리지드 플렉스 인쇄 회로 기판(PCB)은 다양한 전자 응용 분야에서 다용성과 내구성으로 인기가 높습니다. 이 보드는 안정적인 전기 연결을 유지하면서 굽힘 및 비틀림 응력을 견딜 수 있는 능력으로 알려져 있습니다.이 기사에서는 Rigid-Flex PCB에 사용되는 재료를 심층적으로 살펴보고 그 구성과 특성에 대한 통찰력을 얻을 것입니다. Rigid-Flex PCB를 강력하고 유연한 솔루션으로 만드는 재료를 공개함으로써 우리는 그것이 전자 장치의 발전에 어떻게 기여하는지 이해할 수 있습니다.
1.이해하다리지드-플렉스 PCB 구조：
Rigid-Flex PCB는 견고한 기판과 유연한 기판을 결합하여 독특한 구조를 형성하는 인쇄 회로 기판입니다. 이러한 조합을 통해 회로 기판은 3차원 회로를 특징으로 하며 전자 장치에 설계 유연성과 공간 최적화를 제공합니다. Rigid-Flex 보드의 구조는 세 가지 주요 레이어로 구성됩니다. 첫 번째 레이어는 FR4 또는 금속 코어와 같은 견고한 재료로 만들어진 견고한 레이어입니다. 이 레이어는 PCB에 구조적 지지와 안정성을 제공하여 내구성과 기계적 응력에 대한 저항성을 보장합니다.
두 번째 층은 폴리이미드(PI), 액정폴리머(LCP), 폴리에스테르(PET) 등의 소재로 만들어진 유연한 층이다. 이 층을 사용하면 전기적 성능에 영향을 주지 않고 PCB를 구부리고 비틀고 구부릴 수 있습니다. 이 레이어의 유연성은 PCB를 불규칙하거나 좁은 공간에 맞춰야 하는 애플리케이션에 매우 중요합니다. 세 번째 층은 단단한 층과 유연한 층을 함께 접착하는 접착 층입니다. 이 층은 일반적으로 층 사이에 강력한 결합을 제공하는 동시에 우수한 전기 절연 특성을 제공하는 능력을 위해 선택된 에폭시 또는 아크릴 재료로 만들어집니다. 접착층은 Rigid-Flex 보드의 신뢰성과 서비스 수명을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
Rigid-Flex PCB 구조의 각 레이어는 특정 기계적 및 전기적 성능 요구 사항을 충족하도록 신중하게 선택되고 설계되었습니다. 이를 통해 PCB는 가전제품부터 의료 기기, 항공우주 시스템에 이르기까지 광범위한 응용 분야에서 효율적으로 작동할 수 있습니다.
2. 단단한 층에 사용되는 재료:
Rigid-Flex PCB의 견고한 레이어 구성에서는 필요한 구조적 지원과 무결성을 제공하기 위해 여러 재료가 사용되는 경우가 많습니다. 이러한 재료는 특정 특성과 성능 요구 사항에 따라 신중하게 선택됩니다. Rigid-Flex PCB의 견고한 레이어에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 다음과 같습니다.
A. FR4: FR4는 PCB에 널리 사용되는 Rigid Layer 소재입니다. 열적, 기계적 특성이 우수한 유리강화 에폭시 적층판입니다. FR4는 강성이 높고 흡수율이 낮으며 내화학성이 우수합니다. 이러한 특성은 PCB에 탁월한 구조적 무결성과 안정성을 제공하므로 견고한 레이어로 이상적입니다.
B. 폴리이미드(PI): 폴리이미드는 유연한 내열성 소재로 내열성이 높아 리지드플렉스 보드에 많이 사용된다. 폴리이미드는 우수한 전기 절연 특성과 기계적 안정성으로 잘 알려져 있어 PCB의 견고한 층으로 사용하기에 적합합니다. 극한의 온도에 노출되어도 기계적, 전기적 특성을 유지하므로 다양한 응용 분야에 적합합니다.
C. 금속 코어: 우수한 열 관리가 필요한 경우에는 알루미늄이나 구리와 같은 금속 코어 재료를 Rigid-Flex PCB의 견고한 레이어로 사용할 수 있습니다. 이러한 소재는 열전도율이 뛰어나 회로에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있습니다. 금속 코어를 사용함으로써 Rigid-Flex 보드는 효과적으로 열을 관리하고 과열을 방지하여 회로 신뢰성과 성능을 보장합니다.
이러한 각 재료는 고유한 장점을 갖고 있으며 PCB 설계의 특정 요구 사항에 따라 선택됩니다. 작동 온도, 기계적 응력 및 필요한 열 관리 기능과 같은 요소는 모두 강성 PCB 강성 레이어와 유연한 PCB 강성 레이어를 결합하는 데 적합한 재료를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
Rigid-Flex PCB의 견고한 레이어에 대한 재료 선택은 설계 프로세스의 중요한 측면이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 적절한 재료 선택은 PCB의 구조적 무결성, 열 관리 및 전반적인 신뢰성을 보장합니다. 올바른 재료를 선택함으로써 설계자는 자동차, 항공우주, 의료, 통신 등 다양한 산업의 엄격한 요구 사항을 충족하는 Rigid-Flex PCB를 만들 수 있습니다.
3. 유연한 레이어에 사용되는 재료:
Rigid-Flex PCB의 유연한 레이어는 이러한 보드의 굽힘 및 접힘 특성을 촉진합니다. 유연한 층에 사용되는 재료는 높은 유연성, 탄성 및 반복 굽힘에 대한 저항성을 나타내야 합니다. 유연한 레이어에 사용되는 일반적인 재료는 다음과 같습니다.
A. 폴리이미드(PI): 앞서 언급했듯이 폴리이미드는 리지드 플렉스 PCB에서 두 가지 목적을 수행하는 다용도 재료입니다. 플렉스 레이어에서는 보드가 전기적 특성을 잃지 않고 구부러지고 구부러질 수 있습니다.
B. 액정 폴리머(LCP): LCP는 뛰어난 기계적 특성과 극한 온도에 대한 내성으로 잘 알려진 고성능 열가소성 소재입니다. 이는 Rigid-Flex PCB 설계에 탁월한 유연성, 치수 안정성 및 내습성을 제공합니다.
C. 폴리에스터(PET): 폴리에스터는 우수한 유연성과 단열 특성을 지닌 저가형 경량 소재입니다. 이는 일반적으로 비용 효율성과 적당한 굽힘 기능이 중요한 Rigid-Flex PCB에 사용됩니다.
D. 폴리이미드(PI): 폴리이미드는 강성-연성 PCB 유연성 레이어에 일반적으로 사용되는 재료입니다. 유연성이 뛰어나고 내열성이 뛰어나며 전기 절연성이 우수합니다. 폴리이미드 필름은 PCB의 다른 층에 쉽게 적층, 에칭 및 접착할 수 있습니다. 전기적 특성을 잃지 않고 반복적인 굽힘을 견딜 수 있어 유연한 레이어에 이상적입니다.
E. 액정 폴리머(LCP): LCP는 리지드 플렉스 PCB의 유연한 레이어로 점점 더 많이 사용되는 고성능 열가소성 소재입니다. 높은 유연성, 치수 안정성, 극한 온도에 대한 탁월한 저항성 등 우수한 기계적 특성을 갖고 있습니다. LCP 필름은 흡습성이 낮아 습한 환경에 사용하기에 적합합니다. 또한 내화학성이 우수하고 유전 상수가 낮아 열악한 조건에서도 안정적인 성능을 보장합니다.
F. 폴리에스테르(PET): 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)라고도 알려진 폴리에스테르는 Rigid-Flex PCB의 유연한 레이어에 사용되는 가볍고 비용 효과적인 소재입니다. PET 필름은 유연성이 뛰어나고 인장 강도가 높으며 열 안정성이 뛰어납니다. 이 필름은 흡습성이 낮고 전기 절연성이 우수합니다. 비용 효율성과 적절한 굽힘 기능이 PCB 설계의 핵심 요소인 경우 PET가 선택되는 경우가 많습니다.
G. 폴리에테르이미드(PEI): PEI는 연질 결합 PCB의 유연한 층에 사용되는 고성능 엔지니어링 열가소성 물질입니다. 높은 유연성, 치수 안정성, 극한 온도에 대한 저항성을 포함한 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. PEI 필름은 흡습성이 낮고 내화학성이 우수합니다. 또한 높은 유전 강도와 전기 절연 특성을 갖고 있어 까다로운 응용 분야에 적합합니다.
H. 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN): PEN은 Rigid-Flex PCB의 유연한 층에 사용되는 내열성이 뛰어나고 유연한 소재입니다. 열 안정성이 좋고 수분 흡수율이 낮으며 기계적 특성이 우수합니다. PEN 필름은 자외선 및 화학 물질에 대한 내성이 뛰어납니다. 또한 유전율이 낮고 전기 절연성이 우수합니다. PEN 필름은 전기적 특성에 영향을 주지 않고 반복적인 굽힘과 접힘을 견딜 수 있습니다.
I. 폴리디메틸실록산(PDMS): PDMS는 연질 및 경질 결합 PCB의 유연한 층에 사용되는 유연한 탄성 재료입니다. 높은 유연성, 탄성, 반복 굽힘에 대한 저항성 등 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. PDMS 필름은 또한 우수한 열 안정성과 전기 절연 특성을 가지고 있습니다. PDMS는 착용 가능한 전자 제품 및 의료 기기와 같이 부드럽고 신축성이 있으며 편안한 소재가 필요한 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.
이러한 각 재료에는 고유한 장점이 있으며 플렉스 레이어 재료의 선택은 PCB 설계의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 유연성, 온도 저항성, 내습성, 비용 효율성 및 굽힘 능력과 같은 요소는 Rigid-Flex PCB의 유연한 레이어에 적합한 재료를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 요소를 신중하게 고려하면 다양한 응용 분야 및 산업에서 PCB 신뢰성, 내구성 및 성능이 보장됩니다.
4.Rigid-Flex PCB의 접착 재료:
견고한 레이어와 유연한 레이어를 함께 결합하기 위해 Rigid-Flex PCB 구성에 접착 재료가 사용됩니다. 이러한 결합 재료는 층 사이의 안정적인 전기적 연결을 보장하고 필요한 기계적 지지를 제공합니다. 일반적으로 사용되는 두 가지 접착 재료는 다음과 같습니다.
A. 에폭시 수지(Epoxy Resin): 에폭시 수지 기반의 접착제는 높은 접착력과 우수한 전기절연성으로 인해 널리 사용되고 있습니다. 이는 우수한 열 안정성을 제공하고 회로 기판의 전반적인 강성을 향상시킵니다.
비. 아크릴: 아크릴 기반 접착제는 유연성과 내습성이 중요한 응용 분야에 선호됩니다. 이 접착제는 에폭시보다 접착력이 좋고 경화 시간이 짧습니다.
C. 실리콘: 실리콘 기반 접착제는 유연성, 우수한 열 안정성, 습기 및 화학 물질에 대한 저항성으로 인해 Rigid-Flex 보드에 일반적으로 사용됩니다. 실리콘 접착제는 넓은 온도 범위를 견딜 수 있어 유연성과 높은 내열성을 모두 요구하는 응용 분야에 적합합니다. 이는 필요한 전기적 특성을 유지하면서 견고한 층과 유연한 층 사이의 효과적인 결합을 제공합니다.
D. 폴리우레탄: 폴리우레탄 접착제는 Rigid-Flex PCB에 유연성과 접착 강도의 균형을 제공합니다. 이 제품은 다양한 기질에 대한 접착력이 우수하고 화학물질 및 온도 변화에 대한 탁월한 저항성을 제공합니다. 폴리우레탄 접착제는 진동을 흡수하고 PCB에 기계적 안정성을 제공합니다. 유연성과 견고성이 필요한 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
E. UV 경화성 수지: UV 경화성 수지는 자외선(UV) 광에 노출되었을 때 빠르게 경화되는 접착제이다. 빠른 접착 및 경화 시간을 제공하므로 대량 생산에 적합합니다. UV 경화 수지는 단단하고 유연한 기판을 포함한 다양한 재료에 탁월한 접착력을 제공합니다. 또한 우수한 내화학성과 전기적 특성을 나타냅니다. UV 경화 수지는 빠른 처리 시간과 안정적인 접착이 중요한 Rigid-Flex PCB에 일반적으로 사용됩니다.
F. 감압성 접착제(PSA): PSA는 압력이 가해질 때 결합을 형성하는 접착 재료입니다. 이는 Rigid-Flex PCB를 위한 편리하고 간단한 접착 솔루션을 제공합니다. PSA는 단단하고 유연한 기판을 포함한 다양한 표면에 우수한 접착력을 제공합니다. 조립 중에 위치를 변경할 수 있으며 필요한 경우 쉽게 제거할 수 있습니다. PSA는 또한 탁월한 유연성과 일관성을 제공하므로 PCB 굽힘 및 굽힘이 필요한 응용 분야에 적합합니다.
결론:
Rigid-Flex PCB는 현대 전자 장치의 필수적인 부분으로, 컴팩트하고 다양한 패키지로 복잡한 회로 설계를 가능하게 합니다. 전자 제품의 성능과 신뢰성을 최적화하려는 엔지니어와 설계자에게는 제품 구성에 사용되는 재료를 이해하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 강성 및 유연성 레이어와 접착 재료를 포함하여 강성-플렉스 PCB 구성에 일반적으로 사용되는 재료에 중점을 둡니다. 강성, 유연성, 내열성 및 비용과 같은 요소를 고려하여 전자 제조업체는 특정 응용 분야 요구 사항에 따라 올바른 재료를 선택할 수 있습니다. 견고한 레이어용 FR4, 유연한 레이어용 폴리이미드, 접착용 에폭시 등 각 재료는 오늘날 전자 산업에서 Rigid-Flex PCB의 내구성과 기능성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
게시 시간: 2023년 9월 16일
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