리지드 플렉서블 PCB 제조
플렉스(Flex) 및 리지드 플렉서블(Rigid Flexible) 회로는 발명 이후 전자 연결의 주변부에서 핵심으로 지속적으로 발전해 왔습니다. 현재 플렉스 및 리지드 플렉서블 회로는 가장 간단한 제품부터 가장 복잡한 제품에 이르기까지 다양한 제품에서 찾아볼 수 있습니다.
이러한 중심부로의 이동에는 여러 가지 원인이 있으며, 대부분은 이들이 제공하는 이점과 관련이 있습니다. 이는 몇 가지 혜택과 장점을 살펴보면 분명해질 것입니다. 이는 천연 제품 라벨과 관련된 문제에 대한 해결책입니다. 플렉스 회로는 장치를 해당 제품에 통합하는 데 도움이 되기 때문에 자주 사용되었습니다.
이는 진정한 3차원 접근 방식으로, 전자 부품 및 기능/작동 특성(예: 컨트롤, 디스플레이, 연결부)을 장치 내 적절한 위치에 배치하여 사용자가 쉽게 사용할 수 있도록 합니다. 구조를 분해하지 않고도 경계를 따라 접거나 모양을 변형하여 사용 가능한 공간에 맞출 수 있습니다.
이들은 조립 비용 절감에 도움을 줍니다. 과거에는 플렉스 회로가 널리 채택되기 전까지 조립은 개별 회로나 커넥터의 집합체였습니다. 이러한 상황으로 인해 여러 다양한 부품을 구매, 키팅, 조립해야 했습니다.
리지드 플렉서블은 개별 실수의 가능성을 줄여줍니다. 모든 연결이 레이아웃 아트워크에 의해 제어되는 임베디드 시스템 조립체로 구축되므로 상호 연결 시 발생할 수 있는 인적 오류의 가능성이 방지됩니다. 이는 특히 개별 케이블을 사용하여 부품을 연결할 때 더욱 그렇습니다.
리지드 플렉서블은 제품의 무게와 부피 요구 사항을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 플렉서블 회로의 무게는 경직된 장치에 비해 현저히 가볍습니다. 사용되는 요소와 조립체 및 완제품의 특정 설계에 따라, 리지드 회로 솔루션과 비교하여 최종 제품의 무게와 면적을 최대 60%까지 절약할 수 있습니다.
사용처
리지드 플렉서블은 동적 유연성을 용이하게 합니다. 거의 모든 플렉스 회로는 접거나 구부릴 수 있도록 제작되었습니다. 아주 작은 경직 회로라도 일부 드문 상황에서 제한적으로 역할을 할 수 있었습니다. 그러나 프로젝트 목표를 달성하기 위해 회로의 동적 유연성이 필요한 경우 플렉스 회로가 이상적인 선택입니다.
리지드 플렉서블은 열 제어에 도움이 되며 고온 환경에 이상적입니다. 리지드 플렉서블은 열을 견딜 수 있을 뿐만 아니라, 얇은 두께 덕분에 더 넓고 열 전도성이 낮은 유전체 재료보다 열을 더 효과적으로 분산시킬 수 있습니다.
리지드 플렉서블은 본질적으로 더 신뢰할 수 있습니다. 플렉서블 회로는 납땜을 사용할 경우 필요했을 연결 수를 줄여 조립 공정을 단순화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 설계의 주요 목표는 복잡성을 줄이는 것입니다. 연결 수를 줄이는 것과 관련하여, 신뢰성 엔지니어들은 납땜 연결부가 전자 시스템 문제의 대부분이 발생하는 지점이라는 것을 잘 알고 있습니다. 실패 지점을 줄이는 것은 제품 내구성 향상으로 이어져야 합니다.
리지드 플렉서블 PCB 제조
표준 회로 기판을 제작하는 것과 비교할 때, 리지드 플렉서블 설계를 디자인하는 것은 복잡합니다. 제조 공정은 DesignSpark PCB, Proteus, Eagle 또는 CAD와 같은 PCB 설계 도구를 사용하여 PCB 레이아웃을 생성하는 것으로 시작됩니다. 이 기술은 사용하기 쉽지만, 기술적 지식이 거의 또는 전혀 없는 사람이라도 필요한 PCB 레이아웃을 만들기 시작할 수 있습니다.
리지드 플렉시블 PCB는 리지드 및 플렉시블 소재 표면을 정해진 순서로 적층하고 도금 스루홀을 통해 연결하여 제조되었습니다. 리지드 플렉시블 솔루션의 신뢰성과 견고성은 커넥션과 하네스가 유발하는 극심한 열 및 수축 문제를 제거합니다.
리지드 플렉시블 PCB는 오랫동안 사용되어 왔으며, 그 제조 방법은 시간이 지남에 따라 발전해 왔습니다. 유리 섬유 에폭시 수지(FR4)는 리지드 플렉시블 PCB 제조 공정에서 외부 경질 기판으로 사용되며, 리지드 회로의 구조를 고정하기 위해 리지드 층에 솔더 마스킹이 적용됩니다. 플렉시블 기판은 구리로 된 이중층 폴리이미드(PI) 정보 전달체로 구성되었으며, 아크릴 코팅이 플렉시블 레이아웃 설계를 보호하는 데 사용되었습니다.
리지드 플렉시블 회로를 생성하기 위한 제조 공정은 다음과 같습니다.
- 기초 재료 준비
- 회로도 작성
- 구리 적층 에칭
- 고정밀 기계식 드릴 비트를 사용한 드릴링
- 스루홀 도금
- 커버 플레이트로 기판 보호
리지드 플렉시블 기판은 뛰어난 기계적 및 전기적 효율성을 가지며, 플렉시블 구성 덕분에 어떤 형태로든 구부릴 수 있습니다. 플렉시블 기판 재료는 효율성뿐만 아니라 동적 강도도 제공하여, 저항 관리 및 고주파 신호 전송에 이상적인 카드를 만듭니다.
플렉시블 기판 재료의 높은 흡수율과 높은 열팽창 계수는 치수 공차 축적, 효과적인 회로 패턴, 드릴링, 적층, 및 도금을 보장합니다.
리지드 플렉시블 PCB의 응용 분야
리지드 플렉시블 레이아웃은 기판의 강성에 영향을 주지 않으면서 플렉시블성을 구현해야 하는 다양한 상황에서 사용됩니다.
이들은 상업, 전문 분야, 및 군사 환경에서 사용됩니다. 모든 종류의 디지털 카메라, 휴대폰, 전자 기기에 적용됩니다. 무게 감소, 공간 절약, 및 적응성 능력 덕분에, 심장 박동기 제작을 위한 의료 분야에서 특히 인기가 높습니다.
이러한 기판은 섬세하고 취약한 와이어를 처리하도록 설계되어 연결 문제를 줄이고 내구성을 향상시킵니다. 리지드 플렉시블 설계에서는 몇 개의 납땜 접합부만 필요하므로 우수한 연결 신뢰성을 제공하며, 자동차 및 테스트/측정 응용 분야에 적합합니다.
이러한 회로는 물류 및 조립 비용이 덜 들기 때문에 생산 비용이 훨씬 저렴합니다. 가볍고 작은 크기 덕분에 바코드 리더기 및 컴퓨터 서버 작업에 이상적입니다.
리지드 플렉시블 PCB 설계 지침
이러한 적응성과 효율성 덕분에 사용자는 다양한 문제를 상쇄하는 3차원 아이디어와 물체를 만들 수 있습니다. 전통적인 리지드 플렉시블 PCB 레이아웃을 사용하면 장치의 포트, 커넥션, 케이싱을 어셈블리의 물리적으로 더 약한 리지드 부분에 부착할 수 있습니다. 이전 모델에서 플렉시블 회로는 부피를 최소화하고 진동 내성을 높이면서 단순히 상호 연결 역할을 했습니다.
신제품과 향상된 플렉시블 회로 기술의 결과로 더 새로운 리지드 플렉시블 PCB 설계 표준이 확립되었습니다. 이제 설계 팀은 플렉시블 회로 공간 어디에든 요소를 배치할 수 있습니다. 이 유연성을 리지드 플렉시블 설계에 대한 다층 방식과 결합하면, 귀하와 동료들은 레이아웃에 추가 회로를 통합할 수 있습니다. 하지만 이러한 자유는 경로 및 홀과 관련된 몇 가지 새로운 문제를 수반합니다.
플렉시블 연결부의 굽힘선은 항상 존재하며 네비게이션에 영향을 미칩니다. 굽힘선 근처에 장치나 비아를 배치할 수 없는 이유는 재료 응력의 위험이 있기 때문입니다.
유연 회로를 구부리면 표면 실장 패드와 스루홀에 반복적인 기계적 하중이 발생하며, 요소가 올바르게 위치한 경우에도 마찬가지입니다. 스루홀 플레이트를 사용하고 오버레이를 추가하여 패드 지지대를 보강함으로써, 직원들은 이러한 압력을 줄일 수 있습니다.
트레이스 라우팅을 설계할 때 회로에 가해지는 부하를 줄이는 절차를 채택하십시오. 플렉서블 회로에 전원 공급 또는 접지 평면을 전달할 때는 해칭 폴리곤을 사용하여 유연성을 유지하십시오.
이러한 기술은 응력과 취약한 부분을 줄이는 데 도움이 됩니다. 양면 플렉서블 회로를 위한 또 다른 우수한 방법은 상단 및 하단 트레이스를 지연시켜 트레이스 간에 응력을 분산시키는 것입니다. 트레이스를 과소평가하면 서로 겹쳐지지 않도록 하여 PCB를 더욱 강하게 만듭니다.
응력을 완화하려면 트레이스를 굽힘 선에 수직으로 배선해야 합니다. 한 매체의 은폐층 수는 강성에서 유연성으로, 다시 강성으로 전환될 때 다른 매체의 수와 달라질 수 있습니다. 인접 레이어의 라우팅을 변경하면 트레이스라우트를 사용하여 플렉서블 회로에 강성을 추가할 수 있습니다.
강성 플렉서블 PCB의 장점
강성 플렉서블 회로는 고정 회로와 플렉서블 회로의 장점을 결합합니다. 고객과 생산자는 다음 영역에서 이점을 얻습니다.
안정적인 기계적 특성:
강성 플렉서블 시스템에서 다양한 형태의 플렉서블 기판은 하나 이상의 강성 보드에 연결되어, 접근하기 어려운 위치에 배치할 수 있는 강도와 탄력성을 모두 제공합니다.
유연성:
이 장치는 높은 정확도, 재현성 및 패키지 레이아웃 유연성을 제공합니다.
연결 가용성:
이 회로 기판의 향상된 내구성과 극성은 다른 전자 시스템과의 안전하고 확실한 상호 연결을 제공합니다.
가혹한 환경 저항:
전기 서비스 구현 중에 중전기 부품은 응력과 진동에 노출됩니다. 그러나 강성 플렉서블 레이아웃으로 전기 부품을 연결할 때는 회로가 고온, 발열, 방사능, 충격 및 극한 환경을 처리하도록 설계되었기 때문에 이러한 문제에 대해 걱정할 필요가 없습니다.
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