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다층 Rigid-Flex PCB

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맞춤문의

개요

안건 리지드 플렉스 PCB
최대 레이어 36L
내부 레이어 최소 추적/공간 3/3백만
외부 레이어 최소 추적/공간 3.5/4mil
내부 레이어 최대 구리 6온스
아웃 레이어 최대 구리 3온스
최소 기계 드릴링 0.15mm
최소 레이저 드릴링 0.1mm
종횡비(기계 드릴링) 12:1
종횡비(레이저 드릴링) 1:1
프레스핏 홀 공차 ±0.05mm
PTH 공차 ±0.075mm
NPTH 공차 ±0.15mm
카운터싱크 공차 ±0.15mm
보드 두께 0.4-3mm
보드 두께 공차(<1.0mm) ±0.1mm
보드 두께 공차(≥1.0mm) ±10%
임피던스 공차 단일 종단: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω)
차동: ±5Ω(≤50Ω), ±10%(>50Ω)
최소 보드 크기 10*10mm
최대 보드 크기 22.5*30인치
윤곽 공차 ±0.1mm
최소 BGA 700만
최소 SMT 7*10mil
표면 처리 ENIG, 골드 핑거, 침수 은, 침수 주석, HASL(LF), OSP, ENEPIG, 플래시 금, 경질 금 도금
솔더 마스크 그린, 블랙, 블루, 레드, 매트 그린
최소 솔더 마스크 클리어런스 150만
민 솔더 마스크 댐 300만
전설 흰색, 검정색, 빨간색, 노란색
최소 범례 너비/높이 4/23밀
변형 필렛 폭 1.5±0.5mm
보우 앤 트위스트 0.05%

다층 리지드 플렉스 인쇄회로기판(PCB)은 견고한 재료와 유연한 재료를 결합합니다. 3개 이상의 구리 전도성 층이 이 회로의 구멍을 통해 연결됩니다. 

이 유형의 PCB는 단단한 재료의 강도와 지지력을 가지며 유연한 섹션으로 인해 쉽게 구부릴 수 있습니다. Rigid-Flex PCB는 가볍고 콤팩트하며 첨단 기능을 갖춘 가장 작은 전자 장치에도 적합합니다. 

다층 강성 플렉스 회로의 일반적인 응용 분야로는 의료 기기, 항공우주 및 자동차 부문이 있습니다. 이 기사에서는 다층 리지드 플렉스 회로 기판과 설계 고려 사항에 대해 모두 논의합니다. 

Rigid Flex PCB는 어떻게 작동합니까?

다층 PCB는 전도성 층 사이에 3차원 상호 연결을 가지고 있습니다. 더 나은 작업을 수행하면서 여러 개별 PCB의 사용을 제거합니다. 폴리이미드와 같은 유연한 PCB 재료는 FR-4로 만든 견고한 섹션과 결합됩니다. 

두 층은 강력한 접착제를 사용하여 연결됩니다. 수직 연결을 만들기 위해 회로의 각 레이어에 비아와 구성 요소 구멍이 있습니다. PCB의 단단한 부분에는 구성 요소가 있고 유연한 영역은 동적 기능을 위해 구부릴 수 있는 연결을 형성하는 데 사용됩니다. 

다층 리지드 플렉스 PCB를 사용하면 다양한 전자 장치에 맞게 콤팩트하게 구부리고 접고 포장할 수 있습니다. 이는 고성능의 고급 전자 설계를 위한 원스톱 집적 회로 선택입니다. 

각 유연한 레이어에는 절연을 위한 외부 폴리이미드 레이어가 있습니다. 회로 연결을 위해 도금된 관통 구멍이 추가되었습니다. 또한 고속 제어 임피던스를 위해 표면 스트립라인이 추가되었습니다. 

전반적으로 Rigid-Flex 회로는 누화, 과열 및 구성 요소 밀도와 같은 전자 장치 설계 문제가 있을 수 있는 곳에 적합할 수 있습니다. 

이러한 유형의 PCB는 계층 구조를 가지므로 복잡한 구성 요소 영역에서도 열을 방출할 수 있습니다. 또한 유연한 기능을 통해 PCB를 독특한 모양의 기하학적 구조로 설치할 수 있습니다. 

리지드 플렉스 회로의 유형

리지드 플렉스 인쇄회로기판에는 두 가지 유형이 있습니다.

강성-유연성 복합 PCB

이는 일반 블라인드 및 매설 비아와 함께 견고한 보드와 유연한 보드를 결합한 것입니다. 블라인드 비아는 보드를 관통하지 않고 두 레이어를 연결합니다. 반면, 매립형 비아는 회로 보강 및 라우팅 라우팅에 사용됩니다. 복합 PCB는 고밀도 설계를 가지고 있습니다. 

리지드-플렉시블 PCB

단단한 보드와 유연한 보드는 모두 별도로 제작된 다음 함께 적층됩니다. 그 결과 작은 설계 공간에 적합한 고성능 고급 보드가 탄생했습니다. 

Rigid-Flexible PCB의 주요 응용 분야는 의료 기기, TV 및 조명입니다. 고온 저항과 굽힘 능력으로 인해 Rigid-Flex 회로는 작동 시간이 긴 고급 전자 장치에 이상적입니다. 

Rigid-Flex PCB의 설계 고려 사항

Rigid-Flex PCB의 설계 요구 사항은 약간 복잡합니다. 다음은 신뢰할 수 있는 회로 부품을 설계하는 데 도움이 되는 몇 가지 중요한 사항입니다. 

  • 레이어 스택업

안정적인 굽힘과 기능을 보장하려면 강성 레이어와 유연한 레이어가 모두 포함된 충분한 레이어 스택이 있어야 합니다. 플렉스 레이어가 더 많으면 회로의 구조가 강하지 않게 됩니다. 

단단한 층이 증가하면 PCB가 두꺼워집니다. 적절한 강성과 유연성 레이어가 존재하여 회로를 독특한 디자인 형태로 구부릴 때 회로에 견고한 구조를 제공합니다. 

강화된 라미네이트 또는 FR-4를 사용하여 견고한 층을 형성할 수 있습니다. 회로의 플렉스 영역은 다양한 모양으로 구부릴 수 있는 유전체 재료를 사용합니다. 

고급 접착제는 이 두 층을 하나의 구조로 결합해야 합니다. 임피던스 제어와 안정성을 추가하려면 이러한 레이어의 균형이 필수적입니다.

  • 굽힘 반경

최소 굽힘 반경을 초과하지 않도록 주의해야 합니다. 굽힘 반경이 작으면 구리가 파손되고 부품이 손상될 수 있습니다. 또한 레이어가 박리되어 PCB의 기능이 저하될 수 있습니다. 

플렉스 리지드 PCB를 만들기 위해서는 일반적으로 3mm ~ 10mm의 굽힘 반경이 사용됩니다. 굽힘 반경은 다양한 구리 두께를 사용하고, 보다 유연한 재료를 추가하고, 스택업 설계를 변경하여 조정할 수 있습니다. 

  • 강성에서 유연성으로의 전환

점진적인 전환 형상 및 환형 링과 같은 많은 요소가 강성-연성 연결에 영향을 미칠 수 있습니다. 주의 깊게 연결하지 않으면 PCB가 깨지거나 작동하지 않을 수 있습니다. 

이를 방지하려면 재료가 쌓이는 것을 방지하기 위해 전환 근처에서 구리 사용을 줄이십시오. 예각을 사용하지 않고 모서리를 점진적으로 테이퍼링하여 쉽게 전환할 수 있습니다. 

  • 구성요소 배치

순응과 이동만 지원하므로 유연한 레이어에는 구성 요소를 추가할 수 없습니다. 따라서 회로 구성 요소는 견고한 섹션에 배치되어야 합니다. 또한 유연한 부분이 자유롭게 구부릴 수 있도록 겹치는 부분을 피해야 합니다. 

또한 커넥터의 응력도 제거됩니다. 명심해야 할 또 다른 사항은 강체 및 플렉스 섹션 전환 주위에 구성 요소 배치를 피하는 것입니다. 열 조절 구성 요소에 주의를 기울이고 충분한 구리 영역을 제공하십시오. 

  • 라우팅

PCB가 파손되거나 벗겨지는 것을 방지하려면 중립 축을 따라 라우팅을 수행해야 합니다. 전환 중에는 예각을 피하십시오. 구리 밀도에 주의하십시오. 일부 섹션에서는 열 방출이 부족하여 회로가 뜨거워질 수 있습니다. 유연성을 지원하려면 더 넓은 트레이스를 사용하고 적절한 간격을 두십시오. 

리지드 플렉스 PCB 어셈블리

Rigid-Flex PCB 어셈블리의 경우 다음 단계를 따릅니다.

  • 재료 준비

첫 번째 단계는 제작 전 동박적층판을 세척하는 것입니다. 그런 다음 프리프레그, 폴리이미드, 커버레이 및 보강재를 요구 사항에 따라 절단합니다. 

  • 내부 플렉스 코어

플렉스 보드는 폴리이미드(PI)를 사용하고 얇은 구리 호일로 감쌀 수 있는 유연한 내부 코어를 갖습니다. 또한 2개 이상의 플렉스 레이어를 추가할 경우 동박이 적층됩니다.

  • 플렉스 코어 회로 만들기

적층 후 플렉스 코어 회로는 UV 조사를 방지하기 위해 포토레지스트로 코팅된 구리 호일로 만들어집니다. 호일에 PCB 연결을 만들기 위해 불투명 필름이 사용됩니다. 이 필름은 회로 패턴을 보호하기 위해 UV 광선으로 경화됩니다. 

마지막 단계는 경화되지 않은 포토레지스트를 씻어내고 노출된 구리를 NaOH 용액에 담그는 것입니다. 이는 여분의 구리를 용해시키고 내부 코어의 구리 회로가 더욱 두드러지게 됩니다.

  • 회로 적층

Rigid-Flex 레이어가 2개 이상일 경우 동박과 PI 레이어를 교대로 적층합니다. 회로를 추가하기 전에 적층이 수행됩니다. 게다가 구리는 주석으로 회로를 전기화하는 데 사용됩니다. 

과도한 물질은 NaOh 욕조에 용해되어 전기도금된 구리 흔적만 남습니다. 다음 단계는 레이저를 사용하여 플레이트에 구멍을 뚫는 것입니다. 커버레이는 적층되어 PCB의 플렉스 레이어를 완성합니다.

강체 단면 회로, 드릴링 및 적층

PCB의 견고한 부분은 교대로 프리프레그 층과 구리 호일로 적층됩니다. 단단한 부분의 회로와 함께 구멍이 보드에 추가됩니다. 레이저를 사용하여 HDI PCB를 만들 수 있습니다. 

  • 초과 재료 절단

섹션이 노출되도록 레이저를 사용하여 여분의 프리프레그를 잘라냅니다.

  • PCB 기능 테스트

일부 일반적인 PCB 테스트에는 임피던스 검사, 굽힘 및 열 성능이 포함됩니다. 이 테스트는 PCB 위에 실크스크린과 표면 마감을 추가한 후에 수행됩니다. 또한 구멍의 품질, 연결 및 기계적 저항도 확인하십시오.

다층 Rigid-Flex 회로의 이점

다층 리지드 플렉스 PCB에는 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다. 

  • 더 나은 기능

다층 회로는 회로 조립 밀도가 더 높아 향상된 기능을 제공합니다. 작은 크기의 PCB에서도 레이어로 인해 용량과 신호 속도가 향상됩니다. 

  • 조립 오류 감소

PCB 레이어 생산은 기계로 자동화되므로 인적 오류가 발생할 여지가 줄어듭니다. 손으로 제작한 많은 전선에는 이러한 오류가 있어 작동 실패로 이어집니다. 자동화된 조립은 연결을 위한 완벽한 라우팅 및 비아를 보장합니다.

  • 입수 가능한

제조 과정에서 수작업에 의존하지 않으므로 별도의 납땜, 포장 또는 라우팅 비용이 절감됩니다. 또한, 자동화로 인한 생산량 증가로 인해 대량 주문이 저렴해졌습니다.

  • 유연한 설계 및 설치

다층 입체 디자인으로 디자인의 자유로움을 선사합니다. 고급 설계를 갖춘 다층 Rigid-Flex PCB는 무거운 하중과 화학적 변화에서 더 잘 작동하고 혹독한 날씨를 견딜 수 있습니다.

또 다른 장점은 유연한 설치입니다. 구부릴 수 있는 회로를 어디에서나 조정하여 더 나은 전자적 움직임과 기능을 얻을 수 있기 때문입니다. 또한 이러한 회로의 밀도가 높기 때문에 여러 기능을 추가할 수 있는 더 많은 공간이 가능합니다.

  • 향상된 열 방출

다층 설계의 Rigid-Flex PCB는 흐름이 더 좋습니다. 결과적으로 열을 더 잘 발산할 수 있습니다. 또한 공기 흐름이 개선되면 전체 작동 온도가 낮아집니다. 표면적/부피 비율이 증가하면 회로의 수명 주기도 늘어납니다.

  • 경량

다층 리지드 플렉스 회로는 얇은 유전체 기판을 사용하여 만들어집니다. 따라서 견고한 구조로 더욱 유연합니다. 크기가 작기 때문에 소형 전자 장치를 더 쉽게 조립할 수 있습니다. 

  • 튼튼한 

Rigid-Flex 회로의 상호 연결 수가 적어 내구성이 향상됩니다. 이 회로는 작동을 멈추기 전까지 최대 5억 번 구부러집니다. 열 조건이 극단적이더라도 여전히 정상적으로 작동합니다. 

Rigid-Flex PCB의 응용

Rigid-Flex 회로는 낮은 제조 비용으로 안정적인 성능을 제공합니다. 이는 항공우주 기술과 같은 다양한 첨단 장치에 사용됩니다. Rigid-flex 회로는 간단한 조명에도 사용되어 오래 지속됩니다. 

산업용 애플리케이션에는 고품질 신호가 필요한 무선 주파수 장치 또는 군용 통신 장치가 포함됩니다. 손상되지 않고 충격이 심한 장치에 이상적입니다. 

유연한 특성으로 인해 건강 모니터링 웨어러블 장비와 같은 의료 기기에 사용됩니다. X-ray 기계, 심장 모니터, CAT 스캔 장치와 같은 일부 첨단 장비에는 Rigid-Flex PCB가 사용됩니다. 

또 다른 중요한 응용 분야는 전자상거래 부서의 배송 추적 및 검색입니다. 작업이 더 쉽고 빨라집니다. 

결론 

다층 리지드 플렉스 PCB는 무선 주파수, 고속 통신 및 마이크로파 시스템에 사용되는 다목적 디지털 회로입니다. Rigid-Flex PCB는 가볍고 컴팩트하면서 향상된 신호 품질을 제공합니다. 이러한 회로를 설계할 때 재료, 굽힘 반경 및 내부 구성 요소 배치를 고려하십시오. 최고의 설계 유연성으로 최고의 품질을 보장하려면 전문 PCB 제조업체와 협력하십시오. 

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