됩니다.
• 접지면(Ground Planes): 전기적 할당이 충분하다면 십자형으로 교차된 해칭 패턴의 접지 영역을 생성하십시오. 회로 기판의 무게를 줄여 회로 유연성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

STEP 2: 연성회로기판(Flexible PCB, 인쇄회로기판)의 제조 공정

이 단계에서는 플렉스 회로 기판(Flex Circuits Board)에 초점을 맞춥니다. 이는 도체 폭과 간격에서 시작됩니다. 폴리머 박막(Polymer thin films)에는 표준 도체 폭, 즉 375 마이크로미터가 필요합니다. 동시에 은기반 폴리머 필름과 공칭 폴리머 후막(Nominal polymer thick films)은 원하는 비율의 회로 전류를 전달합니다. 연성회로기판의 홀 직경은 적용 분야 및 설계에 따라 달라질 수 있습니다.

• 홀 크기: 제조업체는 작은 홀을 만들 수 있으며, 연성회로기판 레이아웃을 잘 정렬하는 데에도 유리합니다. 첨단 기술을 사용하면 최대한 작은 홀을 만들 수 있습니다.
• 필렛(Filleting): 패드 영역을 증가시켜 응력을 분산시킬 수 있는 기술이 필렛입니다. 연성 회로의 모든 랜드(Land) 및 패드 종단점에는 필렛이 필요합니다. 신뢰할 수 있는 솔더 조인트를 만들기 위해 도금 스루홀(Plated through-hole)이 적합합니다.
• 버튼 도금(Plating of the Button): 여기서는 대체 도금 스루홀을 만들 수 있습니다. 요즘 제조업체는 스루홀과 비아(Via)를 준비하기 위해 구리를 사용합니다.

STEP 3: 연성회로기판의 물리적 제약 조건에 집중

이 공정에서 제조업체는 커버 코팅 및 커버 레이어 문제를 처리합니다. 다음은 이 공정에서 사용되는 몇 가지 일반적인 커버 레이어입니다:

• 접착제 백업 필름(Adhesive-backed films): 원자재로 구성되어 있어 동적 플렉스 회로 응용 분야에 적합합니다. 맞춤형 PCB의 오버코팅(Over-coating)을 위해 접착제 백업 필름이 사용됩니다.
• 스크린 인쇄 가능한 액체 오버코트(Overcoats of Screen-printable liquid): 두꺼운 폴리머 필름과 함께 일반적으로 사용됩니다. 가격이 저렴합니다.

필름 폴리머 및 광경화성 액체(Film polymers and Photo imaginable liquid): 이것은 최신 오버코팅 방법입니다. 또한 다음과 같은 훌륭한 기능을 제공합니다:

• 회로를 외부 대전(External electrification)으로부터 보호합니다.
• 내부 및 외부 손상으로부터 인쇄 회로를 보호합니다.
• 솔더가 회로 트레이스로 흐르는 것을 방지하여 솔더 마스크 역할을 합니다.

연성회로기판은 다양한 신뢰성과 상호 연결을 제공합니다. 이 코팅으로 인해 회로는 기존의 다른 옵션과 차별화되는 독특한 특성을 갖게 됩니다.