연성회로기판의 중요성 및 소개

Keywords: Flexible PCB, Flex Circuits Board

오늘날 볼 수 있는 인쇄회로기판은 수년에 걸쳐 진화하여 더욱 정교한 회로 기판으로 발전했습니다. 현대 스마트폰과 LED 디자인에 사용되는 기판과 1990년대 TV에 설치된 회로 기판을 비교할 수 있습니다.

인쇄회로기판은 이중층, 단일층, 경성, 연성, 다층, 경연성 알루미늄 회로 기판 등 다양한 유형으로 분류됩니다. 이 글에서는 연성회로기판만 다룹니다.

오늘날의 연성 회로 및 경연성 PCB 기술의 결합으로 설계에 상당한 전체 패키징 감소, 설계 통합 및 기능성을 추가할 수 있는 매우 다양한 구조가 만들어졌습니다. 이 기술 문서에서 검토한 대부분의 특정 구조는 함께 결합되어 거의 무한한 수의 경연성 및 연성 회로 기판 구성을 만들 수 있습니다.

연성 회로의 미래

상당히 높은 연성 층 수로 제조된 많은 새로운 설계가 있습니다. 매립형 및 블라인드 비아 구조, 부품이 있는 설계, 심지어 연성 영역과 일부 더 보편적인 설계에서는 경성 섹션에 장착된 통합 ZIF 커넥터를 포함하는 설계도 있습니다.

무선 주파수(RF) 또는 전자기 간섭(EMI)을 고려하여 차폐가 필요한 일부 경연성 인쇄회로기판(PCB) 설계에는 연성 영역이 있을 수 있습니다. 비대칭 구조뿐만 아니라 서로 다른 경성 영역 사이에 두께가 다양한 설계도 존재합니다.

연성회로기판

원하는 형태로 구부릴 수 있는 특수한 유형의 회로 기판이 연성 PCB, 연성 회로 또는 연성 프린트입니다. 고온 및 고밀도 응용 분야에 널리 사용됩니다. 연성 설계에는 기판 재료로 폴리이미드 또는 투명 폴리에스터 필름이 사용됩니다. 높은 내열성을 갖추고 있어 솔더 실장 부품에 적합합니다.

연성 회로는 트레이스의 전도성 층과 함께 제공됩니다. 폴리이미드 유전체 층과 결합된 구리로 구성됩니다. 구리 전도성 층 두께는 0.0001인치에서 0.010인치까지, 유전체 재료 두께는 0.0005인치에서 0.010인치까지 다양할 수 있습니다. 전도성 구리 층을 기판에 접착하려면 접착제가 필요하며, 경우에 따라 증착을 통해 구리를 기판에 부착하는 것도 동등하게 유용합니다.

연성 회로 기판 제조를 위한 재료 선택은 여러 요인에 따라 다소 까다롭습니다. 여기에는 기계적 및 화학적 내성, 굽힘 유형, 온도, 전류 및 정전 용량이 포함됩니다.

연성 설계는 상호 연결이 적기 때문에 더 신뢰성이 높습니다. 따라서 접촉 크림프와 솔더 조인트가 더 적게 보장됩니다. 그리고 굽힘이 가능한 특성으로 인해 이러한 회로는 더 적은 공간을 필요로 합니다. 경성 회로 기판과 비교하여 면적의 10%만 차지합니다.

연성회로기판 제조 공정:

연성 PCB를 제조하기 위해 폴리이미드가 기본 기판 재료로 사용됩니다. FR-4와 비교하여 이 재료는 더 비쌉니다. 따라서 신중하게 사용해야 합니다. 회로 기판을 서로 가깝게 유지하기 위해 네스팅 기술을 사용하여 폴리이미드 재료를 적절히 사용합니다.

연성회로기판 제조

연성 기판 제조 단계는 다음과 같습니다:

루핑

서비스 루프는 회로 조립 및 서비스 길이를 보장합니다. 이는 설계자의 한계를 넘어 추가된 여분의 재료 양입니다.

도체 크기 조정

기판의 전도성 재료로 얇은 구리가 사용됩니다. 회로의 유연성을 위해 얇은 구리가 담당합니다. 동적 응용 분야에 적합하게 만듭니다.

에칭

등방성 손실을 보상하기 위해 제조 과정에서 에칭 공정이 사용됩니다. 이 공정에서 선폭 손실은 동박 두께의 두 배입니다. 선폭에 영향을 미치는 요인에는 다양한 유형의 도체, 에칭 마스크 및 사용된 도체가 포함됩니다.

라우팅

라우팅은 매우 쉽습니다. 라우팅을 통해 굽힘 및 접힘이 개선되고 응력이 감소됩니다.

접지면

접지면을 생성하여 기판의 무게를 줄이고 더 나은 회로 유연성을 촉진합니다.

다음으로 필렛을 적용하기 전에 응력을 분산시키기 위해 패드 면적을 늘린 구멍을 만들어야 합니다. 그런 다음 동적 플렉스 회로 응용 분야를 위해 접착제가 있는 필름을 추가합니다. 다음으로 폴리머 광 이미징 가능 액체를 추가하기 전에 솔더 마스크 역할을 하는 스크린 인쇄 가능한 액체 오버코트를 적용해야 합니다. 외부 및 내부 손상으로부터 회로를 보호할 수 있습니다.

연성회로기판 유형

연성 인쇄회로기판은 네 가지 유형으로 나뉩니다.

HDI 연성회로기판

HDI는 고밀도 상호 연결을 의미합니다. 이러한 회로 설계는 다른 기판에 비해 더 나은 레이아웃, 구조 및 설계를 제공할 뿐만 아니라 효율적이고 안정적입니다. 패키지 크기 감소와 HDI 연성 기판은 더 나은 전기적 성능을 제공합니다. 이는 이러한 기판의 제조에 더 얇은 기판 재료가 사용되기 때문입니다.

양면 연성회로기판

양면 연성회로기판은 인쇄회로기판의 양면에 도전성 레이어를 제공합니다. 도전성 레이어의 양면에서 전기 부품을 연결할 수 있습니다.

단면 연성회로기판

이름에서 알 수 있듯이 단면 연성회로기판에는 연성 유전체 필름 위에 놓인 하나의 도전성 레이어만 있습니다. 인쇄회로기판의 한쪽 면에만 전기 부품이 위치합니다.

경성-연성회로기판

경성-연성회로기판은 연성 및 경성 인쇄회로기판의 조합입니다. 다른 인쇄회로기판에 비해 더 높은 부품 밀도를 제공합니다.

다층 연성회로기판

다층 연성회로기판은 3개 이상의 도전성 레이어와 함께 제공됩니다. 이러한 레이어는 유전체 재료로 분리됩니다. 불규칙한 적층으로 높은 기판 유연성이 보장되며, 본딩 영역에서는 적층 두께가 일반적으로 더 얇습니다.

현대 세계에서의 중요성

연성 기판은 어떤 형상으로든 구부릴 수 있습니다. 동적, 정적 및 플렉싱 응용 분야에 널리 사용됩니다. 동적 회로 기판은 규칙적인 플렉싱을 구성하는 반면, 정적 응용 분야에 사용되는 회로 기판은 최소한의 플렉싱을 제공합니다.

연성 회로 설계는 -200°C에서 400°C 사이의 고온을 견딜 수 있도록 만들어집니다. 이러한 이유로 석유 및 가스 산업에서 시추공 측정에 적합하게 사용됩니다.

많은 응용 분야에서 연성 기판이 유용하지만 경성 인쇄회로기판의 대체품으로 사용할 수는 없습니다. 대량 자동화 제조 응용 분야에서는 경성 기판을 설치할 수 있으며 가격이 저렴합니다.

규칙적인 플렉싱, 높은 정확도, 더 나은 성능 및 정밀도가 필요한 응용 분야에는 연성회로기판이 적합합니다. 연성회로기판의 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 안티록 브레이크
• 카메라
• 초음파 프로브
• 연료 펌프
• 의료 기기
• 반도체 테스트
• 위성
• 모션 시스템
• 바코드 장비
• 배터리 팩
• 항공 전자 공학
• 에어백 시스템
• 제조 장치