플렉시블 PCB 흔한 이슈와 해결 방안

플렉시블 PCB는 인쇄 회로 기판 세계의 획기적 혁신입니다. 딱딱한 구조를 고수할 필요 없이, 이 PCB들은 애플리케이션에 맞게 구부리고, 모양을 잡고, 비틀 수 있습니다. 일부 현대 애플리케이션은 플렉스 PCB 없이는 불가능합니다. 그러나 플렉스 PCB를 다뤄보셨다면 플렉시블 회로 기판 이슈가 발생할 수 있음을 아실 겁니다.

왜 플렉스 인쇄 회로 기판 이슈가 발생하는가?

대부분 경우, 플렉스 회로 기판 이슈는 설계자가 경직된 회로 기판 설계에 익숙해 같은 원칙으로 플렉스 회로 기판을 설계하기 때문에 발생합니다. 물론 플렉스 회로 기판은 경직된 회로 기판이 아니며, 자체적인 플렉스 친화적 설계가 필요합니다.

흔한 플렉스 인쇄 회로 기판 이슈 유형

가장 흔한 플렉시블 회로 기판 이슈들:

• 솔더 마스크/커버레이 개구부 폭 부족: 제조 중 플렉시블 회로 형태에 약간의 변화는 예상됩니다. 구리 도금, 에칭, 퓨미스 스크러빙 같은 공정은 필연적으로 영향을 미칩니다. 하지만 경직된 회로 기판 설계에 익숙한 이들은 커버레이, 다이 커팅, 스티프너, 커버레이 유전체 라미네이션으로 인한 접착제 짜임(squeeze)에 대해 더 큰 공차를 허용하지 않을 수 있습니다. 맞춤형 플렉시블 회로 설계 시 고려할 복잡한 공정이 많으므로, 커버레이 개구부가 충분히 넓은지 확인하는 것이 중요합니다.

• 솔더 조인트가 벤드 포인트에 너무 가까움: 솔더가 구리 트레이스에 결합된 지점이 솔더 조인트인데, 솔더 첨가로 인해 구리 트레이스 나머지 부분보다 훨씬 더 경직됩니다. 경직된 회로 기판에서는 보통 이슈가 안 됩니다. 하지만 플렉스 보드에서 솔더 조인트가 기판을 구부릴 위치에 너무 가까우면 솔더 패드 균열이나 라미네이션 박리가 발생해 보드 고장으로 이어질 가능성이 높습니다.

• 솔더 패드 간 간격: 플렉시블 회로 기판에서는 솔더 마스크/커버레이 개구부를 더 크게 만들어야 하므로, 인접 도체 트레이스를 솔더 패드에 너무 가깝게 라우팅하면 인접 도체 트레이스 가장자리가 노출될 위험이 있습니다. 결과적으로 커넥터 패드나 핀 사이에 쇼트나 솔더 브리지가 생길 수 있습니다. 각 솔더 패드와 인접 도체 트레이스 사이에 더 큰 간격을 두어 더 큰 커버레이 개구부를 고려한 플렉시블 회로 기판 설계가 중요합니다.

• 도체 내 응력 지점: 경직된 회로 기판 설계자들이 플렉시블 회로 기판에서 흔히 겪는 문제는 응력 지점 생성입니다. 솔더 패드 베이스에서 예각 접합부나 날카로운 모서리 같은 트레이스 배열은 경직된 회로 기판에는 적합하지만, 사용자가 보드를 애플리케이션에 적용해 접거나 구부리면 작동하지 않습니다. 사용자가 응력 지점 영역을 플렉스할 때마다 파열이나 박리 발생 가능성이 높습니다.

• 스택 트레이스(Stacked Traces): 구리가 벤드의 중립축(neutral axis)에 머물게 하는 것이 중요합니다. 유전체 양면의 트레이스가 정확히 서로 위에 겹쳐 쌓이면, 벤드 반경 바깥쪽 트레이스는 반대쪽 트레이스와 완벽히 정렬된 상태에서 회로를 구부릴 때 균열이 생기기 쉽습니다. 이 트레이스들이 접힌 영역의 중립축에서 멀어지도록 장력이 가해질수록 파열 가능성이 커집니다. 해당 영역을 단일 도전 층으로 설계하면 이 문제를 피할 수 있습니다.

플렉시블 회로 기판 이슈 방지는 설계에서 시작됩니다. 플렉스 PCB 전문가가 설계하고 제조한 플렉스 인쇄 회로 기판을 원합니다. 이들은 이런 유형 보드를 여러 번 설계해봤으며, 이 특정 보드에 대한 올바른 프로토콜을 알고 있습니다.

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