강성 플렉스 PCB 대 유연 PCB

강성 PCB와 유연 PCB: 어느 것이 더 좋은가?

리지드-플렉스 인쇄 회로 기판(PO)은 하드보드와 플렉시블 회로의 부품을 모두 포함하는 반반 회로 기판입니다. 리지드-플렉스 PCB는 기판의 특정 부분에서는 단단하고 다른 부분에서는 유연합니다. 따라서 리지드-플렉스 PCB는 추가적인 지지가 필요한 부분의 상태를 유지하면서 접히거나 지속적으로 휘어질 수 있습니다. 회로는 일반적으로 다층으로 구성되며, 플렉시블 회로 기판을 경질 시트와 함께 결합한 형태입니다. 플렉시블 층은 완전히 덮여 있으며 PCB의 경질 부분 내부로 침투합니다.
리지드 플렉스 PCB의 주요 장점 중 하나는 얇은 두께입니다. 플렉서블 회로의 표준 유전체 두께는 001~002인치로, 초경량 및 초슬림 패키지에 탁월한 선택입니다. 무접착 오버레이, HDI, 그리고 얇은 구리층은 탁월한 라인 혁신을 위한 최적의 솔루션으로, 회로 설계에 가장 작고 가벼우며 가벼운 솔루션을 제공합니다.

강성-연성 PCB 유형

강성-유연성 PCB는 도입형 플렉스와 동적 플렉스라는 두 가지 필수 적용 유형을 지원합니다.
플렉스(Flex)는 가장 잘 알려진 리지드-플렉스 PCB 애플리케이션입니다. 이 회로 애플리케이션에서 보드는 장치가 조립되거나 비워질 때 한 번만 오버레이됩니다. 실제로, 보드의 플렉스 부분은 사용 중에도 안정적으로 유지되지만, 진동이 심한 애플리케이션으로 인해 약간의 변형이 발생할 수 있습니다.
따라서 최종 제품 사용 중에 PCB가 여러 번 꼬일 수 있는 유연성을 갖는 것이 매우 중요합니다. 이러한 회로 적용을 특수 플렉스(Unique Flex)라고 합니다. 보드의 유연한 부분이 반복적인 마모를 견딜 수 있도록 하려면 세심한 주의가 필요합니다. 적절한 꼬임 스윕(Twist Sweep) 설계를 통해 이러한 회로 기판은 여러 번의 플렉스 사이클에도 문제없이 작동할 수 있습니다.

강성-연성 PCB 구조 

강성 플렉스 PCB의 특징 

• 모든 회선이 정리되어 있어, 과잉 회선의 연관작업을 줄일 수 있습니다.
• 무게와 필요 공간이 적기 때문에 이러한 견고한 플렉스 회로는 심장 박동 조절기와 같은 의료용 응용 분야에 완벽한 선택입니다.
• 이는 품목의 양을 실질적으로 줄여 전달하기에 더 유용합니다.
• 이는 단단한 품목의 무게를 줄일 수 있습니다.
• 이는 제한된 공간에서 3차원 공간의 정교함을 향상시키고 결합을 강화할 수 있습니다.

강성-연성 PCB 애플리케이션 

경성-플렉스 PCB는 비용이 더 많이 들지만, 놀라울 정도로 다양한 분야에 적용 가능하며 광범위한 산업 분야에 적용할 수 있습니다. 군사, 항공, 의료 기기에 매우 적합하지만, 특정 산업 분야에도 적용할 수 있습니다. 경성-플렉스 PCB가 이상적인 솔루션이 되는 데에는 몇 가지 조건이 있습니다. 이러한 상황에서 경성-플렉스 PCB는 투자할 가치가 있을 뿐만 아니라, 경제적으로도 가장 현명한 선택이 될 수 있습니다. 주요 조건은 다음과 같습니다.
• 높은 충격 및 진동 상황. 강성-연성 PCB는 충격에 매우 안전하며, 어떤 식으로든 기어 고장을 유발할 수 있는 고응력 상황에서도 작동할 수 있습니다.
• 비용 고려보다 변함없는 품질이 더 중요한 고정밀 애플리케이션. 링크 또는 커넥터 파손이 위험할 수 있는 상황에서는 더욱 견고한 강성 플렉스 PCB가 이상적입니다.
• 고두께 적용. 일부 교회는 모든 필수 커넥터와 케이블을 위한 필수적인 표면 영역을 확보하지 못할 수 있습니다. 견고한 플렉스 회로를 사용하면 공간을 효율적으로 활용하여 이 문제를 해결할 수 있습니다.
• 다양한 강성 시트가 ​​필요한 애플리케이션. 4개 이상의 시트를 사용하는 업체가 많아지면, 단일 강성 플렉스 PCB로 교체하는 것이 더 이상적이고 실용적일 수 있습니다.

장점

더 광범위하게, 강성 플렉스 PCB는 다음과 같은 초점을 갖습니다.
• 상당한 수준의 충격과 진동을 견뎌냅니다.
• 수많은 플렉스 사이클을 견뎌내세요
• 번들 무게 감소
• 회로 두께 증가
• 중요한 수집 업무 완화.
리지드 플렉스 PCB는 커넥터 수를 줄이거나 잠재적으로 제거하는 데 적합하며, 작업 효율성, 수율, 전송 속도, 그리고 내구성 있는 품질은 PCB 적용에 있어 필수적인 요소입니다. 따라서 이러한 장점을 활용할 수 있는 모든 업체는 리지드 플렉스 PCB를 통해 이점을 얻을 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 플렉스-리지드 PCB 소재

경성 플렉스 PCB의 성능은 기본적으로 유연한 유전체 필름과 유연한 접착 필름을 포함하는 기판 소재의 성능에 달려 있습니다. 유연한 기판 소재의 주요 종류인 유연한 유전체 필름은 일반적으로 저마감 제품에 사용되는 폴리에스터(마일라), 가장 일반적인 유형인 폴리이미드(캡톤), 그리고 군사 및 항공 제품에 일반적으로 사용되는 불소수지(PTFE)로 구성됩니다.

이 세 가지 종류의 유연 소재를 살펴보면, 폴리이미드는 뛰어난 전기적, 기계적 특성과 고온 저항성을 갖춘 가장 높은 유전율을 보이지만, 가격이 비싸고 습기를 쉽게 흡수합니다. 성능 면에서는 폴리이미드와 비교했을 때, 폴리에스터는 고온 저항성이 낮습니다. 폴리테트라플루오로에틸렌은 유전율이 낮은 고반사율 제품에 주로 사용됩니다.

연성 접착제 필름에 첨가되는 주요 재료는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터입니다. 아크릴 수지와 폴리에스터이미드는 뛰어난 접착력, 높은 유연성, 그리고 전반적으로 높은 내열성과 내열성을 제공합니다. 그러나 열팽창 계수가 다소 높으므로 내부 두께는 0.05mm를 넘지 않아야 합니다. 에폭시 고무는 접착력이 약하며, 주로 접착층과 내부 층에 사용됩니다. 또한, 열팽창 계수가 매우 낮아 도금된 틈새의 내열성을 향상시키는 데 유리합니다.

플렉스 회로 오버레이

플렉스 회로 오버레이(또는 커버레이)는 플렉스 회로의 외부 하드웨어를 보호하고 고정하는 데 사용되는 커버 공정입니다. 플렉스 회로의 커버레이 필름은 단단한 PCB용접 베일의 주요 차이점 중 하나는 커버레이 필름이 유연하다는 것입니다! allflexinc.com에 따르면, "커버레이 필름은 대체로 열경화성 시멘트로 코팅된 폴리이미드 필름입니다. 필름 두께는 0005인치에서 005인치까지 다양하며, 001인치와 002인치가 가장 잘 알려져 있습니다."

언제 Rigid를 사용해야 하고 언제 Flexible을 사용해야 하나요?

경성 플렉스 PCB는 일반적으로 플렉스 회로만큼 비용이 많이 들지 않습니다. "보통"이라고 말하는 이유는 전체 소유 비용을 고려할 때, 연성 PCB를 사용할 경우 경성 PCB보다 더 저렴할 수 있는 몇 가지 용도가 있기 때문입니다. 전체 소유 비용을 정확하고 정확하게 이해하려면 먼저 플렉스 회로가 커넥터, 배선 장치 등 다양한 부품의 필요성을 어떻게 없앨 수 있는지 이해해야 합니다. PC, 사운드 콘솔, SSD(하드 디스크 드라이브), 평면 TV 및 모니터, 어린이 장난감, 기타 전자 기기 등 다양한 전자 기기는 연성 PCB 대신 경성 PCB를 사용합니다. 또한, 플렉스 회로는 GPS 장치, 태블릿, PDA, 카메라, 웨어러블 기기 등 초소형 또는 고급 기기에도 사용될 수 있습니다.
더욱 주목할 만한 것은 현대성이 플렉스 회로를 사용하는 주된 동기가 아니라는 것입니다. 저기술 애플리케이션은 설치를 훨씬 더 간단하게 만들기 때문에 플렉스 회로 혁신을 가끔 사용할 수 있습니다.

두 가지를 모두 활용할 시기를 이해합니다.

이제 경성 PCB를 언제 사용해야 하고, 연성 PCB를 언제 사용해야 하는지 이해해야 합니다. 물론 경성 PCB는 플렉스 회로만큼 비용이 많이 들지 않습니다. 하지만 소유 비용과 용도에 따라 필요한 비용이 달라질 수 있습니다. 플렉스 회로를 사용하면 비용을 절감할 수 있는 경우도 있습니다. 소유 비용에 대해 자세히 알고 싶다면 몇 가지 사실을 알아야 합니다. 플렉스 회로는 커넥터, 배선 태그, 기타 회로 시트와 같은 몇 가지 부품을 필요로 하지 않습니다. 연성 회로 기판 제조업체에 문의하면 비슷한 답변을 얻을 수 있습니다.
물론, 필요에 따라 플렉스 회로와 리지드 플렉스 PO를 함께 활용하여 하나의 PCB로 결합할 수도 있습니다. 이 방법이 두 가지 장점을 모두 제공할 수 있을 것 같습니다.

차이점들

경성 PCB를 설계할 때는 최소 갭 크기, 최소 공간 및 배선 폭, 기판 가장자리와의 최소 간격, 구리 및 일반 구조 두께 등 특정 구조 규칙을 따라야 합니다. 또한, 경성 PCB와 연성 PCB는 여러 조립 공정 단계를 공유합니다. 이러한 공정 단계에는 갭 및 비아의 관통 및 도금, 사진 촬영 및 가공, 구리 배선, 쿠션, 레이아웃 및 평면의 드로잉, 그리고 PCB의 습기 제거를 위한 회로 부하의 가열(가열)이 포함됩니다. 조립 공정에서 경성 PCB는 용접 베일 스테이션으로, 연성 회로는 커버레이 스테이션으로 이동합니다.

강성-플렉스 PCB를 만드는 방법은 무엇입니까?

• 강성-플렉스 구조를 제조하는 것은 기본적인 강성 설계를 만드는 것보다 훨씬 더 어려운데, 강성 플렉스 구조를 구축하려면 3D 공간이 필요하기 때문입니다.
• 강성부의 기본 소재는 FR4로 만들어지고, 플렉스 부분은 폴리이미드로 구성되며, 그 후 구리 호일과 커버레이 고정 필름이 적용됩니다.
• 강성 플렉스 PCB를 조립하는 초기 단계에서는 접근 가능한 접착제를 구리 층에 도포합니다.
• 그 후, 접착제 위에 얇은 구리 호일 층을 덮습니다. 오버레이 공정 대신 구리 도금을 사용할 수도 있습니다.
• 다음 단계는 플렉스 기판의 작은 틈을 뚫는 것입니다. 레이저 관통은 정확하고 정밀한 개구부를 만드는 데 가장 적합합니다.
• 구리는 플렉스 설계에 틈이 뚫리면서 그 틈에 저장됩니다. 이 과정을 관통 개구 도금이라고 하며, 구리를 합성 도금합니다.
• 다음 단계에서는 플렉스 표면에 감광성 인쇄 기법을 적용하여 코팅을 합니다. 창문 장식 코팅 기법이 이 과정에 적합합니다.
• 코팅이 완료되면 구리 필름이 적절하게 조각됩니다. 그 시점부터 반대 방향으로 당기는 힘이 회로 기판에서 제거됩니다.
• 다음 단계에서는 플렉스 기판의 상판과 하판에 커버레이 보호층을 도포합니다. 폴리이미드 소재는 커버레이 보호층으로 사용하기에 적합한 소재입니다.
• 블랭킹은 설계 요건에 따라 플렉스 기판을 절단하는 후속 단계입니다. 킥더버킷(Kick the Bucket)과 유압 펀칭(Hydraulic Punch)은 플렉스 절단에 가장 일반적으로 사용되는 공정입니다. 이러한 공정에는 다양한 플렉스 기판을 높은 정확도와 정밀도로 절단하는 것이 포함됩니다.
• 마지막 단계에서는 블랭킹 공정을 사용하여 생산된 플렉스 보드를 단단한 층 사이에 겹쳐서 전자적 이유로 접근 가능하도록 전기적으로 시도할 수 있는 마지막 항목을 만듭니다.

견고한 플렉스 PCB 비용

플렉스 또는 리지드-플렉스 회로 시트와 관련된 PCB 툴링 비용이 더 비싼 근본적인 이유는 특정 구조물의 실제 제작 프로그램 규모에 달려 있습니다. 또 다른 이유는 수량입니다. 하지만 진행 중인 수량에 따르면 대부분의 고객은 2000개 이하로 추가 비용을 회수하는 것으로 나타났습니다.

툴링 비용의 또 다른 요인은 수량입니다. 강성-플렉스 및 플렉스 모델과 소량 생산의 경우, 대부분 레이저 절단이나 일종의 기계 가공을 통해 제작됩니다. 이는 커버레이, 부품 다이어그램, 그리고 필요한 경우 보강재 프레임에 표면 실장 부품을 만드는 데 사용됩니다.

이러한 저용량 전기 테스트는 일반적으로 비행 테스트로 완료됩니다. 플렉스 및 리지드-플렉스 회로의 대량 생산 시에는 스틸 룰 패스 또는 암/수 펀치로 전환해야 하며, 결국 먼지가 쌓입니다. 이 스틸 룰은 폐기되고 레이저 절단 시스템의 후레임을 만드는 데 일반적으로 비용이 더 많이 듭니다. 전기 테스트 장비도 유선 테스트로 전환되는데, 이는 더 많은 노동력이 필요할 수 있습니다. 이 두 가지 요인 모두 초기 비용이 발생할 수 있지만, 대량 생산 시 부품의 단가를 크게 낮출 수 있습니다.

• 레이어는 가장 중요한 요소입니다. 단면 플렉스가 충분하다면 더 많은 레이어를 시도하지 마십시오.
• 플렉스 보드 유형: 단일 조각 또는 패널. 플렉스 PCB 비용 추정을 할 때는 재료 사용률을 고려해야 합니다. 플렉스 PC 재료는 단위로 이동하며, 한 면의 길이는 250mm를 넘을 수 없습니다. 제작 시 작업 보드 크기를 설정합니다. 폐기물이 있는 경우 이는 플렉스 PCB 비용에 포함됩니다.
• 최소 트랙/간격, 2-3밀.
• 최소 구멍 크기는 0.25로 지나치게 작지 않아야 합니다.
• 골드 핑거는 플렉스 PCB 골드 핑거에 대한 두 가지 선택으로, 하드 골드 또는 인나데이션 골드가 있으며, 하드 골드는 훨씬 더 비쌉니다.
• 구리 두께: 1/3온스가 일반적이며, 유연하게 유지하고 구리 두께를 너무 두껍게 하지 마십시오.
• 강화재, 플렉스 PO 커넥터에는 강화재를 선택할 때 FR3 강화재, 알루미늄 강화재, PI 강화재의 4가지 선택 사항이 있습니다. 플러그 재발의 경우 더 단단한 강화재를 사용하는 것이 좋습니다.
• 표면 마감: 일반은 금빛입니다.
• 크기: 재료 활용률이 높아 비용이 저렴합니다.
• 수량 : 많을수록 저렴합니다

결론적으로

경성 PCB와 연성 PCB 모두 기본적으로 서로 다른 전기 및 기계 부품을 연결하는 유사한 필요성을 충족하지만, 두 가지 혁신은 일상생활에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 경성 PCB와 연성 PCB 모두에 상당수의 유사한 설계 규칙이 적용되지만, 연성 PCB는 조립 절차 단계가 더 많기 때문에 몇 가지 추가 규칙이 필요합니다. 또한, 경성 PCB가 처음에는 비용이 적게 들더라도 플렉스 회로가 너무 비싸다고 말하기 전에 설계의 총 소유 비용을 고려해야 합니다.

모든 것을 '생각해 보세요'라고 하더라도, 모든 보드 하우스가 플렉시블 PCB 조립에 적합한 것은 아니라는 점을 유념하는 것이 중요합니다. 플렉스 회로 설계를 시작하기 전에 여러 보드 하우스를 방문하여 플렉시블 PO 제조 옵션과 관련 비용에 대해 논의해야 합니다.