견고한 플렉스 인쇄 회로 기판다양한 모양과 크기를 가진 최신 전자 장치에 대한 고유한 솔루션을 제공합니다.
일부 견고한 플렉스 인쇄 회로 기판(예: 보청기 장치에 사용되는 인쇄 회로 기판)은 크기가 작기 때문에 제조가 매우 어렵습니다. 그러나 크기에 관계없이 플렉스 보드와 하드 보드 사이의 전환 영역 설계는 후속 제조 및 사용의 신뢰성에 영향을 미칩니다. 전환 영역은 제조 및 조립 공정뿐만 아니라 일상 생활의 다양한 사용 시나리오에서 발생하는 기계적 및 열적 스트레스를 받습니다. 따라서 설계할 때 잘못된 설계로 인해 발생할 수 있는 잠재적인 위험을 충분히 인식할 필요가 있습니다.
IPC-6013 표준에 따르면 리지드 플렉스 인쇄회로기판의 전이 영역은 하드보드의 가장자리 축을 중심으로 폭 3mm의 영역으로 정의됩니다(그림 1 참조).
(그림 1: 리지드 플렉스 인쇄회로기판 조인트 플레이트의 전이 영역(출처: NCAB 리지드 플렉스 인쇄회로기판 조인트 플레이트 설계 지침))
제조 공정의 독특한 과제
플렉스 리지드 보드의 생산 공정은 기존 리지드 보드의 생산 공정과 다릅니다. 플렉스 보드 영역에서 라미네이션이 완료된 후 모든 재료는 최종 라미네이션을 거쳐 플렉스 보드를 하드 보드 영역에 접착합니다. 2차 프레싱 전, 연질보드 부분에 수지가 유입되는 것을 방지하기 위해 심(Shim)을 스택에 배치한 후, 펠릭스 인쇄보드 부분에 있는 심(Shim)을 밀링 공정을 통해 제거합니다.
그림 1에는 또한 전환 영역 내에서 일부 허용 가능한 결함이 나열되어 있으며, 이는 전환 영역 내에 기능적 기능이 배치된 경우 플렉스 리지드 보드의 최종 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
다음은 몇 가지 일반적인 결함과 그 영향입니다.
크래킹 및 후광
하드보드와 플렉스보드의 접합부에서는 두꺼운 하드보드와 얇은 플렉스보드로 인해 재료박리, 수지균열, 동박파괴 등이 주로 발생하며 적층 후 계단식 구조를 형성하게 된다. 굽힘이나 열 순환 중에 응력은 전이선 근처에 집중됩니다.
라미네이션 보이드
전이 영역 내의 적층 간격은 허용됩니다. Flex Rigid 보드는 일반적으로 FR4 소재와 폴리이미드로 구성됩니다. 일반 경질 기판의 프리프레그는 층간 틈을 방지하면서 구리 층을 흐르게 하고 접착하는 데 사용됩니다. 플렉스 리지드 보드의 FR4 프리프레그는 "낮은 흐름" 또는 "흐름 없음" 특성을 갖고 있어 수지가 플렉스 보드 영역으로 흘러 들어가는 것을 방지하므로 전환 영역에 적층 간격이 있을 수 있습니다.
수지 오버플로(Squeezeout)
PCB 공장에서는 유연하지 않은 PP를 사용하여 플렉스 경성 보드를 제조하지만 때로는 접착 재료의 수지가 여전히 하드 보드 가장자리에서 넘쳐 전환 영역으로 들어갑니다. 일회성-설치 후 Flex가 요구되는 경우 이는 문제가 되지 않을 수 있습니다. 하지만 다이나믹 플렉스 적용으로 인해 경화된 레진의 날카로운 모서리로 인해 플렉스 보드가 손상될 수 있습니다.
돌출된 강성 유전체 재료
플렉스 보드 영역을 밀링할 때 적층 보이드 또는 레진 오버플로로 인해 하드 보드 유전층이 약간 돌출될 수 있습니다. 이 결함은 성능에 영향을 미치지 않으며 IPC-6013 표준에 따라 허용됩니다.
구리 변형
전이 영역의 재료 불안정성으로 인해 구리 피처는 변형되기 쉽고 균열이나 박리 현상이 나타날 수도 있습니다. 이는 구리가 수지 충전을 방해하여 수지가 부족해질 수 있기 때문입니다. 또한 층간 정렬의 정확성에도 영향을 미칠 수 있습니다.
커버레이 돌출
커버 필름 재료를 전환 영역에 배치하면 문제가 발생할 수도 있습니다. 커버 필름의 디자인은 접착에 적합하지 않습니다.FR4소재이며, 전이영역까지 확장되면 접착 성능 저하로 인해 박리 현상이 발생할 수 있습니다.
전환 영역 내 기능 설계: 위험 및 고려 사항
핵심 질문은 제품 성능에 영향을 주거나 과도한 재료 응력을 유발하지 않고 기능적 특징이 전환 영역까지 얼마나 확장될 수 있는가입니다. 대답은 확장이 거의 불가능하다는 것입니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 전환 영역은 물론 플렉스 보드 영역까지 기능을 설계하고 제조하는 것이 기술적으로 가능하지만 이는 성숙한 접근 방식이 아닙니다. 따라서 PCB 공급업체와의 긴밀한 커뮤니케이션이 중요합니다. PCB 공급업체의 기술팀은 각 공정 능력의 한계값을 이해해야 하며, 공장의 능력과 사양을 기반으로 전환 영역에서 사용 가능한 공간 범위를 알려줄 것입니다.
(그림 2: 고급 제조 역량(출처: NCAB 리지드 플렉스 인쇄 회로 기판 설계 지침))
그림 2에서 왼쪽에 나열된 권장 값은 위험이 가장 낮습니다. 오른쪽의 "고급" 열에 있는 사양을 사용하는 경우 모든 이해관계자가 잠재적인 위험을 완전히 이해할 수 있도록 특별한 주의를 기울여야 합니다.
소형화 추세 및 제조 능력 향상
회로 기술의 지속적인 업데이트와 반복을 통해 오늘날 제품의 지속적으로 나타나는 새로운 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 솔루션과 제조 프로세스가 계속해서 등장하고 있습니다. 소형화 추세로 인해 소프트 하드 본딩 보드 공정은 지속적으로 공정 한계를 뛰어넘고 있습니다. NCAB는 응용 분야 요구 사항을 충족하고 모든 이해 관계자가 잠재적인 위험을 인지하고 있는 경우 PCB 설계에서 혁신과 최첨단 기술 탐구를 항상 장려합니다.{2}}
일부 PCB 공장에서는 전환 영역이 작은 경질 플렉스 인쇄 회로 기판의 생산을 지원할 수 있지만 여전히 엄격한 품질 검사를 수행하는 것이 좋습니다. 동시에 다음 사항에 주의를 기울여야 합니다.
전환 영역에 주요 기능을 배치하지 마십시오.
공급업체와 소통하여 제조 능력과 허용 가능한 위험 범위를 이해합니다.
애플리케이션 요구사항에 따라 혁신과 신뢰성의 균형을 유지하여 최첨단이면서도 실용적인 디자인을-보장합니다.
Rigid Flex 인쇄회로기판 전이영역 설계 엔지니어링 실습
1. 설계 단계 중 위험 평가 및 의사소통
공급업체와의 조기 협업: 설계 초기 단계에서 공급업체의 엔지니어링 팀과의 커뮤니케이션이 확립되어야 합니다. 전환 영역의 사양(예: 폭, 재료 선택)은 제조업체의 제조 역량에 따라 달라질 수 있으며 일부 공급업체는 더 작은 전환 영역(예: IPC 6013 표준보다 3mm 아래)을 지원할 수 있지만 이를 위해서는 명확한 위험 공유 계약이 필요합니다.
시뮬레이션 및 응력 분석: 설계에 FEA(유한 요소 분석) 도구를 도입하여 기계적 굽힘 및 열 순환 하에서 전이 영역의 응력 분포를 시뮬레이션합니다. 이는 특히 동적 굽힘 응용 분야에서 잠재적인 약점을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 전환 영역에서 배선의 레이아웃 방향은 파손 위험을 피하기 위해 가능한 한 굽힘 축에 수직이 되지 않도록 해야 합니다.
2. 재료 선택 및 전이 영역 최적화
저유량/무유동 PP 특성의 균형 조정: 중요한 프로젝트에서는 수지 흐름 제어와 층간 결합 강도의 균형을 맞추기 위해 전환 영역에 특정 접착제를 사용하는 등 혼합 재료 솔루션을 채택할 수 있는지 여부를 공급업체와 논의하는 것이 좋습니다.
커버 필름과 하드보드 영역 사이의 경계 처리: 커버 필름(커버레이)을 전환 영역까지 확장하면 박리 문제가 발생할 수 있습니다. 실제 사례에서는 커버 필름의 부적절한 설계로 인해 연성인쇄회로기판 부분이 벗겨지는 상황이 발생할 수 있습니다. 설계 시 커버필름 가장자리와 하드보드 영역 경계선 사이에 최소 0.5mm의 안전거리를 확보하고, 제작 전 공급업체의 가공 정밀도를 확인하는 것이 좋습니다.
3. 제조과정에서의 품질관리 포인트
전이 영역 결함에 대한 허용 기준: IPC-6013 표준은 전이 영역에서 어느 정도의 결함(적층 공극, 수지 오버플로 등)을 허용하지만 특히 신뢰성이 높은 제품(예: 의료 또는 항공 응용 분야)의 경우 고객이 승인 중에 공급자에게 자세한 슬라이스 분석 보고서를 요청하는 것이 좋습니다. 이는 잠재적인 장기 실패 위험을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
밀링 공정의 정밀 제어: 소프트 보드 영역을 밀링할 때 가공 정확도는 전이 영역의 유전체 돌출 또는 수지 날카로운 모서리 문제에 직접적인 영향을 미칩니다. 실제로 우리는 밀링 편차로 인해 소프트 보드 영역이 손상되는 문제에 직면했는데, 이는 공급업체와 밀링 매개변수(예: 속도 및 이송 속도)를 조정하여 궁극적으로 해결되었습니다. 공정 안정성을 검증하기 위해 제조 초기 단계에서 소규모{2}}시험 생산을 수행하는 것이 좋습니다.
4. 전환 영역 설계와 응용 시나리오의 일치
일회성 굽힘과{0}}동적 굽힘의 구별: 실제로 많은 고객이 이 두 가지 응용 시나리오를 명확하게 구분하지 않아 지나치게 보수적이거나 공격적인 설계를 한다는 사실을 발견했습니다. 예를 들어, 일회성 굽힘 영역은-레진 오버플로를 적절하게 수용할 수 있는 반면, 동적 굽힘은 전환 영역의 날카로운 모서리를 엄격하게 제어해야 합니다.
소형화 추세에 따른 과제: 장치 소형화(예: 웨어러블 장치, 보청기)로 인해 견고한 플렉스 인쇄 회로 기판에 대한 수요가 증가함에 따라 전환 영역의 설계 공간이 더욱 압축됩니다. 고객은 하드보드 영역의 두께를 줄이거나 유연한 보드의 위치를 조정하는 등 스택 최적화를 우선시하여 더 많은 전환 영역 공간을 확보하는 동시에 신뢰성 테스트(예: 굽힘 사이클 테스트)를 통해 설계를 검증하는 것이 좋습니다.
5. 전환 영역의 일반적인 실패 모드
예를 들어 구리 트레이스 파손, 층간 박리 또는 유전 강도 감소 등이 있습니다. 이러한 문제는 설계 단계에서 환경 요인(예: 온도 및 습도 순환)을 충분히 고려하지 않은 것과 관련이 있는 경우가 많습니다. 실제 사용 조건에서 스트레스를 시뮬레이션하기 위해 제품 개발 후반 단계에서 가속 노화 테스트를 수행하는 것이 좋습니다.
설계부터 제조까지 폐쇄 루프 협업
Rigid Flex 인쇄 회로 기판의 전환 영역을 처리하려면 설계, 제조 및 응용 시나리오 간의 협업이 필요합니다. 우리는 항상 다음을 권장합니다.
미래 지향적인 설계: 설계 단계에서 전환 영역의 기계적 및 열적 응력을 완전히 고려하고 시뮬레이션 도구와 공급업체 피드백을 사용하여 솔루션을 최적화합니다.
제조 관리: 공급업체와 긴밀히 협력하여 제조 프로세스(예: 밀링 및 라미네이션)가 설계 기대치를 충족하는지 확인하고 중요한 노드에서 품질 검증을 수행합니다.
응용 시나리오 적응: 제품 응용 요구 사항(일회성 굽힘 또는 동적 굽힘)을 기반으로 설계 전략을 조정하여 성능과 신뢰성 간의 균형을 보장합니다.
Rigid Flex 인쇄 회로 기판과 관련된 요구 사항이 있는 경우 언제든지 당사에 문의하시면 기술 지원을 제공해 드리겠습니다.
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