PCB뉴스 - FPC 회로 기판을 설계하는 방법은 무엇입니까?

FPC의 전체 이름은 유연한 인쇄 회로(Flexible Printed Circuit)이며, FPC는 PET 또는 PI를 기본 재료로 만든 회로 기판입니다. 기존 회로 기판에 비해 얇고 가벼우며 접을 수 있습니다. 특히, 폴더블 기능을 통해 PCB 기판 간의 연결이 더욱 편리해지고, 회로 기판 간의 입체적인 연결이 가능해졌습니다.

FPC 설계에 대한 15가지 경험 법칙

1. 패드 연결 및 고정

FPC 보드를 설계할 때 절연 패드를 사용하지 않도록 모든 노력을 기울여야 합니다. 분리된 패드는 후속 가공, 조립, 심지어 사용 중에도 외부 충격, 진동 및 기타 요인으로 인해 쉽게 떨어질 수 있습니다. 이에 비해 와이어나 구리 시트를 사용하여 패드를 연결하면 패드에 대한 안정적인 지지 네트워크를 구축하고 회로 기판의 본체에 밀접하게 연결하여 복잡하고 변화하는 작업 조건에서도 강력하고 안정적인 상태를 유지할 수 있습니다.

2. 커넥터 선택

FPC 설계에서는 삽입할 커넥터 형태를 신중하게 선택해야 합니다. 가능한 한 압착형 PAD 형태를 사용하는 것이 좋습니다. 이는 기존의 패드 연결 방식을 사용하면 회로 기판이 구부러지거나 늘어나는 등의 외부 힘을 받을 때 패드가 더 큰 응력 집중을 받게 되기 때문입니다. 장기적으로 보면 패드가 회로 기판에서 쉽게 떨어져 연결이 실패할 수 있습니다. 특수한 기계적 연결 구조를 갖춘 압착 PAD는 외부 힘을 효과적으로 분산시키고 연결 안정성을 확실하게 보장합니다.

3. 판구멍 사용 제한

FPC 보드 자체의 두께가 얇고 상대적으로 취약한 구조를 고려하여 회로 설계 시 플레이트에 구멍을 사용하는 것은 권장되지 않습니다. 판의 구멍 가공 공정은 상대적으로 복잡하며 판의 두께가 얇기 때문에 에칭, 전기 도금 및 기타 공정 후에 구리 누출이 매우 쉽게 발생합니다. 구리 누출이 발생하면 회로의 전도성 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라 단락과 같은 심각한 문제를 야기하여 회로 기판의 신뢰성에 큰 숨겨진 위험을 초래할 수 있습니다.

4. 비아와 패드 사이의 간격 제어

FPC 비아와 패드 사이의 거리는 엄격하게 제어되어야 하며 0.2mm 이상이어야 합니다. 회로기판을 실제로 사용하는 과정에서, 특히 반복적으로 구부리면 솔더마스크층이 떨어져 나갈 수 있기 때문이다. 비아홀과 패드 사이의 거리가 너무 가까우면 솔더 마스크가 떨어져 비아홀에서 구리가 쉽게 누출되어 회로의 무결성이 파괴되고 신호 전송 및 전력 분배에 영향을 미칠 수 있습니다. 전체 회로 기판이 폐기되는 원인이 되기도 합니다.

5. 관통 구멍과 보드 가장자리 사이의 간격 설계

FPC 스루홀과 보드 가장자리 사이의 거리는 0.5mm보다 커야 합니다. 기판의 가장자리 영역은 회로 기판이 구부러질 때 응력이 가장 집중되는 영역 중 하나입니다. 관통 구멍이 기판 가장자리에 너무 가까우면 회로 기판이 자주 구부러질 때 가장자리가 손상됩니다. 보드는 과도한 스트레스로 인해 쉽게 파손될 수 있으며, 회로 보드의 물리적 구조를 직접 파괴합니다. 제품 설계 요구 사항으로 인해 더 작은 간격이 필요한 경우 U자형 구멍 설계를 사용하는 것이 좋습니다. 일반 관통 구멍과 비교하여 U자형 구멍의 특수한 형태는 응력을 효과적으로 분산시키고 기판 가장자리 파손 위험을 줄여 굽힘 과정에서 회로 기판의 안정성을 보장합니다.

6. 넓은 면적에 구리를 부설할 때의 고려사항

FPC 설계에서는 넓은 면적의 구리 부설 작업을 권장하지 않습니다. 한편, 넓은 면적을 구리로 덮은 후 솔더 마스크로 덮으면 구리층과 솔더 마스크 사이의 열팽창 계수 차이로 인해 후속 가공이나 사용 시 온도 변화에 따라 솔더 마스크에 버블이 생기기 쉽습니다. 이는 회로 기판의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 더 중요한 것은 솔더 마스크의 보호 기능을 파괴하여 내부 회로를 노출시키고 단락 위험을 증가시킵니다. 반면, 솔더마스크를 덮지 않으면 회로기판을 구부리는 과정에서 구리판이 구속력이 부족해 주름이 생기기 쉽고, 이는 회로기판의 평탄도에 영향을 미치고 심지어 회로 파손의 원인이 될 수도 있다. 따라서 넓은 면적의 구리 대신 그리드 구리 시트를 사용하는 것이 좋습니다. 그리드 구리 시트는 특정 전도성 요구 사항을 충족할 수 있을 뿐만 아니라 위에서 언급한 기포 및 주름 문제를 피하면서 합리적인 그리드 구조를 통해 응력을 효과적으로 분산시킬 수 있습니다.

7. 라우팅 경로 최적화

패드에 너무 가까운 라우팅 트레이스를 피하십시오. 트레이스 경로와 패드 사이의 거리가 0.2mm 미만인 경우, 솔더 마스크를 적용할 때와 같은 후속 공정 단계에서 좁은 작동 공간으로 인해 솔더 마스크를 고르게 덮기가 어렵고 연성 회로 기판이 구부러지거나 가열되는 등의 현상이 발생합니다. 이 경우 솔더 마스크가 패드 가장자리에서 쉽게 벗겨질 수 있습니다. 솔더 마스크가 떨어지면 패드는 효과적인 보호 기능을 상실하고 단락 및 산화와 같은 문제가 발생하기 쉬워 회로 기판의 성능과 신뢰성에 심각한 영향을 미칩니다.

8. 병렬 라인 레이아웃의 핵심 포인트

나란히 선을 디자인할 때 선의 레이아웃은 균일하고 조밀해야 합니다. 일부 라인이 너무 독립적이고 희박한 경우 회로 기판을 구부리는 과정에서 해당 패드가 과도한 불균형 외부 힘을 견디어 패드와 라인 사이의 연결이 끊어질 수 있습니다. 균일하고 조밀하게 나란히 배치된 라인 레이아웃은 응력을 고르게 분산시키고, 패드와 회로가 전체적인 조화된 힘을 받도록 보장하며, 동적 사용 중에 회로 기판의 안정성을 향상시킵니다.

9. 그리드 구리 시트 방향 및 간격 설정

그리드 구리 스킨은 굽힘 방향에 대해 45도 각도로 선택됩니다. 이 디자인은 보드의 기계적 특성을 높이는 데 큰 이점이 있습니다. 기계적 관점에서 볼 때 45도 각도의 그리드 구리 시트는 회로 기판이 구부러질 때 응력 분포에 더 잘 적응하고 변형에 효과적으로 저항하며 구리 시트가 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있습니다. 동시에 이러한 각도 설정은 신호 전송에도 도움이 되며 신호 반사 및 간섭을 줄이고 회로의 전기적 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 그리드 구리 와이어 사이의 간격은 0.2mm로 설정하는 것이 좋습니다. 이 간격은 충분한 기계적 강도를 보장할 뿐만 아니라 전도성 성능의 균형을 잘 유지하여 대부분의 FPC 애플리케이션 시나리오의 요구 사항을 충족합니다.

10. 골드 핑거 디자인 디테일

FPC의 골드 핑거를 설계할 때 패드가 보드 경계 안쪽으로 0.2mm 이상 들어가야 합니다. 이는 FPC의 생산 및 가공 과정에서 개별 회로 기판 유닛을 분리하기 위해 레이저 절단 기술이 자주 사용되기 때문입니다. 골드 핑거 패드가 보드 가장자리에 너무 가까우면 레이저 절단 중에 발생하는 높은 열과 높은 에너지 충격으로 인해 골드 핑거 끝 부분에 단락이 쉽게 발생할 수 있습니다. 적절한 후퇴는 골드 핑거에 안전한 완충 영역을 제공하여 레이저 절단의 부작용을 피할 수 있습니다.

11. 골드핑거 솔더마스크 처리

FPC 골드 핑거의 솔더 마스크의 앞면과 뒷면은 최대한 정렬되지 않아야 합니다. 회로 기판이 구부러지면 정렬된 솔더 레지스트가 응력으로 인해 같은 위치에 집중되어 구부러지기 쉽습니다. 약간 엇갈린 솔더 마스크는 힘을 분산시켜 응력 분포를 더욱 균일하게 만들고 솔더 마스크 균열 위험을 효과적으로 줄이고 골든 핑거 영역의 보호 효과를 보장할 수 있습니다.

12. 골드핑거 창 크기 조절

FPC 골드 핑거 창은 솔더 마스크 크기보다 최소 0.3mm 작아야 합니다. 창 크기가 솔더 마스크와 너무 가깝거나 같을 경우, 회로 기판을 나중에 사용할 때, 특히 자주 구부러지는 경우 충분한 접착력이 부족하거나 기판에 대한 연결로 인해 골드 핑거가 쉽게 떨어질 수 있습니다. 연결 라인이 약해져서 결국 연결이 끊어지고 전체 회로 기판의 연결 기능에 영향을 미칠 수 있습니다.

13. 패드 간격 조정

FPC 패드 간격은 일반 PCB 패드 간격보다 커야 합니다. FPC의 유연한 특성으로 인해 기존 PCB보다 납땜 과정에서 더 쉽게 변형됩니다. 패드 간격이 너무 작으면 솔더는 솔더링 중에 인접한 패드 사이에 쉽게 연결되어 단락을 일으킬 수 있습니다. 반면에 FPC 패드 간격이 너무 작기 때문에 일반적으로 솔더 마스크를 덮을 수 없습니다. 간신히 덮더라도 회로 기판이 구부러지거나 가열되면 솔더 마스크도 떨어지기 쉽고 솔더 패드가 주석 도금될 가능성이 높아져 단락 위험이 더욱 높아집니다. 따라서 연성회로기판의 패드 간격을 합리적으로 늘리는 것은 용접 품질과 회로 신뢰성을 보장하는 데 필요한 조치입니다.

14. 부과 시 주의사항

FPC 임포징 시 골드 핑거에 스탬프 구멍이나 홈이 생기지 않도록 주의하십시오. 골든 핑거는 외부 연결을 위한 회로 기판의 핵심 부품으로 전체 회로 시스템의 무결성과 안정성이 매우 중요합니다. 스탬프 구멍이나 홈이 있으면 골드 핑거의 구조가 파괴되고 연결 강도가 약해집니다. 후속 가공, 분리 및 사용 중에 골드 핑거 파손, 접촉 불량 및 기타 문제가 발생하기 쉽고 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 회로 기판.

15. 일부 강화 조치 결합

골드핑거나 기타 연결부위에는 내부층에 강성재료를 첨가하여 국부적인 강성을 높이는 보강가공을 하는 것이 가장 좋습니다. 회로 기판을 사용하는 동안 이러한 연결 부품은 일반적으로 삽입 및 추출 힘, 굽힘 힘 등과 같은 큰 외부 힘을 견뎌냅니다. 견고한 재료를 추가하면 이러한 부품의 기계적 특성이 강화되어 외부 충격에 더 잘 견딜 수 있게 되고 연결의 안정성과 신뢰성이 보장되며 회로 기판의 서비스 수명이 연장됩니다.

위의 15가지 경험 법칙을 따르면 설계자는 FPC 설계의 복잡한 미로에서 명확한 길을 찾을 수 있으며 현대 전자 장치의 혁신과 개발에 강력한 추진력을 주입할 수 있습니다.