제조엄밀한 코드 인쇄 회로 기판구부리고 접을 수 있는 정밀재료과학과 복합공정기술을 융합한 엔지니어링 프로젝트입니다. 그 핵심은 특수한 공정을 통해 견고한 영역(예: FR-4 에폭시 수지)과 유연한 영역(예: 폴리이미드 필름)을 완벽하게 결합하여 "강한 곳에는 단단한, 유연한 곳에는 유연한" 기능을 달성하는 데 있습니다. 제조 공정을 자세히 분석하면 다음과 같습니다.
1, 재료 준비: 강성과 유연성을 결합하는 초석
견고한 영역 재료: 단단하고 안정적인 FR-4 에폭시 수지가 선택되어 칩 및 배터리와 같은 정밀 부품이 장비에 고정되도록 기계적 지원을 제공합니다. 두께는 일반적으로 다양한 장치의 강도 요구 사항을 충족하기 위해 0.2-1.6mm입니다.
유연한 영역 소재: A4 용지 여러 장의 두께에 해당하는 0.025~0.1mm 두께의 폴리이미드(PI) 필름을 사용합니다. PI 필름은 260도 이상의 고온에도 견딜 수 있어 10만회 반복 구부려도 깨지지 않습니다. 동시에 절연 성능이 뛰어나 회로의 단락을 방지할 수 있습니다. 이 소재는 연성회로기판을 종이처럼 구부릴 수 있는 핵심 소재다.
동박 선택: 압연 동박은 연성이 더 좋고 구부릴 때 파손되기 쉽기 때문에 유연한 영역에 사용됩니다. 견고한 영역은 전도성 및 기계적 강도 요구 사항을 충족하기 위해 전해 구리 호일을 사용합니다.
2, 핵심 프로세스 흐름: 분리에서 융합까지
유연한 기판과 견고한 기판을 별도로 생산합니다.
유연한 기판 생산: 먼저 PI 필름을 거칠게 만들어 표면의 오일 얼룩과 산화층을 제거하고 동박과의 접착력을 강화합니다. 그런 다음 동-클래드 공정을 통해 압연된 동박과 PI 필름을 결합하여 유연한 기판을 형성합니다. 이 단계에서는 PI 기판의 변형이나 처리 효과 저하를 방지하기 위해 온도와 시간을 엄격하게 제어해야 합니다.
견고한 기판 생산: 기존 FR-4 보드는 드릴링 및 전기 도금과 같은 공정을 통해 견고한 회로 구조를 형성하는 데 사용됩니다. 생산과정은 일반 Rigid PCB와 유사하지만, 유연한 영역의 인터페이스 디자인과의 호환성을 보장해야 합니다.
적층 공정: 강성과 유연성을 결합한 "블랙 테크놀로지":
이는 리지드 플렉스 인쇄 회로 기판 제조에서 가장 중요한 단계입니다. 선택적 라미네이션 기술은 견고한 기판, 유연한 기판, 접착 시트(에폭시 수지 필름)를 고온, 고압에서 적층하는 기술입니다. 온도는 170~180도, 압력은 2~3MPa, 시간은 60~90분으로 조절된다. 유연한 부분이 부서지는 것을 방지하기 위해 라미네이션 중에 실리콘 필름이 유연한 부분 아래에 "버퍼 패드"로 배치됩니다.
또한 적층 PCB는 적층 공정 중에 생성된 내부 응력을 방출하고 후속 가공 중 뒤틀림을 방지하기 위해 120도 오븐에서 2시간 동안 "응력 완화 처리" - 베이킹을 거쳐야 합니다.
드릴링 및 배선:
드릴링: 기계적 드릴링은 단단한 영역에 사용되는 반면 레이저 드릴링은 유연한 기판에 기계적 응력 손상을 방지하기 위해 유연한 영역에서 사용해야 합니다. 레이저 드릴링은 고밀도 배선 요구 사항을 충족하기 위해 더 작은 구멍(최대 0.1mm)을 달성할 수 있습니다.
배선 설계: 유연한 영역의 라인은 너무 조밀하지 않고 고르게 배치되어야 합니다. 그렇지 않으면 구부릴 때 파손되기 쉽습니다. 배선 설계는 반복되는 접힘 중에 원활한 회로 흐름을 보장하기 위해 "유연성"과 "전도성"의 균형을 유지해야 합니다.
표면 처리 및 테스트:
표면 처리에는 침지 금, 주석 스프레이 등이 포함되어 산화 및 녹을 방지하는 동시에 용접 부품을 더욱 안전하게 만듭니다.
테스트 프로세스는 매우 중요하며 IPC-ET-652 전기 테스트 표준을 충족하면서 150,000번 구부린 후 저항 변화가 20% 미만인지 확인하기 위해 플라잉 핀 테스트 또는 특수 고정 장치를 통한 전기 성능 테스트가 필요합니다.
3, 기술적 어려움과 혁신
접합의 신뢰성: 유연한 부분과 단단한 부분 사이의 연결이 느슨해져서는 안 되며, 구부리는 동안 끊어져서는 안 됩니다. "스텝 프레싱 공정"을 채택하는 것은 둘 사이의 연결부에 "튼튼한 재킷"을 씌우는 것과 같으며, 수만 번 구부려도 떨어지지 않도록 보장합니다.
접착 제어 기술: 라미네이션 중에 접착제가 유연한 영역으로 넘치면 안 됩니다. 그렇지 않으면 유연한 기판이 경화되어 굽힘 오류가 발생할 수 있습니다. 이를 위해서는 매우 높은 공정 정밀도와 접착 제어 기술이 필요합니다.
CTE 차이 관리: 경질 재료(CTE 18ppm/℃)와 유연한 재료(CTE 30ppm/℃) 사이의 열팽창 계수 차이는 상당하며 온도 변화로 인한 구조적 변형을 방지하려면 5~7회의 프레싱 주기를 통해 제어해야 합니다.
4, 응용과 미래
Rigid Flex 인쇄회로기판은 폴더블 스마트폰, 스마트워치, 의료기기 등 고집적도와 유연성이 요구되는 분야에 널리 사용되고 있습니다. 제조 공정의 복잡성은 PCB 산업의 '천장'이라고 할 수 있지만, 웨어러블 디바이스, 플렉서블 디스플레이 및 기타 분야의 개발로 인해 Rigid Flex 인쇄 회로 기판의 제조 공정은 더 얇아지는 방향(두께)으로 이동하게 됩니다.<0.05mm), more bending resistant (more than 500000 times), and may even achieve circuits that can be woven like fabric, making electronic devices truly "ubiquitous".
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